JP2023087450A - Solid-state image sensor substrate - Google Patents

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JP2023087450A JP2021201838A JP2021201838A JP2023087450A JP 2023087450 A JP2023087450 A JP 2023087450A JP 2021201838 A JP2021201838 A JP 2021201838A JP 2021201838 A JP2021201838 A JP 2021201838A JP 2023087450 A JP2023087450 A JP 2023087450A
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Abstract

To provide a solid-state image sensor substrate excellent in alignment accuracy between a wafer and an exposure mask by increasing visibility of an alignment mark on the under layer of the wafer to improve detection accuracy of the alignment mark, even after application of a color resist in production processes of a solid-state image sensor.SOLUTION: There is provided a solid-state image sensor substrate including a substrate and a plurality of solid-state image sensors arranged in a plane on one side of the substrate. The solid-state image sensor substrate has, on the substrate, effective pixel areas, and a non-pixel area between adjacent effective pixel areas. An alignment mark is arranged in the non-pixel area, and the alignment mark is covered with a transparent film.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

アライメントマークの検出性能を向上させた固体撮像素子基板に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device substrate with improved alignment mark detection performance.

近年、小型、高性能な固体撮像素子を組み込んだ個体撮像装置が、デジタルカメラやデジタルビデオとして普及してきている。 In recent years, solid-state imaging devices incorporating compact, high-performance solid-state imaging devices have become popular as digital cameras and digital videos.

固体撮像素子は、入射した光を電気信号に変換する複数の光電変換素子を備える。光電変換素子の種類は、CCDタイプとCMOSタイプとに大別され、光電変換素子の数が多いほど撮影された画像は精密になる。 A solid-state imaging device includes a plurality of photoelectric conversion elements that convert incident light into electrical signals. The types of photoelectric conversion elements are roughly classified into CCD type and CMOS type, and the more photoelectric conversion elements there are, the more precise the captured image becomes.

光電変換素子に入射する光の経路に、特定の波長の光を選択的に透過する着色透明パターンを平面配置したカラーフィルタを設けることで、対象物の色情報を得ることを可能としている。特にカラー固体撮像素子の薄型軽量化と高精細化を狙って、光電変換素子の配列基板上に直接カラーフィルタを形成するオンチップタイプのカラー固体撮像素子が主流となっている。カラーフィルタの色としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色からなる3原色系が多く使われている。 Color information of an object can be obtained by providing a color filter in which a colored transparent pattern that selectively transmits light of a specific wavelength is arranged in a plane on the path of light incident on the photoelectric conversion element. In particular, an on-chip type color solid-state imaging device, in which color filters are formed directly on an array substrate of photoelectric conversion elements, has become mainstream, aiming at making the color solid-state imaging device thinner, lighter, and higher in definition. As the colors of color filters, a three primary color system consisting of three colors of red (R), green (G), and blue (B) is often used.

オンチップカラーフィルタ(OCF)を有するカラー固体撮像素子は、半導体基板(ウエハ)に規則的に設けた複数の光電変換素子の上に、絶縁層である下地層を介して、複数色を繰り返し配列するカラーフィルタを複数の光電変換素子に1対1に対応させて設け、さらに有機層により平坦化を行った後に、マイクロレンズを設けてなる。 A color solid-state image sensor with an on-chip color filter (OCF) is a semiconductor substrate (wafer) in which a plurality of photoelectric conversion elements are regularly provided, and a plurality of colors are repeatedly arranged via an insulating base layer. A plurality of photoelectric conversion elements are provided with color filters corresponding to each other on a one-to-one basis, and after flattening with an organic layer, microlenses are provided.

各色のカラーフィルターを形成する方法としては、フォトリソグラフィ工程により形成する方法が一般的であり、顔料などの色素を含む感光性着色樹脂(カラーレジスト)を滴化し、スピンコートなどで均一にウエハ上に塗布し、同一露光用ウエハの異なる位置を同一パターンで逐次露光する、分割露光操作及び露光後のパターン現像によって行なうものである。 A common method for forming color filters of each color is to use a photolithographic process. A photosensitive colored resin (color resist) containing dyes such as pigments is made into droplets, and then spin-coated or the like to spread them evenly on a wafer. It is carried out by a divided exposure operation in which different positions on the same exposure wafer are successively exposed with the same pattern, and pattern development after the exposure.

