JP2011238877A - カラー固体撮像素子、カラー固体撮像素子の製造方法及びカラー固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤーボンディング時及び製造時に生じる不具合を解消することができるカラー固体撮像素子、カラー固体撮像素子の製造方法及びカラー固体撮像装置の製造方法を提供する。
【解決手段】中央部の光電変換部の周囲にボンディングパッド部１９が形成され且つその周囲がスクライブレーン領域１５で取り囲まれている半導体基板２３と、半導体基板２３における光電変換部の上方に形成された中央側の多層積層膜２９と、半導体基板２３におけるボンディングパッド部１９とスクライブレーン領域１５との間の上方に形成された端側の多層積層膜３１とを備え、ボンディングパッド部１９を挟んで対向する多層積層膜２９と多層積層膜３１との間隔がボンディングパッド部１９より大きく、多層積層膜２９及び多層積層膜３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂの各々が側壁保護膜３３，３５で覆われている。
【選択図】図４

Description

本発明は、カラー固体撮像素子、カラー固体撮像素子の製造方法及びカラー固体撮像装置の製造方法に関し、特にボンディングパット部及びスクライブレーン領域に関するものである。

カラー固体撮像素子は、多数の光電変換部が形成されている基板表面の凹凸を平坦化する平坦化膜と、基板における各光電変換部上に対応し且つ平坦化膜表面上に形成された複数色のカラーフィルタ膜と、複数のカラーフィルタ膜表面を被覆して保護する表面保護膜とが積層されてなり、その後多数の光電変換部等に対して電気的に接続されているボンディンパット部やウエハーから切り出す際の基準となるスクライブレーン領域が設けられる。

このカラー固体撮像素子は、ウエハー上に多数形成され、ウエハー上の多数のカラー固体撮像素子のチップがスクライブレーン領域に沿って１個ずつに切断（ダイシングカット）される。なお、スクライブレーン領域は、ダイシングに利用されるダイヤモンドカッタ（ダイヤモンドブレード）の幅に対応しており、通常、ダイヤモンドカッタの幅と同じ範囲又はダイヤモンドカッタの幅よりも大きい範囲となっている。

このダイシングカットの際に、発生する切り屑がウエハーに吹き付けられる水により撮像領域のカラーフィルタ膜又はマイクロレンズの表面に付着して画素欠陥が生じるのを抑制するために、膜厚が１００［ｎｍ］〜５０００［ｎｍ］程の表面保護膜（オーバーコート層）で被覆する技術が提案されている（特許文献１）。

また、カラー固体撮像素子のボンディングパッド部とパッケージ支持基板とをワイヤーボンディングにより接続する際に、カラー固体撮像素子のボンディングパット部の構造を改善し、ワイヤーボンディング時におけるボンディングワイヤーとその周辺保護膜との干渉による破損を防止する技術が提案されている（特許文献２）。

以下、図面を参照しながら、従来の半導体装置の一例について説明する。
図１０は従来の単体チップにダイシング後の半導体装置内に配置されたボンディングパット部とスクライブレーン領域近傍の断面を示すものである。

なお、スクライブレーン領域はウエハーに形成されたものであり、ウエハーからダイシングカットされた素子（装置）において、ウエハーに形成されていたスクライブレーン領域の一部が残存する場合でも、その一部をスクライブレーン領域としている。

同図において、９０１は半導体基板、９０３は下層絶縁膜、９０５は下部金属薄膜、９０７は上部金属薄膜、９０９は中間層絶縁膜、９１１は保護用絶縁膜、９１３はボンディングパッド部、９１５はスクライブレーン領域である。

半導体基板９０１上の各膜の膜厚（一例である。）は、下層絶縁膜９０３が２００［ｎｍ］、下部金属薄膜９０５が５５０［ｎｍ］、中間層絶縁膜９０９が７００［ｎｍ］、上部金属薄膜９０７が８５０［ｎｍ］、保護用絶縁膜９１１が１０００［ｎｍ］である。

この場合、保護用絶縁膜９１１におけるボンディングパッド部９１３用の開口部９１７の周辺にある周辺部の上端９１１ａは、ボンディングパッド部９１３の上端９１３ａよりも下方に位置するため、ワイヤーボンディング時において、保護用絶縁膜９１１と、キャピラリやボンディングワイヤーとがそれぞれ干渉するおそれがない。

特開昭５９−００７３１７号公報 特開平７−０９４５４８号公報

カラー固体撮像素子の高集積化に対する要求が近年高まっている。これを満たすには、チップサイズに占める割合が比較的大きなボンディングパッド部やスクライブレーン領域の縮小が必要となる。

一方、高集積化を行うため画素寸法の微細化を行うには、カラー固体撮像素子に必須となっているマイクロレンズやカラーフィルタ膜を精度良く形成したり、カラーフィルタ膜の密着性を向上させたりする必要があり、カラー固体撮像素子には各種の複数の膜が積層されている（つまり、多層積層膜が形成されている。）。なお、各種の膜としては、図１１に示すように、平坦化膜９２１、カラー下地膜９２３、カラーフィルタ膜９２５、表面保護膜９２７等がある。

このようなカラー固体撮像素子では、ウエハー上に形成された多層積層膜のうち、ボンディングパッド部９１３やスクライブレーン領域９１５に対応する部分が例えば周知のドライエッチ処理等により除去（開口）され、ウエハーに多数形成されているカラー固体撮像素子がスクライブレーン領域９１５に沿ってダイシングカットされることにより１個ずつに切断される。

