JP5773582B2 - Pattern forming method and method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description

本発明は、フォトリソグラフィ技術によるパターン形成方法に関し、特にパターン形成時のアライメントに関するものである。   The present invention relates to a pattern forming method using a photolithography technique, and more particularly to alignment during pattern formation.

従来、光学機能デバイスである固体撮像装置や液晶表示装置の製造方法において、フォトリソグラフィ技術を用いて、青色フィルタや黒色フィルタ等のパターンを形成する工程がある。青色フィルタや黒色フィルタ等は、光の多くの波長において透過率が低い材料からなる。このような青色フィルタや黒色フィルタ等のパターンを形成するためのアライメント(位置合わせ)時には、次のような問題が生じる場合がある。アライメントマークを検出するためのアライメント用の光が青色フィルタや黒色フィルタの材料を透過しなくてはならず、アライメントマークから反射してくる光が微弱なものとなってしまう。その結果、アライメントマークの検出が困難となってしまう。   Conventionally, in a method for manufacturing a solid-state imaging device or a liquid crystal display device which is an optical functional device, there is a step of forming a pattern such as a blue filter or a black filter using a photolithography technique. A blue filter, a black filter, and the like are made of a material having low transmittance at many wavelengths of light. At the time of alignment (positioning) for forming a pattern such as a blue filter or a black filter, the following problem may occur. The alignment light for detecting the alignment mark must pass through the material of the blue filter or the black filter, and the light reflected from the alignment mark becomes weak. As a result, it becomes difficult to detect the alignment mark.

このような問題に対して、特許文献1では、アライメント用の光の透過率が高い材料を用いてアライメントマークを新たに形成する。この新たなアライメントマークを用いることによって光の透過率が低い材料のパターン形成のための位置合わせを行う手法が提案されている。   In order to solve such a problem, in Patent Document 1, an alignment mark is newly formed using a material having a high alignment light transmittance. There has been proposed a method of performing alignment for pattern formation of a material having a low light transmittance by using this new alignment mark.

また、特許文献2では、アライメントマーク上に存在する光の透過率が低い材料を選択的に除去してからアライメントマークの検出を行う手法が提案されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228620 proposes a method of detecting an alignment mark after selectively removing a material having low light transmittance existing on the alignment mark.

特開平11−211908号公報JP-A-11-2111908 特開2007−004082号公報JP 2007-004082 A

特許文献1に記載の技術を用いた場合には、アライメントマークを新たに作り直すため、新たなアライメントマークには元のアライメントマークとのずれ成分が含まれている。更に、新たなアライメントマークを基準にパターンを形成するため、アライメント精度が悪化してしまう。   When the technique described in Patent Document 1 is used, since a new alignment mark is recreated, the new alignment mark includes a deviation component from the original alignment mark. Furthermore, since the pattern is formed based on the new alignment mark, the alignment accuracy is deteriorated.

また、特許文献2に記載の技術を用いた場合には、アライメントマーク上に存在する光の透過率が低い材料をフォトリソグラフィ技術によって除去するため、除去のためのフォトレジストマスクパターンの形成等の工程が必要となる。つまり、特許文献2に記載の技術では、工程数が増加してしまう。   Further, when the technique described in Patent Document 2 is used, a material with low light transmittance existing on the alignment mark is removed by a photolithography technique. For example, a photoresist mask pattern for removal is formed. A process is required. In other words, the technique described in Patent Document 2 increases the number of processes.

そこで、本発明では、高いアライメント精度、および少ない工程数でアライメント用の光の透過率が低い材料のパターン形成方法を提供することを目的とする。また、高いアライメント精度、および少ない工程数でアライメント用の光の透過率が低い材料のパターンの形成を可能とするアライメントマークの構造を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a pattern forming method for a material having a high alignment accuracy and a low number of steps and a low light transmittance for alignment. It is another object of the present invention to provide an alignment mark structure capable of forming a pattern of a material having low alignment light transmittance with high alignment accuracy and a small number of steps.