パターンを露光する上で非常に重要となるのが、ウエハと露光用マスクとの位置ずれ無く露光することである。そのために、ウエハに配列した固体撮像素子は、有効画素領域と、隣り合う有効画素領域の間に非画素領域(スクライブ領域)を有し、その非画素領域にはアライメントマークが等間隔で設けられており、このアライメントマークを用いてウエハと露光用マスクとの位置合わせを行っている。 In exposing the pattern, it is very important to perform the exposure without misalignment between the wafer and the exposure mask. For this purpose, the solid-state imaging devices arranged on the wafer have effective pixel areas and non-pixel areas (scribe areas) between adjacent effective pixel areas, and alignment marks are provided at regular intervals in the non-pixel areas. The alignment marks are used to align the wafer and the exposure mask.

位置合わせには以下に示す3つの工程がある。
(1)ウエハのノッチ位置を検出することで、ウエハの向きを決定するメカアライメント
(2)最終のアライメントマークを検出するために調整するTVPA(Televisi
on Pre Alignment)アライメント
(3)最終的に位置合わせが決定するAGA(Advanced Global Ali
gnment)アライメント
通常、最終的な位置合わせには上記のウエハ下地層に形成されたAGAマークを使用する。AGAマークの形状は、位置精度が検出できるものであればどのような形状でもよいが、本願では図2(b)に示すように、平面視で正方形状のパターンからなる。
Alignment involves the following three steps.
(1) Mechanical alignment that determines the orientation of the wafer by detecting the notch position of the wafer (2) TVPA (Televisi) that is adjusted to detect the final alignment mark
on Pre Alignment) Alignment (3) AGA (Advanced Global Alias) where alignment is finally determined
gnment) Alignment Normally, the AGA marks formed on the wafer underlayer are used for final alignment. The shape of the AGA mark may be any shape as long as the positional accuracy can be detected, but in the present application, as shown in FIG.

ウエハの各ショットと露光用マスクとのアライメントは、各ショットに対応したアライ
メントマークの位置を光学的に検出し、かかる検出結果に基づいてウエハを露光用マスクに対して位置決めすることにより行われている(特許文献1参照)。
Alignment between each shot of the wafer and the exposure mask is performed by optically detecting the position of the alignment mark corresponding to each shot and positioning the wafer with respect to the exposure mask based on the detection result. (See Patent Document 1).

特許第4794882号公報Japanese Patent No. 4794882

しかし、フォトリソグラフィ工程では、着色した各カラーレジストをウエハ全面に塗布するため、カラーレジストの材料によっては下地のアライメントマークが見えづらくなることがあり、検出精度が低下する場合がある。そのため、下地のアライメントマークを基準に、検出器で検出しやすいグリーン色の樹脂で形成した別のアライメントマークを用いて位置合わせをする工夫が必要な場合がある。しかしながら、この方法は工程が増加することが問題であり、固体撮像素子の生産コストアップにつながる。 However, in the photolithography process, each colored resist is applied to the entire surface of the wafer, and depending on the material of the color resist, the underlying alignment marks may be difficult to see, which may reduce detection accuracy. Therefore, it may be necessary to use another alignment mark formed of green resin, which is easy to detect with a detector, for alignment with the underlying alignment mark as a reference. However, this method has the problem that the number of steps increases, leading to an increase in the production cost of the solid-state imaging device.

従って、ウエハの下地にあるアライメントマークを用いて位置合わせをする場合、カラーレジストが塗布された後でもアライメントマークの視認性を高める必要がある。アライメントマークの視認性を高めることで、マークの検出精度が向上し、ウエハと露光用マスクとの位置合わせ精度が向上する。 Therefore, when alignment is performed using alignment marks on the underlayer of the wafer, it is necessary to improve the visibility of the alignment marks even after the color resist is applied. By increasing the visibility of the alignment marks, the detection accuracy of the marks is improved, and the alignment accuracy between the wafer and the exposure mask is improved.

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、固体撮像素子の生産プロセスにおいて、カラーレジストが塗布された後でも、ウエハの下地にあるアライメントマークの視認性を高め、アライメントマークの検出精度を向上させることによって、ウエハと露光用マスクとの位置合わせ精度に優れる固体撮像素子基板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to improve the visibility of alignment marks on the wafer underlayer even after the color resist is applied in the production process of solid-state imaging devices. and improving the detection accuracy of the alignment mark, thereby providing a solid-state imaging device substrate with excellent alignment accuracy between a wafer and an exposure mask.