その結果、多層積層膜における上部金属薄膜９０７の上端が当該上部金属薄膜９０７と同じ幅に開口（９２９）されたボンディングパッド部９１３では、当該開口部９２９におけるアスペクト比（開口深さ／開口幅である。）が非常に大きくなり、図１１に示すように、ワイヤーボンディング時に表面保護膜９２７が、キャピラリ（不図示）やボンディングワイヤー９３１と干渉しやすくなる。

具体的に説明すると、図１１に示すカラー固体撮像素子では、上述した下層絶縁膜９０３等の具体的な構成に加え、平坦化膜９２１が１０００［ｎｍ］、カラー下地膜９２３が１００［ｎｍ］、カラーフィルタ膜９２５が５００［ｎｍ］、表面保護膜９２７が１０００［ｎｍ］の膜厚でそれぞれ積層され、表面保護膜９２７の上端は、ボンディングパッド部９１３の開口部９２９の上端よりも１５００［ｎｍ］高い位置に形成されることになるのである。

なお、表面保護膜９２７とキャピラリとが干渉すると、ボンディングワイヤー９３１と上部金属薄膜９０７との密着強度の低下による組立不良の発生を引き起こしてしまう。
また、多層積層膜を構成する積層膜毎にエッチングレートが異なるため、例えば、図１２に示すように、カラー下地膜９２３のエッチングレートが早い場合、カラー下地膜９２３に食い込み９３３が発生する。その結果、ダイシングカット時の水圧により、カラー下地膜９２３とその上層にあるカラーフィルタ膜９２５との界面から膜剥がれが発生しやすくなる。なお、膜剥がれした断片が画素領域に付着すれば画素欠陥となる。

このようにカラー固体撮像素子に多層積層膜が形成されている場合、ワイヤーボンディング時や製造時に不具合が生じるという課題がある。

本発明は、上述の課題に鑑み、ワイヤーボンディング時及び製造時に生じる不具合を解消することができるカラー固体撮像素子、カラー固体撮像素子の製造方法及びカラー固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係るカラー固体撮像素子は、光電変換部を中央に有し、当該光電変換部の周囲にボンディングパッド部が形成されていると共に前記ボンディングパッド部の周囲を取り囲む領域がスクライブレーン領域となっている半導体基板と、前記半導体基板における光電変換部の上方に下層から平坦化膜、カラー下地膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜の順で形成された中央側多層積層膜と、前記半導体基板における前記ボンディングパッド部と前記スクライブレーン領域とに挟まれた領域の上方に下層から平坦化膜、カラー下地膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜の順で形成された端側多層積層膜とを備え、前記ボンディングパッド部を挟んで対向する中央側多層積層膜と端側多層積層膜との間隔が前記ボンディングパッド部より大きく、前記中央側多層積層膜の側壁及び端側多層積層膜の側壁の各々が単層膜で覆われていることを特徴としている。

ここで、前記側壁を覆う単層膜は、透明膜でも、光の乱反射を防ぐ光吸収膜でも構わないが、工数削減を考慮すると、いずれの膜でも感光性レジストであることが望ましい。
単層膜は、特に材料を限定するものではないが、例えば、マイクロレンズ形成用レジストと共用することもできる。この場合には、マイクロレンズ用レジストを塗布、露光、現像後、マイクロレンズ形状を形成するために、熱フローを施すことで実施できる。

さらに、前記単層膜を光吸収膜で形成することもできる。この場合は、通常使用されているポストベーク（硬化）でよく、熱フローは必ずしも必要とはしない。
上記目的を達成するためのカラー固体撮像素子の製造方法として、光電変換部と、前記光電変換部の周囲に配置されたボンディングパッド部と、前記ボンディングパッド部の周囲を取り囲むように配されたスクライブレーン領域とを有するカラー固体撮像素子の製造方法であって、基板に前記光電変換部と前記ボンディングパッド部とを形成する工程（ａ）と、前記工程（ａ）の後に、前記基板上に下層から順に平坦化膜、カラー下地膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜を含む多層積層膜を形成する工程（ｂ）と、前記工程（ｂ）の後に、前記多層積層膜における前記ボンディングパッド部上方であって当該ボンディングパッド部よりも大きい部位と、前記多層積層膜における前記スクライブレーン領域の上方であって当該スクライブレーン領域と同じ大きさ又はそれよりも大きい部位とを除去する工程（ｃ）と、前記工程（ｃ）の後に、前記多層積層膜の側壁を覆う単層膜を形成する工程（ｄ）とを有することを特徴としている。

ここで、多層積層膜は、種々の膜形成技術を利用することができる。
例えば、平坦化膜の形成方法としては、凹部にレジスト材料が残るように設計されたフォトマスクを用い、通常のフォトリソグラフィ工程である、塗布、露光、現像工程を経て形成する方法や、熱硬化型樹脂を用い、塗布、硬化を複数回繰り返す方法や、その後、感度向上を目指し、受光部との距離を短くするために周知のエッチバック法においてエッチングする方法や、前記方法を組み合わせる方法などがある。

その後（平坦化膜の形成後）のカラーフィルタ膜の形成方法としては、例えば、通常のフォトリソグラフィ工程を複数回経て形成する方法がある。この時、カラー固体撮像素子の表面に入射した光の乱反射を軽減させるために、カラーフィルタ膜は、画素領域のみならず、画素領域以外の領域にも単層、或いは積層されていても良い。

更に、表面保護膜は、カラーフィルタ膜を保護するために、無色透明で、耐熱性、耐溶剤性、耐薬品性に優れ、かつ保護用絶縁膜と密着性に優れた層となる材料を全面に塗布、硬化することで得られる。

また、上記目的を達成するためのカラー固体撮像装置の製造方法は、上記のカラー固体撮像素子の製造方法を用いて製造されたウエハーをダイシングして当該カラー固体撮像素子を独立分離する工程（ｅ）と、前記工程（ｅ）の後に、前記カラー固体撮像素子をワイヤーボンディングする工程（ｆ）とを有することを特徴としている。

