JP2013131613A - Manufacturing method of color solid-state image sensor - Google Patents

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Hirotomo Imazato
寛知 今里
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve removal of resin of a synthetic resin layer deposited on a pad and the bottom of scribing, and peeling of an antireflection layer by resist patterning of only once, and to employ a silica film as an antireflection layer in place of a fluoride based antireflection layer in the manufacturing process.SOLUTION: The manufacturing method of a color solid-state image sensor including at least a planarization layer, a color separation filter, a microlens, and an antireflection layer on a solid-state image sensor includes a step for providing an SiOlayer, as an antireflection layer, on the microlens, applying a resist, providing an aperture in the resist at a part not requiring the SiOlayer by photolithography, and removing the exposed SiOlayer by a dry etching method using a fluorine-based gas.

Description

本発明は、カラーフィルター上に反射防止膜で被覆されたマイクロレンズアレイを備えたカラー固体撮像素子の製造方法の合理化・簡易化に係り、特に接続用パッド等の清浄化技術に関する。   The present invention relates to rationalization and simplification of a manufacturing method of a color solid-state imaging device including a microlens array coated with an antireflection film on a color filter, and particularly relates to a technology for cleaning connection pads and the like.

デジタルカメラや携帯電話のカメラは、電荷結合型(CCD)や相補型酸化物半導体型(CMOS)の固体撮像素子を主要部とし、該固体撮像素子上にカラーフィルタとマイクロレンズアレイ等を組み合わせたオン撮像素子カラーフィルタを備えたカラー固体撮像素子をモジュール化したカメラモジュールを搭載している。   Digital cameras and mobile phone cameras are mainly composed of charge coupled (CCD) or complementary oxide semiconductor (CMOS) solid-state image sensors, and color filters and microlens arrays are combined on the solid-state image sensors. The camera module which modularizes the color solid-state image sensor provided with the on-image sensor color filter is mounted.

固体撮像素子自体は、直径20〜30cmのシリコンウエハを用いて半導体プロセスにて作製される。オン撮像素子カラーフィルタも類似ではあるが独立した別プロセスで加工され、最終的にダイシング工程にて個々に断裁されてからパッケージングされて1個のカメラモジュールとなる。携帯電話に装着されるカメラであれば、固体撮像素子の大きさは、わずか3mm角程度とすれば、直径20cmの一枚のウエハから1500〜2800個ぐらいは採れるものである。   The solid-state imaging device itself is manufactured by a semiconductor process using a silicon wafer having a diameter of 20 to 30 cm. Although the on-image sensor color filter is similar, it is processed in a separate process, and finally cut in a dicing process and then packaged into one camera module. In the case of a camera attached to a mobile phone, if the size of the solid-state imaging device is only about 3 mm square, about 1500 to 2800 pieces can be taken from one wafer having a diameter of 20 cm.

ところで、固体撮像素子の画素に相当する受光部は、光を受けると、素子が反応して電気信号を発生させる光電変換素子である。しかし、光電変換素子としての受光素子は、単に光の明暗に反応する素子なのでこのままではカラー画像にならない。そこで個々の受光素子の前に、赤・青・緑またはシアン・マゼンタ・イエロー・グリーンからなる色分解フィルタを規則的に形成し、被写体からの光を3色または4色に分解してから光電変換している。   By the way, the light receiving unit corresponding to the pixel of the solid-state imaging device is a photoelectric conversion device that generates an electric signal by reacting the device when receiving light. However, since the light receiving element as a photoelectric conversion element is an element that simply reacts to the brightness of light, a color image cannot be obtained as it is. Therefore, a color separation filter consisting of red, blue, green or cyan, magenta, yellow, and green is regularly formed in front of each light receiving element, and the light from the subject is separated into three or four colors and then photoelectrically separated. It has been converted.