本発明に於いて上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、
基板と、前記基板の一方の面側に複数の固体撮像素子が平面配列された固体撮像素子基板であって、
前記基板上に有効画素領域と、隣り合う有効画素領域の間に非画素領域を有し、
前記非画素領域にアライメントマークが形成され、
前記アライメントマークは透明膜で覆われていることを特徴とする固体撮像素子基板である。
In order to solve the above problems in the present invention, a first aspect of the present invention is
A substrate and a solid-state imaging device substrate in which a plurality of solid-state imaging devices are planarly arranged on one surface side of the substrate,
having an effective pixel area on the substrate and a non-pixel area between adjacent effective pixel areas;
an alignment mark is formed in the non-pixel region;
The solid-state imaging device substrate is characterized in that the alignment mark is covered with a transparent film.

アライメントマーク上に透明膜を形成することで、カラーレジストがウエハ全面に塗布された際、透明膜の上に乗るアライメントマーク上のカラーレジスト層の膜厚が薄くなり、透過率が上がりアライメントマークの視認性を高めることができる。透明膜は、フォトリソグラフィ法によりアライメントマーク上に形成される。 By forming a transparent film on the alignment marks, when the color resist is applied to the entire surface of the wafer, the film thickness of the color resist layer on the alignment marks on the transparent film becomes thin, and the transmittance of the alignment marks increases. Visibility can be improved. A transparent film is formed on the alignment mark by a photolithography method.

固体撮像素子において、ウエハと露光用マスクとの位置精度は感度の向上、及び安定化において重要なファクターの一つである。
本発明によれば、固体撮像素子の生産プロセスにおいて、ウエハの下地にあるアライメントマークを用いてウエハと露光用マスクの位置合わせをする場合、カラーレジストが塗布された後でもアライメントマークの視認性を高め、アライメントマークの検出精度を向上させることによって、ウエハと露光用マスクとの位置合わせ精度に優れる固体撮像素子基板を提供することが可能になる。
また、マークが検出しやすい顔料で新たにアライメントマークを形成する必要がないの
で、生産コストを抑制する効果を有する。
In a solid-state imaging device, the positional accuracy between the wafer and the exposure mask is one of the important factors in improving and stabilizing the sensitivity.
According to the present invention, in the production process of a solid-state imaging device, when aligning the wafer and the exposure mask using the alignment mark on the underside of the wafer, the visibility of the alignment mark can be improved even after the color resist is applied. By increasing the alignment mark detection accuracy, it is possible to provide a solid-state imaging device substrate with excellent alignment accuracy between the wafer and the exposure mask.
In addition, since it is not necessary to form a new alignment mark with a pigment whose mark is easy to detect, there is an effect of suppressing the production cost.

本発明の固体撮像素子の構造を示す図(a)符号1の模式断面図(b)固体撮像素子基板の模式平面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structure of the solid-state image sensor of this invention (a) Schematic sectional drawing of the code|symbol 1 (b) Schematic top view of a solid-state image sensor board|substrate. (a)図1-符号21の部分拡大図(b)アライメントマークを例示する模式平面図。(a) Partial enlarged view of FIG. 1-reference numeral 21 (b) Schematic plan view illustrating an alignment mark. カラーレジスト塗布後のアライメントマークの視認性を説明する図(a)従来のアライメントマーク視認性(b)本発明のアライメントマーク視認性。Diagrams for explaining the visibility of alignment marks after application of a color resist (a) visibility of conventional alignment marks (b) visibility of alignment marks of the present invention. 本発明の固体撮像素子の生産プロセスにおける、透明膜およびカラーフィルタ形成の流れを説明するフローチャート。4 is a flow chart explaining the flow of transparent film and color filter formation in the production process of the solid-state imaging device of the present invention. 本発明の固体撮像素子の生産プロセスにおける、透明膜およびカラーフィルタ形成の工程を説明する模式断面図。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining steps of forming a transparent film and a color filter in the production process of the solid-state imaging device of the present invention;

以下、本発明の実施形態に係る固体撮像素子基板、および固体撮像素子の製造方法について図面を用いて説明する。 A solid-state imaging device substrate and a method for manufacturing a solid-state imaging device according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1(a)は、本発明の固体撮像素子の構造を示す模式断面図である。尚、本発明の固体撮像素子基板20は、非画素領域(符号Dbの部分)に特徴を有するので、1組の非画素領域と有効画素領域(符号Daの部分)のみの模式断面図(図1(b)における破線で囲われたA部分の模式断面図)を示している。 FIG. 1(a) is a schematic cross-sectional view showing the structure of the solid-state imaging device of the present invention. Since the solid-state imaging device substrate 20 of the present invention is characterized by the non-pixel region (the portion denoted by Db), a schematic cross-sectional view of only one set of non-pixel region and effective pixel region (the portion denoted by Da) 1(b) is a schematic cross-sectional view of part A surrounded by a broken line).