本発明によるカラー固体撮像素子とその製造方法によれば、中央側多層積層膜と端側多層積層膜との間隔が前記ボンディングパッド部よりも広く開口されているため、多層積層膜がワイヤーボンディング工程での妨げになることは無い。さらに、多層積層膜の側壁を単層膜で覆うことにより、ダイシングカット時の膜剥れを防止する保護膜としての効果も併せ持つことが可能となる。

第１の実施の形態に係るカラー固体撮像素子が多数配置されてなるウエハーを模式的に示した図である。 本発明に係るカラー固体撮像素子がダイシングカットされた状態を示す概略平面図である。 図２のＸ−Ｘ線による断面を矢印方向から見た概略断面図である。 図３におけるボンディングパッド部の周辺を拡大した概略断面図である。 シリコン基板上にボンディングパッド部とスクライブレーン領域とが形成された状態を示す概略断面図である。 側壁保護膜を形成する前の状態を示す概略断面図である。 ボンディングパッド部がワイヤーボンディングされた状態を示す断面概略図である。 第２の実施の形態に係るカラー固体撮像素子におけるスクライブレーン領域とボンディングパッド部の周辺を拡大した概略断面図である。 第３の実施の形態に係る第３の工程が終了した状態を示す概略断面図である。 従来の単体チップにダイシング後の半導体装置におけるボンディングパット部とスクライブレーン領域の周辺を拡大した概略断面図である。 従来の固体撮像素子のボンディングパッド部がワイヤーボンディングされた状態を示す概略断面図である。 従来の固体撮像素子におけるボンディングパッド部とスクライブレーン領域上の多層積層膜がエッチング処理された状態を示す概略断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、図面はいずれも模式的に示すものであって、必ずしも実際の寸法を反映するものではない。
第１の実施の形態に係るカラー固体撮像素子は、マイクロレンズを形成後、多層積層膜におけるボンディングパッド部とスクライブレーン領域を開口し、その後、熱フロー型感光性レジストで前記開口を構成する多層積層膜の側壁を覆うものである。

第２の実施の形態に係るカラー固体撮像素子は、マイクロレンズを形成後、多層積層膜におけるボンディングパッド部とスクライブレーン領域を開口し、画素領域、ボンディングパッド部、スクライブレーン領域以外の領域を熱硬化型感光性レジストで覆うものである。

第３の実施の形態に係るカラー固体撮像素子は、表面保護膜塗布（形成）後、多層積層膜におけるボンディングパッド部とスクライブレーン領域を開口し、熱フロー型感光性レジストを用い、マイクロレンズの形成と、前記開口を構成する多層積層膜の側壁を覆う側壁保護膜の形成とを同時（同工程）で行うものである。
＜第１の実施の形態＞
１．構成
図１は、第１の実施の形態に係るカラー固体撮像素子１３が多数配置されてなるウエハー（シリコン半導体基板）１０を模式的に示したものである。

ウエハー１０に多数配置されているカラー固体撮像素子１３は、図１に示すように、スクライブレーン領域１５で他のカラー固体撮像素子１３と区分されている。ここでは、カラー固体撮像素子１３は平面視（ウエハー１０の面に対して直交する方向から見た場合である。）において正方形状をし、スクライブレーン領域１５は格子状に設けられている。

図２は、ウエハーからダイシングカットされた単体のカラー固体撮像素子を模式的に示したものである。
個々のカラー固体撮像素子１３は、ウエハー１０をスクライブレーン領域１５に沿ってダイシングカットすることで得られ、カラー固体撮像素子１３の周縁付近には、スクライブレーン領域１５として機能した残部が存している。

なお、スクライブレーン領域は、カラー固体撮像素子１３をウエハー１０から分離する際に利用され、個々のカラー固体撮像素子１３においてウエハー１０の段階でスクライブレーン領域１５だった領域は、個々のカラー固体撮像素子１３においてもそのままスクライブレーン領域１５として現す。このため、カラー固体撮像素子１３は、その周縁に沿ってスクライブレーン領域１５が存在することとなる。

カラー固体撮像素子１３は、正方形の環状に存するスクライブレーン領域１５の内側にリード線を取り出すためのボンディングパッド部１９を備え、更にその内側である中央部分には画素の集合した受光部２１を備える。

ここでは、ボンディングパッド部１９は、複数あり、平面視において正方形をした環状のスクライブレーン領域１５に沿って設けられている。複数のボンディングパッド部１９を仮想的に線分で結ぶと、スクライブレーン領域１５と同様に、平面視正方形の環状となり、この内側に受光部２１が形成されている。

受光部２１は、基板に形成されている多数の光電変換部と、各光電変換部上に形成されたカラーフィルタ膜４７やマイクロレンズ３７等から構成される。
各光電変換部は、多数の配線（省略）を介してボンディングパッド部１９と接続され、各光電変換部で生成された電気信号（電荷）は前記配線と接続されているボンディングパッド部１９から外部へと出力される。

図３は図２のＸ−Ｘ線による断面を矢印方向から見た概略断面図であり、図４は、図３におけるボンディングパッド部周辺の拡大断面図である。
カラー固体撮像素子１３は、図３及び図４に示すように、複数のフォトダイオード等からなる光電変換部を複数有するシリコン基板（本発明の「半導体基板」に相当する。）
２３と、シリコン基板２３上に形成された絶縁膜２５と、絶縁膜２５上の所定位置に形成されたボンディングパッド部１９と、絶縁膜２５におけるボンディングパッド部１９とその周辺領域を除く領域を被覆する基板側保護膜２７と、基板側保護膜２７上に形成された多層積層膜２９，３１と、多層積層膜２９，３１の少なくとも側壁を覆う側壁保護膜３３，３５と、多層積層膜２９上に形成されたマイクロレンズ３７とを備える。