さらに、カメラの画素数が1000万にも達して受光部が微細化すると、受光素子の面積が減少する上に、受光部に入射する光量に対して画素間に入射する無駄となる光量も相対的に増大してくる。そこで、画素及びレンズ間の隙間を狭くする(〜0.05μm程度以下)と同時に受光部間に入射する光を屈折させて受光部に導くためのマイクロレンズを赤・青・緑等の各画素の上に敷設して光電変換素子の感度を上げている。   Furthermore, when the number of pixels of the camera reaches 10 million and the light receiving portion is miniaturized, the area of the light receiving element is reduced, and the amount of wasted light incident between the pixels is relative to the amount of light incident on the light receiving portion. Will increase. Therefore, the gap between the pixel and the lens is narrowed (about 0.05 μm or less), and at the same time, the microlens for refracting the light incident between the light receiving parts and guiding it to the light receiving part is provided for each pixel such as red, blue, and green. The sensitivity of the photoelectric conversion element is increased by laying on the top.

しかしながら、アクリル樹脂等の透明な樹脂からなるマイクロレンズには、4.5%〜5.5%程度の表面反射があり改善が求められている。そこで、表面反射を低減するためにレンズ表面をレンズ材料よりも屈折率が小さな無機系絶縁膜で被覆して、反射率を3.5%程度に抑制している。   However, a microlens made of a transparent resin such as an acrylic resin has a surface reflection of about 4.5% to 5.5% and is required to be improved. Therefore, in order to reduce surface reflection, the lens surface is covered with an inorganic insulating film having a refractive index smaller than that of the lens material, and the reflectance is suppressed to about 3.5%.

多数の固体撮像素子が多面付けされたウエハー基板には、概略上記のようなカラー化するための様々な加工がウエハー全面について一括で行われカラー固体撮像素子基板となる。この基板は、個々の撮像素子に断裁されて使用されるが、当該撮像素子1の外周部には、図1(a)、(f)に示すように外部と結線するための接続用金属端子6(以下、単にパッドと記す。)や、撮像素子間を仕切るスクライブ(図示せず)加工がなされており、これらの上にも、加工中に塗布された有機膜や無機膜が等しく積層されて残っていることがある。   On a wafer substrate on which a large number of solid-state image sensors are multifaceted, various processes for colorization as described above are performed collectively on the entire wafer surface to form a color solid-state image sensor substrate. This substrate is cut and used for each image sensor, and the outer periphery of the image sensor 1 is connected to a metal terminal for connection to the outside as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (f). 6 (hereinafter, simply referred to as a pad) and a scribe (not shown) for partitioning the imaging elements, and an organic film and an inorganic film applied during the processing are equally laminated thereon. May remain.

個々の固体撮像素子1は、最終的には樹脂基板やリードフレームに搭載され、接続用端子はワイヤボンディングやフリップ撮像素子接続により前記基板の所定の端子と接続されるので、撮像素子周辺の接続用端子6やスクライブ等から、加工工程で積層された材料を
剥離して取り除き、表面を元の清浄な状態に戻しておく必要がある。
The individual solid-state imaging device 1 is finally mounted on a resin substrate or a lead frame, and the connection terminal is connected to a predetermined terminal of the substrate by wire bonding or flip imaging device connection. It is necessary to peel off and remove the material laminated in the processing process from the terminal 6 for use, scribe, etc., and to return the surface to the original clean state.

特開2000−150843号公報JP 2000-150843 A 特開2002−214436号公報JP 2002-214436 A

図1(f)に、カラー固体撮像素子1の構造を断面視で示した。破線以下の部分は、CCDやCMOSの固体撮像素子部分であって構造の詳細は省略するが、この上にオンチップ形態で、平坦化層4、色分解フィルタ3及びとレンズアレイ2等がフォトリソ法によりパタニング形成されたものである。   FIG. 1F shows the structure of the color solid-state imaging device 1 in a cross-sectional view. The portion below the broken line is a solid-state image pickup device portion of CCD or CMOS, and the details of the structure are omitted, but on this, the planarization layer 4, the color separation filter 3, the lens array 2 and the like are photolithography. Patterned by the method.