固体撮像素子10は、図1(b)に示すように、シリコンウェハなどの半導体基板1上に多面付けで並び、ウェハプロセスにより一括加工され固体撮像素子基板20として製造された後、最終的にダイシング工程にて個片(チップ)に断裁されて個々の固体撮像素子10に分離する。一般に、カメラモジュールでは、携帯電話に装着される第一カメラの場合、固体撮像素子10の大きさは、10mm角程度であるので、直径20cmの一枚の固体撮像素子基板20から300~400個程度の固体撮像素子が得られる。 As shown in FIG. 1(b), the solid-state imaging devices 10 are arranged in multiple planes on a semiconductor substrate 1 such as a silicon wafer. In a dicing process, it is cut into individual pieces (chips) and separated into individual solid-state imaging devices 10 . Generally, in a camera module, in the case of a first camera attached to a mobile phone, the size of the solid-state image sensor 10 is about 10 mm square, so 300 to 400 solid-state image sensor substrates 20 with a diameter of 20 cm are used. A solid-state image pickup device with a degree of

図2(a)には、チップ化前の固体撮像素子基板20の一部分として、図1(b)における破線で囲われたB部分のみを例示している。着色画素の数は実際には横方向の1行だけで数千個にも達するが、ここでは数個に簡略化して図示している。着色画素の配列は、G(緑色)2画素を対角に配置し、残りの画素をR(赤)、B(青)とした4画素を1組の配列として繰り返し配置したベイヤー配列である。ここで、G(緑色)の画素を他の色に比べて2倍に多くしているのは、人の目の視感度の高いGに対する解像度が見かけ上の解像度を高めるからである。なお、必要に応じて、RGB以外の着色画素を配置してもよいし、赤外線を透過するための画素を設けてもよい。 FIG. 2A illustrates only the portion B surrounded by the broken line in FIG. Although the number of colored pixels actually reaches several thousand in one row in the horizontal direction, only a few are shown here for simplification. The array of color pixels is a Bayer array in which two pixels of G (green) are diagonally arranged and four pixels of R (red) and B (blue) are repeatedly arranged as one set of arrays. Here, the reason why the number of pixels of G (green) is doubled compared to other colors is that the apparent resolution of G, which has high luminosity of the human eye, increases the apparent resolution. If necessary, colored pixels other than RGB may be arranged, and pixels for transmitting infrared rays may be provided.

図1(a)に示す固体撮像素子10の実施形態では、一部の非画素領域Dbには、半導体基板1の下地上に、アライメントマーク4が形成され、その上に絶縁層(無機層)3、透明膜5が積層されている。平面視においてアライメントマーク4は透明膜5で覆われている。透明膜5には有効画素領域Daにおけるカラーフィルタ層8に用いられるカラーレジストが積層される。透明膜5の膜厚と、透明膜5上に積層されるカラーレジストの膜厚とでは、透明膜5のほうが厚いことが好ましい。透明膜5の膜厚のほうが厚いことで、後述するアライメントの読み取り精度をより高めることができる。
有効画素領域Daには、半導体基板1に光電変換素子2が規則的に配置され、その上に絶縁層3、隔壁層7、カラーフィルタ層8、マイクロレンズ形成層(有機層)6、マイクロレンズ層9が順に積層されている。
In the embodiment of the solid-state imaging device 10 shown in FIG. 1(a), alignment marks 4 are formed on the base of the semiconductor substrate 1 in some non-pixel regions Db, and an insulating layer (inorganic layer) is formed thereon. 3. A transparent film 5 is laminated. The alignment mark 4 is covered with a transparent film 5 in plan view. A color resist used for the color filter layer 8 in the effective pixel area Da is laminated on the transparent film 5 . As for the film thickness of the transparent film 5 and the film thickness of the color resist laminated on the transparent film 5, the transparent film 5 is preferably thicker. Since the film thickness of the transparent film 5 is thicker, it is possible to further improve the reading accuracy of alignment, which will be described later.
In the effective pixel area Da, the photoelectric conversion elements 2 are regularly arranged on the semiconductor substrate 1, and the insulating layer 3, the partition layer 7, the color filter layer 8, the microlens forming layer (organic layer) 6, and the microlens are arranged thereon. Layers 9 are stacked one after the other.