本発明のパターン形成方法は、基板の上に凹部または凸部を有するアライメントマークを含む第1のパターンを形成する工程と、前記第1のパターンの上に平坦化層を形成する工程と、前記平坦化層のうち、前記アライメントマークの上に形成された一部を除去する工程と、前記一部が除去された平坦化層の上に、被加工層を形成する工程と、前記アライメントマークの位置を前記被加工層の上から光を用いて光学的に検出し、位置合わせを行う工程と、前記位置合わせに基づき前記被加工層をパターニングして第2のパターンを形成する工程と、を含み、前記被加工層を形成する工程において、前記被加工層は前記位置合わせを行う工程の前記光の波長域における平均分光透過率が5%以下の材料であり、かつ、前記被加工層の上面が前記アライメントマークの形状を踏襲した段差を有するように形成される。さらに、本発明のパターン形成方法は、前記第2のパターンを形成する工程において、前記被加工層の前記アライメントマークの上に形成された部分を除去すること、あるいは、前記第1のパターンを形成する工程と前記平坦化層を形成する工程との間に、パッシベーション膜を形成する工程を有することを特徴とする。 The pattern forming method of the present invention includes a step of forming a first pattern including an alignment mark having a concave portion or a convex portion on a substrate, a step of forming a planarizing layer on the first pattern, A step of removing a part of the planarization layer formed on the alignment mark; a step of forming a layer to be processed on the planarization layer from which the part has been removed; A step of optically detecting the position from above the layer to be processed using light, and a step of aligning; and a step of patterning the layer to be processed based on the position of alignment to form a second pattern. And in the step of forming the processed layer, the processed layer is a material having an average spectral transmittance in the wavelength region of the light in the alignment step of 5% or less, and the processed layer The upper surface is the above It is formed to have a step which follows the shape of the line placement marks. Furthermore, in the pattern forming method of the present invention, in the step of forming the second pattern, a portion formed on the alignment mark of the processed layer is removed, or the first pattern is formed. And a step of forming a passivation film between the step of forming and the step of forming the planarizing layer.

本発明によれば、高いアライメント精度、および少ない工程数でアライメント用の光の透過率が低い材料のパターン形成が可能となる。   According to the present invention, it is possible to form a pattern of a material with low alignment light transmittance with high alignment accuracy and a small number of steps.

実施例1のパターンの形成方法を説明する断面模式図である。6 is a schematic cross-sectional view illustrating a pattern forming method of Example 1. FIG. 実施例1におけるパターンの断面模式図である。3 is a schematic cross-sectional view of a pattern in Example 1. FIG. 実施例2のパターンの形成方法を説明する断面模式図である。6 is a schematic cross-sectional view illustrating a pattern forming method of Example 2. FIG. 固体撮像装置の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of a solid-state imaging device.

以下、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings.

(実施例1)
本実施例では、三板式カムコーダに適用されるCMOS型固体撮像装置を例に、図1、図2および図4を用いて説明を行う。
Example 1
In this embodiment, a CMOS type solid-state imaging device applied to a three-plate camcorder will be described as an example with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG.

まず、図4は、本実施例の固体撮像装置を説明する平面模式図である。図4において、100は三板式の固体撮像装置、101は有効画素領域、102は有効画素領域外、103は遮光パターン、104はパッドである。有効画素領域には、光電変換部(例えば、フォトダイオード)を含む画素が複数配置されている。有効画素領域外102は有効画素領域101以外の領域である。有効画素領域外102には、画素が遮光されたオプティカルブラック部(OB部)や、固体撮像装置から信号を読み出すための駆動、信号処理等を行う周辺回路部などが配置されている。遮光パターン103は、有効画素領域外102に配置され、有効画素領域外102に配置されたOB部や周辺回路部を遮光する。また、遮光パターン103は、パッド104の接続のため、パッド104上には配置されない。なお、遮光パターン103は、光電変換部以外に光が入らないように有効画素領域101に配置されていてもよい。ここで、本実施例における光の透過率が低い材料からなるパターンとは遮光パターン103である。次に、遮光パターン103の形成方法を、図1を用いて説明する。   First, FIG. 4 is a schematic plan view illustrating the solid-state imaging device of the present embodiment. In FIG. 4, 100 is a three-plate solid-state imaging device, 101 is an effective pixel area, 102 is outside the effective pixel area, 103 is a light shielding pattern, and 104 is a pad. In the effective pixel region, a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit (for example, a photodiode) are arranged. The effective pixel area outside 102 is an area other than the effective pixel area 101. Outside the effective pixel region 102, an optical black portion (OB portion) where pixels are shielded from light, a peripheral circuit portion that performs driving for reading out signals from the solid-state imaging device, signal processing, and the like are arranged. The light shielding pattern 103 is disposed outside the effective pixel region 102 and shields the OB portion and the peripheral circuit portion disposed outside the effective pixel region 102. Further, the light shielding pattern 103 is not disposed on the pad 104 because the pad 104 is connected. The light shielding pattern 103 may be disposed in the effective pixel region 101 so that light does not enter other than the photoelectric conversion unit. Here, the pattern made of a material having low light transmittance in this embodiment is the light shielding pattern 103. Next, a method for forming the light shielding pattern 103 will be described with reference to FIG.