簡単に説明すると、CMOSの表面には凹凸があり、直接色分解フィルタ3を形成すると色ムラの原因となるため、ウエハ表面を平滑化するための1μm程度の平坦化層4がある。   Briefly, the surface of the CMOS has irregularities, and forming the color separation filter 3 directly causes color unevenness. Therefore, there is a flattening layer 4 of about 1 μm for smoothing the wafer surface.

平坦化層4の上に、厚みが概ね1.0〜2.0μmの赤色画素、緑色画素、青色画素からなる色分解フィルタ3が定法のフォトリソ法により形成されている。平坦化層4と色分解フィルタ3の間に反射防止層が形成される場合もある(図では省略してある)。平坦化層4が反射防止層を兼ねる場合もある。   On the flattening layer 4, a color separation filter 3 composed of red, green, and blue pixels having a thickness of approximately 1.0 to 2.0 μm is formed by a regular photolithography method. An antireflection layer may be formed between the flattening layer 4 and the color separation filter 3 (not shown in the figure). The planarization layer 4 may also serve as an antireflection layer.

また、色分解フィルタ3の赤、青、緑画素間にも段差があるのと着色成分が熱等で周囲に拡散するのを防止するために色分解フィルタの上にも平坦化層を兼ねる保護層が形成されることもある(図示せず)。   In addition, there is a step between the red, blue, and green pixels of the color separation filter 3 and a protection that also serves as a flattening layer on the color separation filter in order to prevent the color components from diffusing to the surroundings due to heat or the like. A layer may be formed (not shown).

色分解フィルタ3もしくは保護層の上には、高さが1.0〜3.5μmの範囲で所定の高さのドーム状のマイクロレンズ2が画素(受光部)ごとに形成され、マイクロレンズ2の表面には、さらにフッ化物やシリカ等無機絶縁膜からなる反射防止層7が形成されている。   On the color separation filter 3 or the protective layer, a dome-shaped microlens 2 having a predetermined height in the range of 1.0 to 3.5 μm is formed for each pixel (light receiving portion). Further, an antireflection layer 7 made of an inorganic insulating film such as fluoride or silica is formed on the surface.

したがって、元来は物が載っていてはならない電極パッド6の上とかスクライブ(図示せず、断裁用の溝)の底には、パタニング工程によっては除去されなかった塗布層が積層されて残存している。少なくとも、無機材料からなる反射防止層7とマイクロレンズ2を組成する合成樹脂層が積層されており、場合によっては、平坦化層4やフィルタ3の合成樹脂層が残存することもある。   Therefore, a coating layer that has not been removed by the patterning process is left on the electrode pad 6 or the bottom of the scribe (not shown, cutting groove) on which an object should not be placed. ing. At least the antireflection layer 7 made of an inorganic material and the synthetic resin layer composing the microlens 2 are laminated. In some cases, the planarizing layer 4 and the synthetic resin layer of the filter 3 may remain.

そこで、接続用のパッド6とスクライブ部だけを露出して、それ以外をレジストで被覆してから、余分な合成樹脂層を上層から溶媒に溶解させるウエットエッチングかプラズマ照射やイオン照射で分解させるドライエッチングかのいずれかにより順次除去している。   Therefore, only the connection pad 6 and the scribe portion are exposed, and the other portions are covered with a resist, and then dry etching that dissolves an extra synthetic resin layer in a solvent from the upper layer or plasma irradiation or ion irradiation is used. They are removed sequentially by either etching.

その一例を以下に示す。また、パッド6上と図示しないスクライブ部をクリーンにすることを樹脂抜きと称し、樹脂抜きされる物を一括して合成樹脂とも記す。   An example is shown below. Further, to clean the scribe portion (not shown) on the pad 6 is referred to as “resin removal”, and the objects to be resin-removed are collectively referred to as synthetic resin.

マイクロレンズ2が反射防止層7で被覆されていない場合には、マイクロレンズ2はアクリル系もしくはノボラック系の合成樹脂であり、パッド上のこれらはOガスのドライエッチングで除去されている。 When the microlens 2 is not covered with the antireflection layer 7, the microlens 2 is an acrylic or novolac synthetic resin, and these on the pad are removed by dry etching of O 2 gas.