なお、スクライブレーン領域１５は、個々のカラー固体撮像素子が形成されたシリコン基板２３の周縁部であって絶縁膜２５が形成されていない部分が相当する。
ボンディングパッド部１９は、絶縁膜２５上に所定のパターンで形成された下部金属薄膜３９及び上部金属薄膜４１から構成され、上部金属薄膜４１が中間層絶縁膜（図１０の「９０９」に相当し、ここでは図示を省略する。）を介して下部金属薄膜３９に接続されている。

多層積層膜２９，３１は、平坦化膜４３、カラー下地膜４５、カラーフィルタ膜４７、表面保護膜４９をシリコン基板２３側からこの順で備える。なお、多層積層膜２９は光電変換部上に形成され、多層積層膜３１は、スクライブレーン領域１５とボンディングパッド部１９との間に形成されている。

ボンディングパッド部１９及びスクライブレーン領域１５は、後述するが、シリコン基板２３上に形成された多層積層膜のうち、ボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂに相当する部分（図６で示す開口部５１に相当する部分の多層積層膜である。）と、スクライブレーン領域１５を形成する部分（図６で示す開口部５３とダイヤモンドカッタの幅とを加えた領域に相当する部分の多層積層膜である。）をエッチング処理等により除去（開口）しており、この除去した部分を開口部５１，５３とする。

多層積層膜２９，３１は、ボンディングパッド部１９の端縁１９ａから離れた位置に形成されており、図４に示すように、多層積層膜２９の側壁２９ａ及び周縁部２９ｂが側壁保護膜３３により覆われ、多層積層膜３１の側壁３１ａ，３１ｂ及び周縁部３１ｃ，３１ｄが側壁保護膜３５により覆われている。

側壁保護膜３３，３５は、単層で構成されるのが好ましく、例えば、熱フロー型感光性のレジストを利用できる。
なお、多層積層膜２９，３１の側壁２９ａとボンディングパッド部１９の端縁１９ａとの距離については後述する。
２．製造
（１）製造方法
カラー固体撮像素子１３は、シリコン基板２３上にボンディングパッド部１９とスクライブレーン領域１５を形成する第１の工程と、シリコン基板２３上に多層積層膜３０及びマイクロレンズ３７を形成する第２の工程と、多層積層膜３０におけるボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂに相当する部分とスクライブレーン領域とに相当する部分に開口部５１，５３を形成する第３の工程と、多層積層膜２９，３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂ等を覆う側壁保護膜３３，３５を形成する第４の工程とを経て製造される。

なお、実際には、上記工程をウエハーに対して行い、スクライブレーン領域１５で分離独立される工程（ダイシング工程）を経て、単独のカラー固体撮像素子１３が得られる。また、以下の説明ではウエハーをシリコン基板２３として表し、開口部５１，５３が形成される前の多層積層膜を、多層積層膜３０として表し、開口部５１，５３の形成後の多層積層膜２９，３１と区別する。
（ａ）第１の工程
ウエハー（２３）上に絶縁膜２５を形成し、絶縁膜２５上に下部金属薄膜３９及び上部金属薄膜４１を所定のパターンで形成する（つまり、ボンディングパッド部１９を形成するものであり、「ボンディングパッド部形成工程」である。）。

その後、絶縁膜２５の表面に基板側保護膜２７を形成し、最後に、基板側保護膜２７おけるボンディングパッド部１９とスクライブレーン領域１５に相当する部分を除去して開口を形成する（つまり、基板側保護膜開口工程である。）。

このとき、ウエハー上の全面に対して絶縁膜２５及び基板側保護膜２７を形成している場合は、基板側保護膜２７の形成後に、基板側保護膜２７におけるボンディングパッド部１９及びスクライブレーン領域１５に相当する部分と、絶縁膜２５におけるスクライブレーン領域１５に相当する部分とを除去（開口）することになる。

一方、ウエハー（２３）上であってスクライブレーン領域１５に相当する領域に対して、マスク等を利用して絶縁膜２５及び基板側保護膜２７を形成しない場合は、基板側保護膜２７の形成により、スクライブレーン領域１５も形成されることになる。

第１の工程が終了した状態をカラー固体撮像素子１３に対応させ、ボンディングパッド部１９の周辺を拡大したものを図５に示す。
同図に示すように、絶縁膜２５におけるボンディングパッド部１９とスクライブレーン領域１５以外の部分が、当該ボンディングパッド部１９とスクライブレーン領域１５とに対応する部分が開口している基板側保護膜２７で覆われる。

この際、ボンディングパッド部１９の形状、つまり、下部金属薄膜３９及び上部金属薄膜４１の形状や、スクライブレーン領域１５の形状に対応した所定パターンのフォトマスクを用いた公知のフォトリソグラフィグラフィ等を利用することができる。
（ｂ）第２の工程
第１の工程を終了したウエハー（２３）上に平坦化膜４３、カラー下地膜４５、カラーフィルタ膜４７、表面保護膜４９を順次積層して多層積層膜３０を形成し、さらに、多層積層膜３０上の所定領域にマイクロレンズ３７を形成する。

この際、マイクロレンズ３７を精度良く形成するために、マイクロレンズ３７の下地層を平坦化する必要がある。
平坦化する方法としては、例えば、平坦化膜を構成する材料の膜を複数回塗布後、エッチバック法による平坦化する等がある。また、熱フロー型感光性レジストによるマイクロレンズを形成する場合や、更に微細なマイクロレンズが必要となる場合においては、平坦化膜を構成する材料の膜を複数回塗布し、熱フロー型感光性樹脂にてマイクロレンズを形成後、エッチバック法によってマイクロレンズの転写を平坦化膜に施す等がある。
（ｃ）第３の工程
第３の工程で形成された多層積層膜３０に対して、ボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂとスクライブレーン領域１５とに相当する部分を除去して開口部５１，５３を形成する。