図1は、本実施例のパターン形成方法を説明するための断面模式図である。図1の各断面模式図は図4のAA’線に対応し、また、固体撮像装置の要部一部のみを抜粋している。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the pattern forming method of this embodiment. Each cross-sectional schematic diagram of FIG. 1 corresponds to the AA ′ line of FIG. 4 and only a part of the main part of the solid-state imaging device is extracted.

図1(a)において、105は絶縁層、106はパッシベーション層、107はアライメントマーク、108は有効画素領域外102に存在する金属パターンである。絶縁層105の下部には、複数の配線層、絶縁層、素子が形成された半導体基板(基板)が配置されている(不図示)。絶縁層105は、例えばシリコン酸化膜であり、パッシベーション層106は、例えばシリコン窒化膜である。金属パターン108は、例えばアルミニウムを主成分とするパターンである。また、パッシベーション層106は、有効画素領域101において層内レンズを有する。ここで、アライメントマーク107は、絶縁層105の上部に、有効画素領域101や有効画素外領域102において用いられている配線層(金属パターン)と同一層である。よって、アライメントマーク107は、配線層(金属パターン)等を形成する際に、同時に形成することが出来る(第1のパターンの形成)。   In FIG. 1A, reference numeral 105 denotes an insulating layer, 106 denotes a passivation layer, 107 denotes an alignment mark, and 108 denotes a metal pattern existing outside the effective pixel region 102. A semiconductor substrate (substrate) on which a plurality of wiring layers, insulating layers, and elements are formed is disposed below the insulating layer 105 (not shown). The insulating layer 105 is, for example, a silicon oxide film, and the passivation layer 106 is, for example, a silicon nitride film. The metal pattern 108 is, for example, a pattern mainly composed of aluminum. The passivation layer 106 has an inner lens in the effective pixel region 101. Here, the alignment mark 107 is the same layer as the wiring layer (metal pattern) used in the effective pixel region 101 and the effective pixel outside region 102 on the insulating layer 105. Therefore, the alignment mark 107 can be formed simultaneously with the formation of the wiring layer (metal pattern) or the like (formation of the first pattern).

図1(a)の構成において、絶縁層105の上面は、配線層(不図示)による凹凸が生じる場合がある。また、パッシベーション層106の上面には、有効画素領域101と有効画素領域外102の金属パターン108の有無によって、有効画素領域101と有効画素領域外102の境界部に凹凸が存在する場合がある。また、パッシベーション層106が層内レンズを有する場合には、パッシベーション層106の上面には凹凸が存在する。次の工程以降に様々なパターンを安定して形成するためにも、この凹凸を埋めて平坦にする(平坦化)必要がある。   In the configuration of FIG. 1A, the upper surface of the insulating layer 105 may be uneven due to a wiring layer (not shown). Further, on the upper surface of the passivation layer 106, there may be irregularities at the boundary between the effective pixel region 101 and the outside of the effective pixel region 102 depending on the presence or absence of the metal pattern 108 between the effective pixel region 101 and the outside of the effective pixel region 102. Further, when the passivation layer 106 has an inner lens, the upper surface of the passivation layer 106 has irregularities. In order to stably form various patterns after the next step, it is necessary to fill the unevenness and make it flat (flattening).

図1(b)では、前述の凹凸のある上面を平坦化するため、平坦化層109を成膜する。この平坦化層109は感光性材料である。感光性材料であれば、ポジ型でもネガ型でもよく、感光性材料の感光波長も問わない。   In FIG. 1B, a planarization layer 109 is formed in order to planarize the above-described uneven upper surface. The planarizing layer 109 is a photosensitive material. As long as it is a photosensitive material, it may be a positive type or a negative type, and the photosensitive wavelength of the photosensitive material is not limited.

そして、図1(c)において、フォトリソグラフィ技術を用いて感光性材料である平坦化層109のパターニングを行い、アライメントマーク107の上部に成膜された平坦化層109を選択的に除去する。例えば、平坦化層109にポジ型レジストを用いた場合には、アライメントマーク107の上部に露光光が照射されるようなマスクパターンのフォトマスクを用いて露光し、現像を行う。このような処理によって、アライメントマーク107の上部の平坦化層109を選択的に除去することが可能である。   In FIG. 1C, the planarization layer 109, which is a photosensitive material, is patterned using a photolithography technique, and the planarization layer 109 formed over the alignment mark 107 is selectively removed. For example, when a positive resist is used for the planarizing layer 109, exposure is performed using a photomask having a mask pattern in which exposure light is irradiated on the alignment mark 107, and development is performed. By such treatment, the planarization layer 109 on the alignment mark 107 can be selectively removed.