フッ化物系の反射防止膜を形成した場合の樹脂抜きを含む剥離技術は特許文献1に開示
されている。この技術ではマイクロレンズの組成物等合成樹脂の樹脂抜きは、図1(a)〜(f)で示すように、定法のOのドライエッチングで行い、パッド上の反射防止膜の除去は、レジスト層を使ったリフトオフ法で行っている。
A peeling technique including resin removal when a fluoride-based antireflection film is formed is disclosed in Patent Document 1. In this technique, resin removal of a synthetic resin such as a microlens composition is performed by O 2 dry etching as usual, as shown in FIGS. 1 (a) to 1 (f), and the removal of the antireflection film on the pad is performed. The lift-off method using a resist layer is used.

具体的には、平坦化層4やマイクロレンズ2等の合成樹脂層はパッド6上に積層されているが、反射防止層7をウエハ全面に形成する前に、パッド上にリフトオフ用の第一のレジストパターン5を形成している(図1(a))。そして、反射防止層を形成後(同図(b))、第一のレジストパターン5を溶解・除去するが、その際レジスト上の反射防止層7も同時に流失し、パッド6上には残らない(同図(c))。   Specifically, the synthetic resin layers such as the planarizing layer 4 and the microlens 2 are laminated on the pad 6, but before the antireflection layer 7 is formed on the entire surface of the wafer, the first lift-off layer is formed on the pad. The resist pattern 5 is formed (FIG. 1A). Then, after the formation of the antireflection layer ((b) in the same figure), the first resist pattern 5 is dissolved and removed. At this time, the antireflection layer 7 on the resist is also washed away and does not remain on the pad 6. (FIG. (C)).

その後、マイクロレンズ2上の反射防止層7を、後続するドライエッチングのダメージから保護し、パッド6上が、その上に堆積した合成樹脂をドライエッチングするための開口部となっているような第二のレジストパターン9を形成し、合成樹脂層2を、Oドライエッチングで除去している。最後に、第二のレジスト9の剥離を行うものである。 Thereafter, the antireflection layer 7 on the microlens 2 is protected from damage caused by subsequent dry etching, and the pad 6 is an opening for dry etching the synthetic resin deposited thereon. The second resist pattern 9 is formed, and the synthetic resin layer 2 is removed by O 2 dry etching. Finally, the second resist 9 is peeled off.

上記の樹脂抜き工法には、リフトオフ用とドライエッチング用の2回のレジストパタニング工程が必要であり、工程が長く生産性と良品歩留まりの低下を招来している。   The above resin removal method requires two resist patterning steps for lift-off and dry etching, and the process is long, leading to a reduction in productivity and a good product yield.

そこで本発明は、上記問題に鑑み、パッド上とスクライブ底に堆積した合成樹脂層の樹脂抜きと反射防止層の剥離を、1回のレジストパタニングだけで実現すること、及びフッ化物系の反射防止膜に代えてシリカ膜を反射防止膜として採用できる工程にすることを課題とした。   Therefore, in view of the above problems, the present invention realizes the resin removal of the synthetic resin layer deposited on the pad and the bottom of the scribe and the removal of the antireflection layer by only one resist patterning, and the antireflection of the fluoride system. Instead of the film, it was an object to make a process capable of adopting a silica film as an antireflection film.

上記課題を達成するための請求項1に記載の発明は、固体撮像素子上に、少なくとも、平坦化層、色分解フィルタ、マイクロレンズ、反射防止層を備えるカラー固体撮像素子の製造方法において、反射防止膜としてSiO層をマイクロレンズ上に設けた後、レジストを塗布し、フォトリソ法によりSiO層が不要な部位のレジストに開口部を設け、露出したSiO層をフッ素系ガスを用いたドライエッチング法により除去する工程を含むことを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法としたものである。 The invention according to claim 1 for achieving the above object is a method for manufacturing a color solid-state image pickup device comprising at least a flattening layer, a color separation filter, a microlens, and an antireflection layer on the solid-state image pickup device. After providing a SiO 2 layer on the microlens as a prevention film, a resist is applied, an opening is provided in the resist where the SiO 2 layer is unnecessary by photolithography, and a fluorine-based gas is used for the exposed SiO 2 layer The present invention provides a method for manufacturing a color solid-state imaging device, including a step of removing by a dry etching method.