つまり、第３の工程で形成された多層積層膜３０に対して、ボンディングパッド部１９より広く、スクライブレーン領域１５と同じ大きさで開口されるように設計されたフォトマスクを用いドライエッチ処理を行う。

図６は、図５に示す工程が進み、平坦化膜４３、カラー下地膜４５、カラーフィルタ膜４７、表面保護膜４９が順次積層されて多層積層膜３０が形成され、さらにマイクロレンズ３７を形成後、ボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂ及びスクライブレーン領域１５に対応する部分１５ａに開口部５１，５３を有する状態であって、ボンディングパッド部１９の周辺を拡大した断面の概略図である。

具体的には、まず、ウエハー（２３）の全面に感光性レジストを１０［μｍ］の膜厚で塗布した後、ボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂと、スクライブレーン領域１５に相当する部分１５ａとが開口されるようなフォトマスクを用い、露光、現像工程を行う。

その後、周知のドライエッチ処理により、ボンディングパッド部１９の周辺部１９ｂとスクライブレーン領域１５に相当する部分１５ａとの上方（上面）の平坦化膜４３、カラー下地膜４５、カラーフィルタ膜４７、表面保護膜４９を除去する。

そして、最後に、ドライエッチ処理のマスクとなった感光性レジストを除去する。これにより多層積層膜３０に開口部５１，５３が形成され、多層積層膜２９，３１が分離して形成される。
（ｄ）第４の工程
第３工程が終了すると、多層積層膜２９，３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂ等に側壁保護膜３３，３５を形成する。

具体的には、カラー固体撮像素子が形成されたウエハー全面に、側壁保護膜３３，３５となる熱フロー型の感光性レジストを塗布し、スクライブレーン領域１５側の多層積層膜３１の側壁３１ａ，３１ｂと、受光部２１側の多層積層膜２９の側壁２９ａとに熱フロー型感光性レジストが少なくとも残るように設計されたフォトマスクを用い、通常のフォトリソグラフィ工程処理（熱フロー工程を含む）を行う。

これにより、第１の実施の形態に係るカラー固体撮像素子１３が複数形成されたウエハー１０が完成し、スクライブレーン領域１５に沿ってダイシングカット（分離独立）されると、カラー固体撮像素子１３単体が得られる。

この第４の工程が終了したカラー固体撮像素子１３単体のボンディングパッド部１９の周辺を拡大した断面の概略図が図４である。
（２）製造時の効果
上記工程によって製造されたカラー固体撮像素子１３は、受光部２１側の多層積層膜２９の側壁２９ａやスクライブレーン領域１５側の多層積層膜３１の側壁３１ａ，３１ｂを側壁保護膜３３，３５で覆うことにより、多層積層膜２９，３１に図１２に示すような食い込み９３３が生じても、多層積層膜２９，３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂが側壁保護膜３３，３５で覆われているため、ウエハーのダイシングカット時における水圧の抵抗が少なくなり、多層積層膜２９，３１からの膜剥がれを防止できる。
３．使用方法
図７は、カラー固体撮像素子１３がパッケージ支持基板にダイボンドされ、ワイヤーボンディングされた状態を示す断面概略図である。

なお、同図ではパッケージ支持基板は省略している。
第１の実施の形態に係るカラー固体撮像素子１３は、ボンディングパッド部１９の周辺部１９ｂにボンディングパッド部１９よりも大きな開口部５１を有するため、図７から明らかなように、ワイヤーボンディング時にボンディングワイヤー５５やキャピラリが多層積層膜２９，３１に干渉することが少なくなり、ワイヤーボンディング不良を有効に防止することができ、収率、信頼性の向上を図ることができる。

さらに、多層積層膜２９，３１におけるボンディングパッド部１９側の側壁２９ａ，３１ａには、側壁保護膜３３，３５が形成されているため、製造ばらつきによってたとえボンディングワイヤー５５やキャピラリと接触しても、多層積層膜２９，３１の損傷を抑えることができる。
４．実施例
第１の実施の形態に係るカラー固体撮像素子１３についての一例である実施例について、以下説明する。

シリコン基板２３は、例えば、Ｎ型不純物が添加されたシリコンからなる、所謂シリコン基板である。このシリコン基板２３は、当該基板の一部にＰ型不純物をイオン注入してＰ型ウェルを形成した上で、当該Ｐ型ウェルの一部にＮ型不純物をイオン注入して形成されたＮ型領域である光電変換部を有する。

絶縁膜２５は、例えばＣＶＤ法などにより形成された二酸化珪素により構成され、その膜厚は２００[ｎｍ]である。
下部金属薄膜３９及び上部金属薄膜４１は、例えば金又はアルミ合金により構成され、下部金属薄膜３９の膜厚は５５０[ｎｍ]、上部金属薄膜４１の膜厚は８５０[ｎｍ]である。なお、上部金属薄膜４１が中間層絶縁膜を介して下部金属薄膜３９と接続される場合、前記中間層絶縁膜に窒化シリコンが利用される。

基板側保護膜２７は、例えば窒化シリコンにより構成され、その膜厚は１０００[ｎｍ]である。
多層積層膜２９，３１については、例えば、平坦化膜４３は膜厚が１０００[ｎｍ]のポリイミド系樹脂から構成され、カラー下地膜４５は膜厚が１００[ｎｍ]のアクリル系樹脂から構成され、カラーフィルタ膜４７は膜厚が５００[ｎｍ]の顔料レジスト等により構成され、表面保護膜４９は膜厚が１０００[ｎｍ]のポリイミド系樹脂により構成され、これらが順次積層されている。