次に、アライメント用の光の透過率が低い材料(被加工層)を成膜する。アライメント用の光の透過率が低い材料としては、例えば、アライメント用の光の波長域における平均分光透過率をTとした場合、T≦5%の材料である。アライメント用の光としてHe−Neレーザーを用いた場合(波長633nm付近)である。このHe−Neレーザーを用いた場合における平均透過率Tが5%以下である材料とは、例えば青色レジストや黒色レジスト等である。本実施例では、青色レジストを用い、図1(d)に示すように、有効画素領域101および有効画素領域外102に青色レジスト層110を成膜する。   Next, a material (layer to be processed) having a low light transmittance for alignment is formed. The material having a low alignment light transmittance is, for example, a material with T ≦ 5%, where T is the average spectral transmittance in the wavelength region of the alignment light. This is the case where a He—Ne laser is used as the alignment light (wavelength around 633 nm). The material having an average transmittance T of 5% or less when this He—Ne laser is used is, for example, a blue resist or a black resist. In this embodiment, a blue resist is used, and a blue resist layer 110 is formed in the effective pixel region 101 and outside the effective pixel region 102 as shown in FIG.

そして、図1(d)の青色レジスト層110の上部からアライメント用の光によってアライメントマーク107を検出し、位置合わせを行う。アライメントマーク107の周囲には、平坦化層109を除去してあるため、青色レジスト層110の上面(表面)にはアライメントマーク107の形状を踏襲した段差が存在する。この青色レジスト層110の表面の段差(表面段差)にアライメント用の光が入射すると、入射光が散乱し、アライメントマーク107を検出することが可能となる。その後、アライメントマーク107の検出結果に基づいて位置合わせを行い、フォトリソグラフィ技術を用いて青色レジスト層110を露光、現像してパターニングする。そして、有効画素領域外102に青色の遮光パターン103(第2のパターン)が形成される(図1(e))。   Then, the alignment mark 107 is detected by alignment light from the upper part of the blue resist layer 110 in FIG. Since the planarization layer 109 has been removed around the alignment mark 107, a step following the shape of the alignment mark 107 exists on the upper surface (front surface) of the blue resist layer 110. When alignment light is incident on the surface step (surface step) of the blue resist layer 110, the incident light is scattered and the alignment mark 107 can be detected. After that, alignment is performed based on the detection result of the alignment mark 107, and the blue resist layer 110 is exposed and developed using a photolithography technique and patterned. Then, a blue light shielding pattern 103 (second pattern) is formed outside the effective pixel region 102 (FIG. 1E).

ここで、図2を用いて、アライメントマーク107の検出方法について詳細に説明する。図2は図1(d)におけるアライメントマーク107の周辺を拡大した断面図である。図2に示されるように、アライメントマーク107の上部およびその周辺の平坦化層109が除去されているため、青色レジスト層110の表面には段差(t1>0)が形成される。そして、図2のように、青色レジスト層110の上部から光を用いて光学的に検出する。つまり、青色レジスト層110の表面段差が生じた部分にアライメント用の光が入射すると、アライメント用の光は表面段差によって散乱する。この散乱によって、露光装置のアライメントマークの検出光学系においてアライメントマーク107の輪郭のコントラストを向上させることができる。よって。アライメントマーク107が検出可能となる。 Here, the detection method of the alignment mark 107 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the alignment mark 107 in FIG. As shown in FIG. 2, since the flattening layer 109 on and around the alignment mark 107 is removed, a step (t1> 0) is formed on the surface of the blue resist layer 110. Then, as shown in FIG. 2, the light is optically detected from above the blue resist layer 110. That is, when alignment light is incident on a portion of the blue resist layer 110 where the surface step is generated, the alignment light is scattered by the surface step. This scattering can improve the contrast of the contour of the alignment mark 107 in the alignment mark detection optical system of the exposure apparatus. Therefore. The alignment mark 107 can be detected.