また請求項2に記載の発明は、その後、前記開口部に露出している、マイクロレンズを組成する樹脂層以下の合成樹脂層を、Oガスを用いたドライエッチング法により除去する工程を含む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の製造方法としたものである。 In addition, the invention according to claim 2 includes a step of subsequently removing the synthetic resin layer exposed to the opening and below the resin layer composing the microlens by a dry etching method using O 2 gas. The method of manufacturing a color solid-state imaging device according to claim 1.

また、請求項3に記載の発明は、前記フッ素系ガスがCガスであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のカラー固体撮像素子の製造方法としたものである。 The invention according to claim 3 is the method for producing a color solid-state imaging device according to claim 1 or 2, wherein the fluorine-based gas is a C 3 F 8 gas. .

本発明によれば、フッ素系ガスのCをドライエッチングに使用したことで、ウエハプロセス適合性の高いプラズマCVD法によりSiO層をマイクロレンズの反射防止膜に採用できた。これは、フッ化物系の膜に比べて、低温製膜が可能で化学的安定性に優れている。 According to the present invention, the fluorine-based gas C 3 F 8 was used for dry etching, so that the SiO 2 layer could be adopted as the antireflection film of the microlens by the plasma CVD method with high wafer process compatibility. This is superior in chemical stability to low-temperature film formation as compared with fluoride-based films.

本発明によれば、一度のレジストパタニング工程で形成したレジストパターンを継続して使用することで、SiO層とマイクロレンズ形成に用いた材料の除去が可能となり、大幅な工程の合理化が達成された。 According to the present invention, by continuously using a resist pattern formed in a single resist patterning process, it is possible to remove the material used for forming the SiO 2 layer and the microlens, and a significant streamlining of the process is achieved. It was.

また、Cガスを用いたドライエッチングで硬化したレジストパターン表面が、O
のドライエッチング工程で除去される結果、最終工程のレジストの剥離が容易になるという副次的な効果があった。
The resist pattern surface hardened by dry etching using C 3 F 8 gas is O
As a result of the removal in the dry etching step 2 , there was a secondary effect that the resist in the final step can be easily removed.

従来技術による反射防止層の剥離方法を説明する断面視の図である。It is a figure of the cross-sectional view explaining the peeling method of the antireflection layer by a prior art. (a)〜(e)SiO反射防止膜と合成樹脂層を樹脂抜きする工程の一部を示す断面視図である。(A) ~ a synthetic resin layer (e) SiO 2 anti-reflection film is a cross-sectional view showing the portion of the resin vent to process. (f)〜(j)SiO反射防止膜と合成樹脂層を樹脂抜きする工程の一部を示す断面視図である。(F) ~ and a synthetic resin layer (j) SiO 2 anti-reflection film is a cross-sectional view showing the portion of the resin vent to process. (a)〜(e)本発明になる樹脂抜き方法を説明する断面視の工程図である。(A)-(e) It is process drawing of the cross sectional view explaining the resin removal method which becomes this invention.

図2に記載したように、本発明に係るカラー固体撮像素子は、固体撮像素子1を所与のものとして、概略次の手順により製造したが、平坦化層4と色分解フィルタ3は、所定の着色あるいは透明の感光性顔料レジストを用い定法のフォトリソ法にて製造したもので詳細は省略する。   As shown in FIG. 2, the color solid-state imaging device according to the present invention is manufactured according to the following procedure with the solid-state imaging device 1 as a given one. However, the planarization layer 4 and the color separation filter 3 are predetermined. These are manufactured by a conventional photolithography method using a colored or transparent photosensitive pigment resist, and details thereof are omitted.