マイクロレンズ３７は、球面を有し（半球状をし）、当該球面の曲率等はマイクロレンズ３７に入射した光が各画素の光電変換部で集中するように設計され、例えば、ポリイミド系樹脂により構成されている。

ボンディングパッド部１９の大きさは０．１［ｍｍ］、多層積層膜（３０）に形成されている開口部５１、つまり、多層積層膜２９の側壁２９ａとボンディングパッド部１９の端縁１９ａとの距離Ａ（図４参照）が１０［μｍ］である。

ワイヤーボンディングに利用されるボンディングワイヤー５５の直径は、２５［μｍ］で、キャピラリの直径は４０［μｍ］である。
側壁保護膜３３（，３５）は、熱フロー型の感光性レジストにより構成され、膜厚が１[μｍ]であり、幅Ｂ（図４参照）が１０［μｍ］である。

スクライブレーン領域１５の幅Ｃ（図４参照）は、１０［μｍ］である。
５．開口部の大きさ、側壁保護膜、スクライブレーン領域の幅について
（１）開口部の大きさ
開口部５１の大きさ、つまり、多層積層膜２９の側壁２９ａとボンディングパッド部１９の端縁１９ａとの距離Ａについては、ワイヤーボンディング工程での妨げにならないように、ある程度広くする必要がある。

しかしながら、距離Ａが大きすぎると金属配線部や遮光膜からの乱反射が増大し、フレアなどの光学特性に悪影響を与える。このため、上記距離Ａは１０［μｍ］＜Ａ≦１００［μｍ］の範囲が好ましい。
（２）側壁保護膜
側壁保護膜３３，３５の膜厚は、実施例では１［μｍ］であったが、この膜厚は０．５［μｍ］以上１０［μｍ］以下の範囲が好ましい。

これは、側壁保護膜３３，３５により多層積層膜２９，３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂを覆うことが可能となる膜厚は０．５［μｍ］以上であり、また、ボンディングパッド部１９に対応する開口部５１及びスクライブレーン領域１５に対応する開口部５３を形成する場合、開口部５１，５３の解像力を得られる（開口部５１，５３を認識できる）膜厚が１０［μｍ］以下であるためである。

また、側壁保護膜３３，３５における多層積層膜２９，３１の上壁での膜厚は、０．３［μｍ］以上８［μｍ］以下の範囲であり、側壁保護膜３３の幅Ｂは、多層積層膜２９の側壁２９ａとの密着性を考慮すると、０．５［μｍ］＜Ｂ≦１００［μｍ］の範囲が好ましい。
（３）幅Ｃ
スクライブレーン領域１５の幅Ｃは、側壁保護膜３５で多層積層膜３１のスクライブレーン領域１５側の側壁３１ｂを覆うため、スクライブレーン領域１５と同じかスクライブレーン領域１５の端部から最大片側５０［μｍ］広げた寸法、つまり、スクライブレーン領域１５に対して、０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の範囲が（図８の「Ｃ１」である。）好ましい。

これは、多層積層膜３１の側壁３１ａ，３１ｂを覆う側壁保護膜３５がスクライブレーン領域１５を狭めるため、予めその分を確保する必要があるからである。
ここで、スクライブレーン領域１５の幅Ｃは、１００［μｍ］〜２００［μｍ］であり、この幅には、切り代（例えば、８０［μｍ］である。）が含まれている。なお、ダイシングカッタの幅は４０［μｍ］〜８０［μｍ］であり、そのときの切り代は８０［μｍ］〜１６０［μｍ］である。
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、多層積層膜２９，３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂと上壁の周縁部２９ｂ，３１ｃ，３１ｄのみが側壁保護膜３３，３５で覆われている。

しかしながら、スクライブレーン領域１５とボンディングパッド部１９の端縁（１９ａ）との距離が１０［μｍ］以下となるような箇所においては、多層積層膜（３１）の上面においてスクライブレーン領域１５側の端部とボンディングパッド部１９側の端部との両端部に最大８［μｍ］の保護膜が形成されるため、スクライブレーン領域１５側の端部とボンディングパッド部１９側の端部と、両端部間の略中央（つまり、保護膜が形成されていない部分との間に最大８［μｍ］の高低差が生じ、結果として窪みが発生する。この窪みにダイシング工程で発生する切り屑が溜まりやすくなり、その後の工程で切り屑が画素上に再付着する可能性がある。

第２の実施の形態では、スクライブレーン領域１５側の多層積層膜３１において上壁３１ｅのすべてが保護膜１０５で被覆されている。
図８は、第２の実施の形態に係るカラー固体撮像素子におけるスクライブレーン領域とボンディングパッド部の周辺を拡大した断面概略図を示したものである。

第２の実施の形態に係るカラー固体撮像素子１０１は、同図に示すように、スクライブレーン領域１５側の多層積層膜３１の全体が保護膜１０５に覆われている。つまり、多層積層膜３１の側壁３１ａ，３１ｂが保護膜１０５ａ，１０５ｂで、上壁３１ｅが保護膜１０５ｃでそれぞれ被覆されている。

また、受光部２１側の多層積層膜２９の端部は、側壁２９ａからマイクロレンズ３７の端近傍に亘るまでの部分が保護膜１０３により被覆されている。つまり、多層積層膜２９の側壁２９ａが保護膜１０３ａで、上壁２９ｃが保護膜１０５ｂでそれぞれ被覆されている。