このアライメントマークの検出方法は、アライメントマーク107上に成膜した材料を透過してくるアライメント用の光の反射光を利用する方法ではなく、アライメントマーク107上に成膜した材料の表面形状(表面段差)による散乱光を利用した方法である。よって、アライメントマーク107上に成膜した材料の透過率によらず、アライメントマーク107を正しく検出することができる。したがって、アライメントマーク107上にアライメント用の光の透過率が低い青色レジスト層110を成膜した場合であっても、アライメントマーク107を正しく検出することが可能となる。   This alignment mark detection method is not a method using reflected light of alignment light transmitted through the material deposited on the alignment mark 107, but a surface shape (surface) of the material deposited on the alignment mark 107. This is a method using scattered light due to a step. Therefore, the alignment mark 107 can be correctly detected regardless of the transmittance of the material deposited on the alignment mark 107. Therefore, even when the blue resist layer 110 having a low alignment light transmittance is formed on the alignment mark 107, the alignment mark 107 can be detected correctly.

以上のように、本実施例によれば、三板式の固体撮像装置において、アライメント用の光の透過率が低い材料のアライメント(位置合わせ)を容易に行うことが可能となる。また、工程も簡便であるため、低コストで高いスループットを確保することができる。更には、アライメント用の光の透過率が低い材料のパターニングする際には、新たに設けたアライメントマークではなく、元のアライメントマーク107を用いることが可能となるため、アライメント精度の低下を抑制することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to easily perform alignment (positioning) of a material having low light transmittance for alignment in the three-plate solid-state imaging device. In addition, since the process is simple, high throughput can be secured at low cost. Furthermore, when patterning a material having low light transmittance for alignment, it is possible to use the original alignment mark 107 instead of the newly provided alignment mark, thereby suppressing a decrease in alignment accuracy. It becomes possible.

また、本実施例のアライメントマーク構造、すなわちアライメントマーク107の周囲に平坦化層109が除去された構造によって、高いアライメント精度少ない工程数で形成可能であり、高いアライメント精度を得ることが可能となる。   In addition, the alignment mark structure of this embodiment, that is, the structure in which the planarizing layer 109 is removed around the alignment mark 107 can be formed with a high number of alignment accuracy and a small number of steps, and a high alignment accuracy can be obtained. .

また、本実施例のアライメントマーク107は絶縁層105の上に配置されているが、配置場所はこれに限らない。また、アライメントマーク107は図4におけるパッド104よりも固体撮像装置100の外周に配置されていてもよく、例えばスクライブ領域に配置されていてもよい。アライメントマーク107がスクライブ領域に配置されている場合には、固体撮像装置100として完成する際に除去されうる。   Further, although the alignment mark 107 of this embodiment is disposed on the insulating layer 105, the arrangement location is not limited to this. Further, the alignment mark 107 may be disposed on the outer periphery of the solid-state imaging device 100 with respect to the pad 104 in FIG. 4, for example, may be disposed in a scribe region. When the alignment mark 107 is arranged in the scribe region, it can be removed when the solid-state imaging device 100 is completed.

(実施例2)
本実施例では、単板式のCMOS型の固体撮像装置を例に説明を行う。本実施例では複数の色のカラーフィルター層を有することが実施例1と異なる。本実施例における光の透過率が低い材料からなるパターンとは、複数の色のカラーフィルター層に含まれる青色レジストパターンである。以下、実施例1と同様の構成については、説明を省略する。
(Example 2)
In this embodiment, a single-plate CMOS solid-state imaging device will be described as an example. The present embodiment is different from the first embodiment in having a plurality of color filter layers. The pattern made of a material having low light transmittance in this embodiment is a blue resist pattern included in a plurality of color filter layers. Hereinafter, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.

本実施例の固体撮像装置は、実施例1と同様な図4の平面模式図を有している。このような固体撮像装置におけるパターンの形成方法を、図3および図1の一部を用いて説明する。図3は本実施例のパターン形成方法を説明するための断面模式図であり、実施例1と同様に図4のAA’線に対応し、固体撮像装置の要部一部のみを抜粋したものである。   The solid-state imaging device of the present embodiment has a schematic plan view of FIG. 4 similar to that of the first embodiment. A pattern forming method in such a solid-state imaging device will be described with reference to FIG. 3 and a part of FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the pattern forming method of the present embodiment. Similar to the first embodiment, only a part of the main part of the solid-state imaging device is extracted corresponding to the line AA ′ of FIG. It is.

本実施例のパターン形成方法は、絶縁層105上に平坦化層109を成膜した後、除去する工程(図1(c))までは、実施例1と同様である。   The pattern forming method of this example is the same as that of Example 1 up to the step of removing the planarizing layer 109 on the insulating layer 105 and then removing it (FIG. 1C).