本実施例におけるマイクロレンズ2は、ノボラック樹脂を用いて熱フローによるか、アクリル樹脂を用いた転写法により、色分解フィルタ3上に形成した。熱フロー法では、所定の厚みのナフトキノンジアジドを添加したノボラック系樹脂を、各受光部に対応するようにフォトリソ法で分割した。分割された樹脂部分を加熱して熱可塑性により液状化させると自発的にドーム状に変形し、その後の熱硬化性による形状の固定化が自発的になされる。マイクロレンズ2の高さは、概ね1.3〜3.5μmの範囲の所定の値に設定した。   The microlens 2 in this example was formed on the color separation filter 3 by using a novolac resin by heat flow or by a transfer method using an acrylic resin. In the heat flow method, a novolac resin to which a naphthoquinone diazide having a predetermined thickness was added was divided by a photolithography method so as to correspond to each light receiving part. When the divided resin portion is heated and liquefied by thermoplasticity, the resin portion is spontaneously deformed into a dome shape, and then the shape is spontaneously fixed by thermosetting. The height of the microlens 2 was set to a predetermined value in a range of approximately 1.3 to 3.5 μm.

転写法では、マイクロレンズの素材となるアクリル透明樹脂層の上に、アルカリ可溶性と感光性と熱フロー性を有するレジスト材料を用いてフォトリソグラフィ法と熱リフローによりレンズ母型を形成し、ドライエッチング法によりレンズ母型の形状を下地のアクリル透明樹脂層に転写することで形成した。   In the transfer method, a lens matrix is formed on a transparent acrylic resin layer, which is a microlens material, using a resist material that has alkali solubility, photosensitivity, and heat flow, by photolithography and thermal reflow, and is then dry etched. The shape of the lens matrix was transferred to the underlying acrylic transparent resin layer by the method.

反射防止層7となるSiO層は、150℃以下の低温条件にて、TEOS、O、Heの混合ガスを用いプラズマCVD法により90nm程度の厚みでマイクロレンズが形成された撮像素子基板上に製膜した。 The SiO 2 layer serving as the antireflection layer 7 is an image sensor substrate on which a microlens is formed with a thickness of about 90 nm by a plasma CVD method using a mixed gas of TEOS, O 2 and He under a low temperature condition of 150 ° C. or less. To form a film.

しかし、Oガスは、合成樹脂は分解除去できるが最表層のSiO膜は除去できない。そこで、本発明では、SiO膜を、パーフルオロカーボン系のCガスを用いて反応性ドライエッチングにより除去した。この際、エッチングに先立って、SiO膜表面にスピンコート法でヘキサメチルジシラザン(HMDS)を予め塗布し90℃で30秒間程乾燥して表面改質しレジストの密着性を高めておく必要があった(図示せず)。 However, O 2 gas can decompose and remove synthetic resin, but cannot remove the outermost SiO 2 film. Therefore, in the present invention, the SiO 2 film was removed by reactive dry etching using a perfluorocarbon-based C 3 F 8 gas. In this case, prior to etching, hexamethyldisilazane (HMDS) is applied in advance to the SiO 2 film surface by spin coating and dried at 90 ° C. for about 30 seconds to improve the surface and improve the adhesion of the resist. (Not shown).

次に、第一のレジスト層5にノボラック系ポジレジストを、仕上がりが5.5μm程度になるように塗布してから(図2(b))、定法の露光・現像処理によりパッドとスクライブ部のレジストを溶解して開口部11を設けた(図2(c))。   Next, a novolac positive resist is applied to the first resist layer 5 so that the finish is about 5.5 μm (FIG. 2B), and then the pad and the scribe portion are formed by a regular exposure / development process. The resist was dissolved to provide an opening 11 (FIG. 2C).