第２の実施の形態では、保護膜１０３，１０５は、熱硬化型の感光性レジストにより構成されている。この場合は高価な熱フロー性のあるレジストを必ずしも必要とはしない。
すなわち、保護膜１０３，１０５と多層積層膜２９，３１との接触面積が大きくなるため、比較的安価な熱硬化型の感光性フォトレジストでも保護膜１０３，１０５として使用可能となる。このような構成で製造されたカラー固体撮像素子１０１は、さらに材料コストを下げられるメリットがある。
＜第３の実施の形態＞
上記の第１及び第２の実施の形態では、マイクロレンズ３７は別途形成する必要がある。すなわち、表面保護膜４９の形成後、熱フロー型感光性レジストを塗布し、露光、現像、熱フロー工程を経て各光電変換部上にマイクロレンズ３７を形成し、その後、多層積層膜３０におけるスクライブレーン領域１５及びボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂが開口されるように設計されたフォトマスクを用い、感光性フォトレジストを塗布、露光、現像、ドライエッチ処理を経てスクライブレーン領域１５とボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂに対応する部分の多層積層膜を除去する。

そして、その後、ドライエッチのマスクとなった感光性フォトレジストを除去し、更に熱フロー型感光性レジスト（第１の実施の形態）、又は熱硬化型レジスト（第２の実施の形態）を全面に塗布し、マイクロレンズ３７の形成用パターンと、スクライブレーン領域１５と、ボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂが開口されるように設計されたフォトマスクを用い、露光、現像、熱フロー（第１の実施の形態の場合であり、第２の実施の形態では熱フローに代わり熱硬化である。）工程を経てカラー固体撮像素子１３，１０１が完成する。

第３の実施の形態では、マイクロレンズ３７を形成する前に、多層積層膜３０における開口部５１，５３の形成予定部分を開口し、マイクロレンズ３７と多層積層膜２９，３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂを保護する側壁保護膜３３，３５との形成を同時に行うようにしている。

つまり、第３の実施の形態に係るカラー固体撮像素子は、シリコン基板２３上にボンディングパッド部１９とスクライブレーン領域１５を形成する第１の工程と、シリコン基板２３上に多層積層膜３０を形成する第２の工程と、多層積層膜３０におけるボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂとスクライブレーン領域１５に相当する領域に開口部５１，５３を形成する第３の工程と、マイクロレンズ３７と多層積層膜２９，３１の側壁２９ａ，３１ａ，３１ｂを覆う側壁保護膜３３，３５とを形成する第４の工程とを経て製造される。

なお、第１の実施の形態とは、第１の工程と第３の工程とが同じで、第２の工程と第４の工程とが異なる。以下、第３の実施の形態に係る第２の工程及び第４の工程を、第１の実施の形態に係る第２の工程及び第４の工程と区別するために、第２ａの工程及び第４ａの工程として表すことにする。

図９は、第３の実施の形態に係る第３の工程が終了した状態のカラー固体撮像素子におけるスクライブレーン領域とボンディングパッド部の断面概略図を示したものである。
同図に示すように、第３の工程が終了した段階では、多層積層膜３０における画素領域（受光部２１）の各光電変換部に対応したマイクロレンズ３７が形成されておらず、またスクライブレーン領域１５とボンディングパッド部１９を含む周辺部１９ｂが開口している。

そして、第４ａの工程では、熱フロー型の感光性樹脂を塗布し、マイクロレンズ３７を形成した後、塗布した感光性樹脂に対して少なくともスクライブレーン領域１５に近い多層積層膜３１の側壁３１ａ，３１ｂと、受光部２１側の多層積層膜２９の側壁２９ａとに熱フロー型感光性樹脂が残るようにフォトリソグラフィ処理を行う。

第４ａの工程について具体的に説明する。
まず、熱フロー型感光性レジストを１［μｍ］の膜厚となるように多層積層膜２９，３１上に塗布した後、画素（光電変換部）毎にマイクロレンズ３７を形成する。

そして、多層積層膜３１における少なくとも側壁３１ａ，３１ｂと、多層積層膜２９における少なくとも側壁２９ａとが覆われるように設計されたフォトマスクを用い、露光、現像、熱フロー工程を行う。

このようにして製造されたカラー固体撮像素子は、ワイヤーボンディング時の干渉が無く、ダイシング工程での膜剥れ対策に有効なものとなる。
なお、熱フロー型感光性レジストの塗布は、ボンディングパッド部１９、スクライブレーン領域１５が開口されているため、凹凸が存在し、材料レジストの粘度、塗布シーケンス等を最適化しても、通常用いられている回転塗布装置では、塗布ムラ、ハケ等が発生しやすくなる。そのため、凹凸のあるウエハーにレジストを均一に塗布する技術として、スキャン塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布等での塗布がある。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態等に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態等に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
１．材料
実施の形態等では、Ｎ型不純物が添加されたシリコン基板であったが、例えば、Ｐ型不純物が添付されたシリコン基板であっても良く、半導体プロセスにより製造される基板であれば良い。

また、ボンディングパッド部１９は、下部電極薄膜と上部電極薄膜とから、或いは下部電極薄膜と中間層絶縁膜と上部電極薄膜とからそれぞれされていたが、他の膜を利用しても良いし、一層の導電膜によりボンディングパッド部を構成しても良い。

多層積層膜は、平坦化膜、カラー下地膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜をこの順で含んでいたが、他の膜を、上記の各膜の間に形成しても良い。
２．形状
実施の形態等では、カラー固体撮像素子の平面視形状が正方形状であったが、中央部に光電変換部上に多層積層膜を有し、当該多層積層膜の周囲にボンディングパッド部が形成され、ボンディングパッド部の外側に多層積層膜が形成され、当該多層積層膜の外周側がスクライブレーン領域になっていれば良く、例えば、平面視において正六角形状等の高く形状、楕円形状（円形状を含む）等であっても良い。
３．固体撮像装置
実施の形態では、カラー固体撮像素子について説明したが、カラー固体撮像素子を備える固体撮像装置についても適応することができる。