図1(c)の次に、図3(a)に示すように、アライメント用の光の透過率が高い材料を成膜する。アライメント用の光の透過率が高い材料としては、緑色レジストや赤色レジスト等が挙げられる。本実施例では、緑色レジストを用い、図3(a)に示すように、有効画素領域101および有効画素領域外102に緑色レジスト層111を成膜する。   Next to FIG. 1C, as shown in FIG. 3A, a material having a high alignment light transmittance is formed. Examples of the material having high light transmittance for alignment include a green resist and a red resist. In this embodiment, a green resist is used, and a green resist layer 111 is formed in the effective pixel region 101 and outside the effective pixel region 102 as shown in FIG.

そして、フォトリソグラフィ技術を用いて緑色レジスト層111を露光、現像してパターニングし、有効画素領域101に緑色レジストパターン112を形成する(図3(b))。緑色レジスト層111の場合は、アライメント用の光の透過率が高いため、アライメントマーク107の検出は一般的な方法で行っても問題は生じない。   Then, the green resist layer 111 is exposed and developed using photolithography technology and patterned to form a green resist pattern 112 in the effective pixel region 101 (FIG. 3B). In the case of the green resist layer 111, since the transmittance of alignment light is high, there is no problem even if the alignment mark 107 is detected by a general method.

次に、アライメント用の光の透過率が低い材料を成膜する。アライメント用の光の透過率が低い材料は、実施例1と同様に青色レジストとする。図3(c)に示すように、有効画素領域101および有効画素領域外102に緑色レジストパターン112を覆って青色レジスト層110を成膜する。   Next, a film having a low light transmittance for alignment is formed. A material having low light transmittance for alignment is a blue resist as in the first embodiment. As shown in FIG. 3C, a blue resist layer 110 is formed on the effective pixel region 101 and outside the effective pixel region 102 so as to cover the green resist pattern 112.

そして、フォトリソグラフィ技術を用いて青色レジスト層110を露光、現像してパターニングし、有効画素領域外に青色の遮光パターン103を形成し、同時に有効画素領域に青色レジストパターン113を形成する(図3(d))。ここで、アライメントマークの検出時には、実施例1と同様に青色レジスト層110の表面段差を利用して行うことで、精度よい青色レジストパターン113を形成することが可能となる。   Then, the blue resist layer 110 is exposed and developed using photolithography technology and patterned to form a blue light-shielding pattern 103 outside the effective pixel region, and at the same time, a blue resist pattern 113 is formed in the effective pixel region (FIG. 3). (D)). Here, when detecting the alignment mark, it is possible to form the blue resist pattern 113 with high accuracy by using the surface level difference of the blue resist layer 110 as in the first embodiment.

以上のように、単板式の固体撮像装置においても、本発明のパターン形成方法は工数を増大させることなく、高い精度でのアライメントを行うことが可能となる。また、本発明のアライメントマークの構造は、単板式の固体撮像装置においても、高いアライメント精度少ない工程数で形成可能であり、高いアライメント精度を得ることが可能となる。   As described above, even in a single-plate solid-state imaging device, the pattern forming method of the present invention can perform alignment with high accuracy without increasing the number of steps. In addition, the structure of the alignment mark of the present invention can be formed with a small number of steps with high alignment accuracy even in a single-plate solid-state imaging device, and high alignment accuracy can be obtained.

なお、本実施例では、緑色レジスト層のパターニング後に、青色レジスト層のパターニングを行っているが、この工程の順序は入れ替わっても構わない。また、アライメント用の光の透過率が高い材料として緑色レジストを例に挙げたが、その他の色(赤色、補色系)の材料でも当然構わない。同様に、アライメント用の光の透過率が低い材料として青色レジストを例に挙げているが、露光アライメント光の波長域における平均分光透過率をTとした場合、T≦5%の材料であれば、その他の色の材料でも構わない。また、カラーフィルター層が有する色は緑および青の2色に限らず、また2色以上であってもよい。   In this embodiment, the blue resist layer is patterned after the patterning of the green resist layer. However, the order of this step may be changed. In addition, although a green resist is taken as an example of a material having high light transmittance for alignment, other colors (red, complementary color) may be used as a matter of course. Similarly, a blue resist is taken as an example of a material with low light transmittance for alignment. However, if the average spectral transmittance in the wavelength region of exposure alignment light is T, the material is T ≦ 5%. Other color materials may be used. Further, the color filter layer has not only two colors of green and blue, but may be two or more colors.