次に、所定条件下のCのドライエッチング(流量35sccm、ガス圧6.0Pa、東京エレクトロン社製のUnity Me85dを使用)により、開口部に露出したSiO2膜7を除去した。この時、同時にレジスト5の表面がCガスにより硬化層化12されてしまい、剥離液によるレジスト層の溶解除去が困難となり、何度も剥離液による洗浄を繰り返す必要があった(図2(d))。剥離液には、ジメチルスルホキシド60wt%、N−メチル−2−ピロリドン40wt%の混合液を使用した。 Next, the SiO 2 film 7 exposed at the opening was removed by dry etching of C 3 F 8 under a predetermined condition (flow rate 35 sccm, gas pressure 6.0 Pa, using Unity Me85d manufactured by Tokyo Electron Ltd.). At the same time, the surface of the resist 5 is made into a hardened layer 12 by C 3 F 8 gas, so that it is difficult to dissolve and remove the resist layer with the stripping solution, and it is necessary to repeat washing with the stripping solution many times (FIG. 2 (d)). As the stripping solution, a mixed solution of 60% by weight of dimethyl sulfoxide and 40% by weight of N-methyl-2-pyrrolidone was used.

次に、マイクロレンズ2形成に使ったノボラック樹脂(熱フロー)であってパッド6に堆積した合成樹脂層2を除去した。手順はSiO膜の除去と同じで、先ず全面にHMDSをスピンコートしてから、第二のレジスト13を塗布し(図3(g))、定法のフォトリソ法により、パッドとスクライブ部に開口部11を設けた(図3(h))。 Next, the novolak resin (heat flow) used for forming the microlens 2 and deposited on the pad 6 was removed. The procedure is the same as the removal of the SiO 2 film. First, HMDS is spin-coated on the entire surface, and then the second resist 13 is applied (FIG. 3 (g)), and an opening is formed in the pad and the scribe portion by a regular photolithography method. The part 11 was provided (FIG.3 (h)).

マイクロレンズ素材がアクリル樹脂であってもノボラック樹脂であっても、Oガス(流量150cssm、ガス圧3.0Pa、東京エレクトロン社製、Unity Me85d)を用いたドライエッチングにより除去できた。最後に、レジスト膜を剥離像液で溶解除去してから、IPA置換後純水で洗浄した(図3(j))。 Whether the microlens material was an acrylic resin or a novolac resin, it could be removed by dry etching using O 2 gas (flow rate 150 cssm, gas pressure 3.0 Pa, manufactured by Tokyo Electron Ltd., Unity Me85d). Finally, the resist film was dissolved and removed with a peeling image solution, and then washed with pure water after IPA substitution (FIG. 3 (j)).

樹脂抜きの対象となる合成樹脂は、通常であれば、マイクロレンズ2を組成する合成樹脂であるが、工程上塗布はしたが剥離工程がなかった層あるいは剥離したが取り残された層なども含まれることがある。   The synthetic resin that is the target of resin removal is usually the synthetic resin that composes the microlens 2, but includes layers that were applied in the process but did not have a peeling process, or layers that were peeled but left behind May be.

上記のように、パッド6やスクライブからのSiO膜7の除去は、Cガスを使用したドライエッチングで可能であることが分かった。樹脂抜きもエッチングガスを単にOに変更するだけで可能である。
しかしながら、ドライエッチング用のレジストパタニングを2回行う必要があり、またSiO膜除去後の第一のレジスト膜の剥離が、硬化層が原因で手間がかかるという問題が残った。
As described above, it was found that the removal of the SiO 2 film 7 from the pad 6 and the scribe can be performed by dry etching using C 3 F 8 gas. Resin can also be removed by simply changing the etching gas to O 2 .
However, resist patterning for dry etching needs to be performed twice, and the problem that peeling of the first resist film after removal of the SiO 2 film is troublesome due to the hardened layer remains.

そこで、本発明者は鋭意検討を重ねたところ、上記2回目のレジスト形成は、不要であることが分かった。すなわち、表面が硬化した第一のレジスト層12をジメチルスルホキシドとN−メチル−2−ピロリドンとの混合液で無理やり剥離するのではなく、残したままOのドライエッチングに変更することで、樹脂抜きが可能であることがわかった。 Therefore, the present inventor made extensive studies and found that the second resist formation is unnecessary. That is, the first resist layer 12 whose surface is hardened is not peeled off with a mixed solution of dimethyl sulfoxide and N-methyl-2-pyrrolidone, but is changed to dry etching of O 2 while leaving the resin. It was found that it can be removed.