位置合わせのためのアライメントマーク4は、通常、図2(a)で示すように、固体撮像素子10間にある非画素領域Dbに設けられる。固体撮像素子基板20におけるすべての非画素領域Dbにアライメントマーク4を設けてもよいし、一部の非画素領域Dbのみにアライメントマーク4を形成してもよい。一部の非画素領域Dbのみにアライメントマーク4を形成する場合は、各アライメントマーク4が等間隔で配置されることで位置合わせの精度が向上するため好ましい。アライメントマーク4の形状は位置が検出できるものであればどのような形状でもよい。以下、本願では、図2(b)に示すように、平面視で正方形状のパターンSと、この正方形よりも小さい4つの正方形状からなるパターンsとからなるアライメントマーク4を例とする。 Alignment marks 4 for alignment are usually provided in non-pixel regions Db between solid-state imaging elements 10, as shown in FIG. 2(a). Alignment marks 4 may be provided in all the non-pixel regions Db of the solid-state imaging device substrate 20, or may be formed only in some of the non-pixel regions Db. Forming the alignment marks 4 only in a part of the non-pixel regions Db is preferable because the alignment marks 4 are arranged at regular intervals to improve the alignment accuracy. The shape of the alignment mark 4 may be any shape as long as the position can be detected. In the following description, as shown in FIG. 2B, an alignment mark 4 composed of a square pattern S in a plan view and four square patterns s smaller than the square is taken as an example.

透明膜5は感光性透明樹脂からなり、フォトリソグラフィ法によりアライメントマーク4上に形成する。感光性透明樹脂としては、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ノボラック系樹脂などが使用できる。 The transparent film 5 is made of photosensitive transparent resin and formed on the alignment mark 4 by photolithography. Acrylic resins, phenolic resins, novolac resins, and the like can be used as photosensitive transparent resins.

<透明膜およびカラーフィルタ形成の流れ>
次に、図4乃至図5を参照して、固体撮像素子10の生産プロセスにおける、透明膜およびカラーフィルタ形成の流れについて説明する。図4は、透明膜およびカラーフィルタ形成の流れについて説明するフローチャートであり、図5は透明膜およびカラーフィルタ形成の工程を示す模式断面図である。
<Flow of transparent film and color filter formation>
Next, the flow of forming transparent films and color filters in the production process of the solid-state imaging device 10 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 is a flow chart explaining the flow of forming the transparent film and the color filter, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the steps of forming the transparent film and the color filter.

図4のStep1において、半導体基板1上全面に、感光性透明樹脂材料5aが成膜される(図5(a))。 In Step 1 of FIG. 4, a film of a photosensitive transparent resin material 5a is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 (FIG. 5(a)).

図4のStep2において、フォトリソグラフィ法により、露光および現像工程を経て(図5(b))、透明膜5が形成される(図5(c))。この時、非画素領域Dbに形成されたアライメントマーク4上に透明膜5が形成されるように、露光工程では透明膜用マスクで位置決めして露光が行われる。 In Step 2 of FIG. 4, a transparent film 5 is formed (FIG. 5(c)) through exposure and development processes (FIG. 5(b)) by photolithography. At this time, in the exposure step, exposure is performed by positioning with a transparent film mask so that the transparent film 5 is formed on the alignment marks 4 formed in the non-pixel regions Db.

図4のStep3において、ウェハ全面に1色目のカラーレジスト材料8aが成膜されると、透明膜5の膜上にはカラーレジスト層の膜厚より薄い膜厚のカラーレジスト層が形成される(図5(d))。 In Step 3 of FIG. 4, when the color resist material 8a of the first color is formed on the entire surface of the wafer, a color resist layer thinner than the color resist layer is formed on the transparent film 5 ( FIG. 5(d)).