なお、実施例1および2においては、アライメント用の光の透過率が低い材料として、感光性材料を例に挙げたが、例えばアルミニウム等の遮光性金属についても適用することが可能である。例えば、アルミニウムを用いた場合には、実施例1および2と同様に、アルミニウム層を成膜した後に生じる表面段差を利用すればよい。また、アライメントマークは金属パターン等の凸形形状(凸部)に限らず、絶縁層をエッチングすることで形成する凹部であってもよい。また、実施例1および2においては、アライメントマークの上部に配されたアライメント用の光の透過率が低い材料を除去しているが、残したままであってもよい。   In Examples 1 and 2, a photosensitive material is used as an example of a material having a low alignment light transmittance. However, the present invention can also be applied to a light-shielding metal such as aluminum. For example, when aluminum is used, a surface step formed after the aluminum layer is formed may be used as in the first and second embodiments. The alignment mark is not limited to a convex shape (convex portion) such as a metal pattern, but may be a concave portion formed by etching the insulating layer. In the first and second embodiments, the material having low light transmittance for alignment disposed on the alignment mark is removed, but it may be left as it is.

また、本発明は、CCDやCMOS型などの固体撮像装置に限定されず、カラーフィルター層や遮光層を有するその他の光学機能デバイスにも適用可能であり、例えば液晶表示装置などの表示装置にも適用することができる。   Further, the present invention is not limited to a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS type, but can be applied to other optical function devices having a color filter layer and a light shielding layer, for example, a display device such as a liquid crystal display device. Can be applied.

101 有効画素領域
102 有効画素領域外
103 遮光パターン
105 絶縁層
106 パッシベーション層
107 アライメントマーク
108 金属パターン
109 平坦化層
110 青色レジスト層
101 Effective pixel region 102 Outside effective pixel region 103 Light shielding pattern 105 Insulating layer 106 Passivation layer 107 Alignment mark 108 Metal pattern 109 Flattening layer 110 Blue resist layer

Claims (9)