つまり、カラー固体撮像素子を支持基板に備えるカラー固体撮像装置の製造方法において、上述した製造方法で製造されたウエハーを製造するウエハー製造工程と、ウエハー製造工程で製造したウエハーをダイシング（カット）してカラー固体撮像素子を独立分離させる独立分離工程と、分離されたカラー固体撮像素子を支持基板に実装する実装工程と、実装されたカラー固体撮像素子のボンディングパッド部にワイヤーボンディングするボンディング工程とを経て製造される方法とすることができる。

本発明は、平坦化膜、カラーフィルタ膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜などの多層積層膜をボンディングパッド部よりも広い開口とすることにより、フレアなどの光学特性を犠牲にすることなく、ワイヤーボンディング工程での不具合を解消し、更に多層積層膜側壁を単層膜で覆うことにより、ダイシングカット工程での膜剥れが防止でき、その結果、収率を向上させ、信頼性に優れたカラー固体撮像素子として有用である。

１０ ウエハー
１３ 固体撮像素子
１５ スクライブレーン領域
１９ ボンディングパッド
２３ シリコン基板（半導体基板）
２５ 絶縁膜
２７ 基板側保護膜
３３，３５ 側壁保護膜
３７ マイクロレンズ
３９ 下部金属薄膜
４１ 上部金属薄膜
４３ 平坦化膜
４５ カラー下地膜
４７ カラーフィルタ膜
４９ 表面保護膜

Claims (11)

1. 光電変換部を中央に有し、当該光電変換部の周囲にボンディングパッド部が形成されていると共に前記ボンディングパッド部の周囲を取り囲む領域がスクライブレーン領域となっている半導体基板と、
   前記半導体基板における光電変換部の上方に下層から平坦化膜、カラー下地膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜の順で形成された中央側多層積層膜と、
   前記半導体基板における前記ボンディングパッド部と前記スクライブレーン領域とに挟まれた領域の上方に下層から平坦化膜、カラー下地膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜の順で形成された端側多層積層膜と
   を備え、
   前記ボンディングパッド部を挟んで対向する中央側多層積層膜と端側多層積層膜との間隔が前記ボンディングパッド部より大きく、
   前記中央側多層積層膜の側壁及び端側多層積層膜の側壁の各々が単層膜で覆われている
   ことを特徴とするカラー固体撮像素子。
2. 前記中央側多層積層膜の側壁及び端側多層積層膜の側壁と、前記ボンディングパッド部の端縁との距離は１００μｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のカラー固体撮像素子。
3. 前記端側多層積層膜の前記スクライブレーン領域側の側壁と、当該スクライブレーン領域の端縁との距離は５０μｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のカラー固体撮像素子。
4. 前記単層膜は、前記中央側多層積層膜及び前記端側多層積層膜の上壁における端部を被覆している
   ことを特徴とする請求項1又は２に記載のカラー固体撮像素子。
5. 前記光電変換部の上方において、前記単層膜と同じ材料で形成されたマイクロレンズを有する
   ことを特徴とする請求項1〜３のいずれか１項に記載のカラー固体撮像素子。
6. 光電変換部と、前記光電変換部の周囲に配置されたボンディングパッド部と、前記ボンディングパッド部の周囲を取り囲むように配されたスクライブレーン領域とを有するカラー固体撮像素子の製造方法であって、
   基板に前記光電変換部と前記ボンディングパッド部とを形成する工程（ａ）と、
   前記工程（ａ）の後に、前記基板上に下層から順に平坦化膜、カラー下地膜、カラーフィルタ膜、表面保護膜を含む多層積層膜を形成する工程（ｂ）と、
   前記工程（ｂ）の後に、前記多層積層膜における前記ボンディングパッド部上方であって当該ボンディングパッド部よりも大きい部位と、前記多層積層膜における前記スクライブレーン領域の上方であって当該スクライブレーン領域と同じ大きさ又はそれよりも大きい部位とを除去する工程（ｃ）と、
   前記工程（ｃ）の後に、前記多層積層膜の側壁を覆う単層膜を形成する工程（ｄ）と
   を有することを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法。
7. 前記工程（ｂ）において、前記ボンディングパッド部よりも大きい部位とは、当該ボンディングパッド部の端縁からの距離が１００μｍ以下の範囲にある部位である
   ことを特徴とする請求項６に記載のカラー固体撮像素子の製造方法。
8. 前記ボンディングパッド部と前記スクライブレーン領域に挟まれた前記多層積層膜における前記スクライブレーン領域側の側壁は、前記スクライブレーン領域の端縁から５０μｍ以下の距離で離れている
   ことを特徴とする請求項６に記載のカラー固体撮像素子の製造方法。
9. 前記工程（ｄ）において、前記単層膜は感光性材料を用いて形成される
   ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のカラー固体撮像素子の製造方法。
10. 前記工程（ｄ）において、前記光電変換部の上方に前記感光性材料を用いてマイクロレンズを形成する
    ことを特徴とする請求項９に記載のカラー固体撮像素子の製造方法。
11. 請求項６〜１０のいずれか1項に記載されたカラー固体撮像素子の製造方法を用いて製造されたウエハーをダイシングして当該カラー固体撮像素子を独立分離する工程（ｅ）と、
    前記工程（ｅ）の後に、前記カラー固体撮像素子をワイヤーボンディングする工程（ｆ）
    とを有することを特徴とするカラー固体撮像装置の製造方法。

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