図4のStep4において、検出器21がアライメントマーク4を検出し、ウエハと露光用マスクの位置出しを行い、露光・現像を行って1色目のカラーフィルタ層が形成される(図5(e)、図5(f))。 In Step 4 of FIG. 4, the detector 21 detects the alignment mark 4, positions the wafer and the exposure mask, and performs exposure and development to form the first color filter layer (FIG. 5(e)). , FIG. 5(f)).

図4のStep5において、Step3~Step4を繰り返して2色目以降のカラーフィルタ層が形成される。 In Step 5 of FIG. 4, Steps 3 and 4 are repeated to form color filter layers for the second and subsequent colors.

上記のようにStep3において透明膜5の膜上に薄い膜厚のカラーレジストが成膜されたのは、透明膜5上に塗布されたレジストは液体状であり、レベリングしてウエハ全面に均等な高さを形成するため、透明膜5の膜上には薄い膜厚が形成される。 The reason why the thin color resist is formed on the transparent film 5 in Step 3 as described above is that the resist applied on the transparent film 5 is in a liquid state and is leveled to spread evenly over the entire surface of the wafer. A thin film is formed on the film of the transparent film 5 in order to form the height.

<アライメント方法>
アライメントは、半導体基板1の一方の面側から、露光機(図示しない)に設置された検出器21によって、基板1の下地層に形成されたアライメントマーク4を撮像する。その後、撮像した画像に基づいて位置を検出し、検出結果に基づき予め登録された露光ショット位置に露光用マスクを移動することにより行われる。アライメントを高精度に行うためには、アライメントマーク4の位置を高精度に検出する必要がある。そのためにはアライメントマークの鮮明な撮像画像が必要となる。そして、この撮像画像を用い、画像処理などの方法で位置検出を行う。
<Alignment method>
Alignment images the alignment marks 4 formed on the underlying layer of the substrate 1 from one side of the semiconductor substrate 1 using a detector 21 installed in an exposure device (not shown). After that, the position is detected based on the captured image, and the exposure mask is moved to the exposure shot position registered in advance based on the detection result. In order to perform alignment with high accuracy, it is necessary to detect the position of the alignment mark 4 with high accuracy. For that purpose, a clear captured image of the alignment mark is required. Then, using this captured image, position detection is performed by a method such as image processing.

画像処理方法は、公知の技術を用いることが可能であるが、例えば撮像画像においてアライメントマーク4の境界である外側縁が識別可能であることが必要となる。アライメントマーク4を撮像すると外側縁を境にアライメントマーク側とアライメントマークが設けられていない側とでコントラスト差が生じることから、このコントラスト差を基にグレーサーチや2値法等の画像処理によりアライメントマークの位置情報を取得することができる。この位置情報に従って、半導体基板1に対する露光ショット位置に露光マスクを移動することができる。しかし、アライメントマークの形状が精度よく検出できないと、画像処理による位置情報に誤差が生じてしまい、必要な露光ショット位置に対して露光位置がずれてしまう。 A known technique can be used as the image processing method, but it is necessary, for example, to be able to identify the outer edge, which is the boundary of the alignment mark 4, in the captured image. When an image of the alignment mark 4 is imaged, a difference in contrast occurs between the alignment mark side and the side where the alignment mark is not provided with the outer edge as a boundary. Mark position information can be acquired. The exposure mask can be moved to the exposure shot position with respect to the semiconductor substrate 1 according to this position information. However, if the shape of the alignment mark cannot be detected with high accuracy, an error occurs in the position information obtained by image processing, and the exposure position shifts from the required exposure shot position.

<透明膜形成による視認性向上>
前述したようにカラーフィルタ8の形成方法としては、フォトリソグラフィ工程により形成する方法が一般的であり、顔料等の色素を含むカラーレジストを滴下し、ウェハ基板を回転させて均一に塗り広げる回転塗布(スピンコート)を行い、その後パターン形成部を光透過部とする露光用マスクを用い、カラーレジストの露光と現像を色別に繰り返し行って形成する。
<Improved visibility by forming a transparent film>
As described above, the color filter 8 is generally formed by a photolithography process, in which a color resist containing dyes such as pigments is dropped, and the wafer substrate is rotated to spread the color resist uniformly. (spin coating) is performed, and then, using an exposure mask having a pattern forming portion as a light transmission portion, the color resist is repeatedly exposed and developed for each color.