基板の上に凹部または凸部を有するアライメントマークを含む第1のパターンを形成する工程と、
前記第1のパターンの上に平坦化層を形成する工程と、
前記平坦化層のうち、前記アライメントマークの上に形成された一部を除去する工程と、
前記一部が除去された平坦化層の上に、被加工層を形成する工程と、
前記アライメントマークの位置を前記被加工層の上から光を用いて光学的に検出し、位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせに基づき前記被加工層をパターニングして第2のパターンを形成する工程と、を含み、
前記被加工層を形成する工程において、前記被加工層は、前記位置合わせを行う工程の前記光の波長域における平均分光透過率が5%以下の材料であり、かつ、前記被加工層の上面が前記アライメントマークの形状を踏襲した段差を有するように形成され
前記第2のパターンを形成する工程において、前記被加工層の前記アライメントマークの上に形成された部分を除去することを特徴としたパターン形成方法。
Forming a first pattern including an alignment mark having a concave portion or a convex portion on a substrate;
Forming a planarization layer on the first pattern;
Removing a part of the planarization layer formed on the alignment mark;
Forming a layer to be processed on the planarized layer from which the part has been removed;
A step of optically detecting the position of the alignment mark from above the layer to be processed using light, and performing alignment;
Patterning the work layer based on the alignment to form a second pattern,
In the step of forming the processing layer, the processing layer is a material having an average spectral transmittance in the wavelength region of the light in the alignment step of 5% or less, and the upper surface of the processing layer Is formed to have a step following the shape of the alignment mark ,
In the step of forming the second pattern, a part of the layer to be processed formed on the alignment mark is removed .
前記平坦化層は感光性材料であり、
前記一部を除去する工程は、前記平坦化層に露光をする工程と、前記露光された後の平坦化層を現像する工程とを含む請求項1に記載のパターン形成方法。
The planarization layer is a photosensitive material;
The pattern forming method according to claim 1, wherein the step of removing the part includes a step of exposing the planarizing layer and a step of developing the planarized layer after the exposure.
前記被加工層は青色のレジスト層である請求項1または2に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the processing layer is a blue resist layer. 前記被加工層は遮光性金属層である請求項1または2に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the processing layer is a light-shielding metal layer. 前記第1のパターンは配線層である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the first pattern is a wiring layer. 前記平坦化層の前記一部を除去する工程と前記被加工層を形成する工程との間に、前記アライメントマークを用いた位置合わせに基づき、前記第1のパターンとは別のパターンを前記平坦化層の上に形成する工程を含み、
前記被加工層を形成する工程において、前記別のパターンを覆って前記被加工層を性膜する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
A pattern different from the first pattern is flattened based on the alignment using the alignment mark between the step of removing the part of the flattening layer and the step of forming the layer to be processed. Forming on the oxidization layer,
The pattern forming method according to claim 1 , wherein in the step of forming the processing layer, the processing layer is formed as a sex film so as to cover the another pattern .
基板の上に凹部または凸部を有するアライメントマークを含む第1のパターンを形成する工程と、
前記第1のパターンの上に平坦化層を形成する工程と、
前記平坦化層のうち、前記アライメントマークの上に形成された一部を除去する工程と、
前記一部が除去された平坦化層の上に、被加工層を形成する工程と、
前記アライメントマークの位置を前記被加工層の上から光を用いて光学的に検出し、位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせに基づき前記被加工層をパターニングして第2のパターンを形成する工程と、を含み、
前記被加工層を形成する工程において、前記被加工層は、前記位置合わせを行う工程の前記光の波長域における平均分光透過率が5%以下の材料であり、かつ、前記被加工層の上面が前記アライメントマークの形状を踏襲した段差を有するように形成され、
前記第1のパターンを形成する工程と前記平坦化層を形成する工程との間に、パッシベーション膜を形成する工程を有することを特徴とするパターン形成方法。
Forming a first pattern including an alignment mark having a concave portion or a convex portion on a substrate;
Forming a planarization layer on the first pattern;
Removing a part of the planarization layer formed on the alignment mark;
Forming a layer to be processed on the planarized layer from which the part has been removed;
A step of optically detecting the position of the alignment mark from above the layer to be processed using light, and performing alignment;
Patterning the work layer based on the alignment to form a second pattern,
In the step of forming the processed layer, the processed layer is a material having an average spectral transmittance in the wavelength region of the light in the aligning step of 5% or less, and the upper surface of the processed layer Is formed to have a step following the shape of the alignment mark,
A pattern forming method comprising a step of forming a passivation film between the step of forming the first pattern and the step of forming the planarizing layer.
請求項7に記載のパターン形成方法を用いた固体撮像装置の製造方法であって、
前記第1のパターンを形成する工程において、前記基板は光電変換部を有しており、
前記パッシベーション膜を形成する工程において、前記パッシベーション膜は、前記光電変換部に対応して設けられた層内レンズを含んで形成され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
A method for manufacturing a solid-state imaging device using the pattern forming method according to claim 7,
In the step of forming the first pattern, the substrate has a photoelectric conversion unit,
8. The manufacturing of the solid-state imaging device according to claim 7, wherein in the step of forming the passivation film, the passivation film is formed including an inner lens provided corresponding to the photoelectric conversion unit. Way .
複数の光電変換部が配置された有効画素領域と、前記有効画素領域以外の有効画素領域外と、を有する基板の上に凹部または凸部を有するアライメントマークを含む第1のパターンを形成する工程と、
前記第1のパターンの上に平坦化層を形成する工程と、
前記平坦化層のうち、前記アライメントマークの上に形成された一部を除去する工程と、
前記一部を除去する工程の後に、前記平坦化層の上に青色レジスト層を形成する工程と、
前記アライメントマークの位置を前記青色レジスト層の上から光を用いて光学的に検出し、位置合わせを行う工程と、
前記位置合わせに基づき前記青色レジスト層をパターニングして青色の遮光パターンを含む第2のパターンを形成する工程と、を含み、
前記青色レジスト層を形成する工程において、前記青色レジスト層は、前記青色レジスト層の上面が前記アライメントマークの形状を踏襲した段差を有するように形成され
前記第2のパターンを形成する工程において、前記遮光パターンは前記有効画素領域外に形成され、前記遮光パターンと同時に前記有効画素領域に青色レジストパターンが形成されることを特徴とした固体撮像装置の製造方法。
Forming a first pattern including an alignment mark having a concave portion or a convex portion on a substrate having an effective pixel region in which a plurality of photoelectric conversion portions are arranged and an outside of the effective pixel region other than the effective pixel region ; When,
Forming a planarization layer on the first pattern;
Removing a part of the planarization layer formed on the alignment mark;
After the step of removing the part, forming a blue resist layer on the planarization layer;
Optically detecting the position of the alignment mark from above the blue resist layer using light, and performing alignment;
Patterning the blue resist layer based on the alignment to form a second pattern including a blue light-shielding pattern, and
In the step of forming the blue resist layer, the blue resist layer is formed so that the upper surface of the blue resist layer has a step following the shape of the alignment mark ,
In the step of forming the second pattern, the light shielding pattern is formed outside the effective pixel region, and a blue resist pattern is formed in the effective pixel region simultaneously with the light shielding pattern . Production method.
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