図4(a)〜(e)に示したように、SiO膜をCガスを用い所定条件でドライエッチング(流量は35sccm)により除去した後に、開口部に露呈している合成樹脂残存層をOのドライエッチング(流量は150sccm)により除去した(図4(c))。このドライエッチングにより、Cガス照射で生じたレジスト表面の硬化層12も削り取られることも分かった。したがって、剥離が困難であったレジスト層も硬化層12がないため、前記剥離液に19秒、IPA置換に15秒、純水洗浄を40秒程度で容易に剥離できるようになったものである(図4(e))。 As shown in FIGS. 4A to 4E, after the SiO 2 film is removed by dry etching (flow rate is 35 sccm) using C 3 F 8 gas under a predetermined condition, the synthetic resin exposed to the opening is exposed. The remaining layer was removed by dry etching of O 2 (flow rate was 150 sccm) (FIG. 4C). It was also found that by this dry etching, the hardened layer 12 on the resist surface generated by the C 3 F 8 gas irradiation was also scraped off. Therefore, since the resist layer that has been difficult to peel is also free of the hardened layer 12, the stripping solution can be easily stripped in 19 seconds, IPA replacement in 15 seconds, and pure water cleaning in about 40 seconds. (FIG. 4 (e)).

本発明では、レジストパタニングは一度であり、CガスとOガスを使用したドライエッチングで共通に使用したもので、同時にレジスト剥離も容易となり大幅な工程の短縮化・合理化が実現できた。 In the present invention, the resist patterning is performed once, and is commonly used in dry etching using C 3 F 8 gas and O 2 gas. At the same time, the resist can be easily peeled off and the process can be greatly shortened and rationalized. It was.

尚、Cガスが好ましいが、CあるいはC(Xは、H,Cl,Brのいずれか、a=1〜5、b=2a+2−c、c=0,1)にて表されるフルオロカーボン系ガスも使用できる。 C 3 F 8 gas is preferable, but C 4 F 8 or C a F b X c (where X is one of H, Cl and Br, a = 1 to 5, b = 2a + 2-c, c = 0 , 1) can also be used.

1、固体撮像素子(基板)
2、マイクロレンズ
3、色分解フィルタ
4、平坦化層
5、第一のレジスト層
6、パッド(スクライブ)
7、反射防止膜(SiO
8、プラズマ
11、開口部
12、硬化層
13、第二のレジスト層
1. Solid-state image sensor (substrate)
2, micro lens 3, color separation filter 4, flattening layer 5, first resist layer 6, pad (scribe)
7. Antireflection film (SiO 2 )
8, plasma 11, opening 12, hardened layer 13, second resist layer

Claims (3)

固体撮像素子上に、少なくとも、平坦化層、色分解フィルタ、マイクロレンズ、反射防止層を備えるカラー固体撮像素子の製造方法において、反射防止膜としてSiO層をマイクロレンズ上に設けた後、レジストを塗布し、フォトリソ法によりSiO層が不要な部位のレジストに開口部を設け、露出したSiO層をフッ素系ガスを用いたドライエッチング法により除去する工程を含むことを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法。 In a method for manufacturing a color solid-state image pickup device including at least a flattening layer, a color separation filter, a microlens, and an antireflection layer on a solid-state image pickup device, an SiO 2 layer is provided on the microlens as an antireflection film, and then a resist And a step of providing an opening in a resist where a SiO 2 layer is unnecessary by photolithography, and removing the exposed SiO 2 layer by dry etching using a fluorine-based gas. Manufacturing method of imaging device. その後、前記開口部に露出している、マイクロレンズを組成する樹脂層以下の合成樹脂層を、Oガスを用いたドライエッチング法により除去する工程を含む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の製造方法。 2. The method according to claim 1, further comprising a step of removing a synthetic resin layer exposed below the resin layer composing the microlens and exposed to the opening by a dry etching method using O 2 gas. Manufacturing method of a color solid-state imaging device. 前記フッ素系ガスがCガスであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のカラー固体撮像素子の製造方法。 The method for manufacturing a color solid-state imaging device according to claim 1, wherein the fluorine-based gas is a C 3 F 8 gas.
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