このようなカラーフィルタ層形成工程において、カラーレジストをウエハ全面に滴化し、スピンコートによって均一な塗布面を生成すると、固体撮像素子の有効画素領域と、有効画素領域間に形成された非画素領域に一定の厚みをもったカラーレジスト層が形成される。このため、従来は図3(a)に示すように、非画素領域Dbに形成されたアライメントマークの上にカラーレジスト層が生成される。明度が低いカラーレジスト層がアライメントマーク上にあることでアライメントマークが検出器で精度よく検出できず、必要な露光ショット位置に対して露光位置がずれてしまうことがある。 In such a color filter layer forming process, when a color resist is applied to the entire surface of the wafer and a uniform coating surface is formed by spin coating, the effective pixel area of the solid-state image sensor and the non-pixel area formed between the effective pixel areas are formed. A color resist layer having a constant thickness is formed on the substrate. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 3A, a color resist layer is formed on the alignment marks formed in the non-pixel region Db. Since the color resist layer with low brightness is on the alignment mark, the alignment mark cannot be detected accurately by the detector, and the exposure position may be shifted from the required exposure shot position.

本発明の実施形態では、非画素領域に形成されたアライメントマーク4の上に透明膜5を形成している。そのため、図3(b)に示すように、アライメントマーク4上のカラーレジストは、塗布後のレベリングによって、カラーレジスト層の高さから透明膜の高さ分を差し引いた薄い膜厚を形成する。これによって、アライメントマークからの反射光が増し、アライメントマークを精度よく検出することが可能になる。従って、ウエハと露光ショット位置とのずれが無い露光が可能になる。 In the embodiment of the present invention, a transparent film 5 is formed on alignment marks 4 formed in non-pixel regions. Therefore, as shown in FIG. 3B, the color resist on the alignment mark 4 is formed with a thin film thickness by subtracting the height of the transparent film from the height of the color resist layer by leveling after coating. As a result, the reflected light from the alignment mark increases, making it possible to detect the alignment mark with high accuracy. Therefore, it is possible to perform exposure without deviation between the wafer and the exposure shot position.

1・・・半導体基板
2・・・光電変換素子
3・・・絶縁層(無機層)
4・・・アライメントマーク
5・・・透明膜
5a・・・感光性透明レジスト膜
6・・・マイクロレンズ形成層(有機層)
7・・・隔壁(遮光膜)
8・・・カラーフィルタ
8a・・・カラーレジスト膜
9・・・マイクロレンズ
10・・・固体撮像素子
11・・・ノッチ
20・・・固体撮像素子基板
21・・・検出器
22・・・透明膜用露光マスク
23・・・カラーフィルタ用露光マスク
S,s・・・アライメントマーク四角形形状
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor substrate 2... Photoelectric conversion element 3... Insulating layer (inorganic layer)
4 Alignment mark 5 Transparent film 5a Photosensitive transparent resist film 6 Microlens forming layer (organic layer)
7... Partition (light shielding film)
8 Color filter 8a Color resist film 9 Microlens 10 Solid-state imaging element 11 Notch 20 Solid-state imaging element substrate 21 Detector 22 Transparent Film exposure mask 23 Color filter exposure mask S, s Alignment mark rectangular shape

Claims (3)

基板と、前記基板の一方の面側に複数の固体撮像素子が平面配列された固体撮像素子基板であって、
前記基板上に有効画素領域と、隣り合う有効画素領域の間に非画素領域を有し、
前記非画素領域にはアライメントマークが配置され、
前記アライメントマークは透明膜で覆われていることを特徴とする固体撮像素子基板。
A substrate and a solid-state imaging device substrate in which a plurality of solid-state imaging devices are planarly arranged on one surface side of the substrate,
having an effective pixel area on the substrate and a non-pixel area between adjacent effective pixel areas;
Alignment marks are arranged in the non-pixel regions,
A solid-state imaging device substrate, wherein the alignment mark is covered with a transparent film.
前記有効画素領域には着色画素が形成され、
前記透明膜の前記アライメントマークと反対側の面には前記着色画素のうちの一色からなる着色層を備えることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子基板。
colored pixels are formed in the effective pixel area;
2. The solid-state imaging device substrate according to claim 1, wherein a colored layer made of one color of said colored pixels is provided on a surface of said transparent film opposite to said alignment mark.
前記透明膜の膜厚は前記着色層の膜厚より厚いことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像素子基板。 3. A solid-state imaging device substrate according to claim 2, wherein the film thickness of said transparent film is thicker than the film thickness of said colored layer.
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