JP6108698B2

JP6108698B2 - 固体撮像装置の製造方法

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Publication number: JP6108698B2
Application number: JP2012136304A
Authority: JP
Inventors: 政樹栗原; 大輔下山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-06-15
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Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法に関する。

特許文献１には、光電変換領域およびパッド部を含む半導体基板の上に配置された平坦化膜と、該平坦化膜の上に配置されたカラーフィルタ膜と、該カラーフィルタ膜の上に配置されたオンチップマイクロレンズとを有する固体撮像装置が記載されている。オンチップマイクロレンズの層と平坦化膜には、パッド部を露出させるように開口が形成されている。

特開２００３ー２２９５５１号公報

近年、画素サイズの縮小にともなって個々の光電変換部に入射する光の量が減少している。そこで、光電変換部に入射する光の強度を高めるために、マイクロレンズの表面に反射防止膜を形成することが考えられる。ところが、マイクロレンズを構成する有機膜の上に反射防止膜を構成する無機膜を形成した後にパッド部を露出させるために該無機膜および該有機膜をプラズマエッチングする際に、僅かな確率ではあるが、該有機膜が絶縁破壊を起こす現象が認められた。この絶縁破壊によってパッド部が損傷を受けうる。本発明者等の実験により、有機膜の絶縁破壊は、プラズマエッチングによって無機膜が貫通した直後に起こっていることが判明した。本発明者等は、有機膜の耐圧が無機膜よりも非常に低いこと、および、無機膜の上に形成するレジストパターンがプラズマによって帯電し、レジストパターンとパッド部との間に高電圧が印加されることが有機膜の絶縁破壊の原因であると推定している。より具体的には、本発明者は、無機膜が貫通した瞬間にその下の有機膜に高電圧が印加され、これによって有機膜が絶縁破壊を起こし、その下のパッド部が損傷を受けると推定している。また、反射防止膜に限らず、有機物で形成されたマイクロレンズ上に無機膜を形成する場合には同様の課題が生じると考えられる。このような例としては、例えば、保護膜や実装のための平坦化膜など考えられる。

本発明は、本発明者等による上記の課題認識を契機としてなされたものであり、マイクロレンズ上に無機膜を設けた構成における製造歩留まりの向上に有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、撮像領域とパッド領域とを有する固体撮像装置の製造方法に係り、前記製造方法は、前記撮像領域に形成された光電変換部と前記パッド領域に形成されたパッド電極とを含む構造体を準備する工程と、前記構造体の前記撮像領域に配置される第１有機物部を含む第１有機膜を前記撮像領域および前記パッド領域に形成する工程と、前記第１有機物部の上にカラーフィルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層を覆うように前記撮像領域および前記パッド領域に第２有機膜を形成する工程と、前記第２有機膜を覆うように無機膜を前記撮像領域および前記パッド領域に形成する工程と、前記パッド電極に通じる開口が形成されるように前記無機膜、前記第２有機膜および前記第１有機膜をエッチングする工程と、を含み、前記無機膜、前記第２有機膜および前記第１有機膜をエッチングする工程では、少なくとも前記無機膜については、プラズマエッチングによってエッチングを行い、前記第１有機膜は、前記開口が形成された後において前記開口を取り囲むように前記開口の周辺に配される周辺部を含み、前記周辺部の上面は、前記カラーフィルタ層の下面よりも高い位置に配され、前記第２有機膜は、前記カラーフィルタ層を覆うように前記撮像領域に配置される第２有機物部と、前記第２有機物部の上に配置されるマイクロレンズと、前記パッド領域に配置される部分とを含み、前記パッド領域における前記第２有機膜の上面に対する前記パッド電極の上面の深さは、前記第１有機物部の厚さと前記第２有機物部の厚さとの合計よりも大きく、前記第２有機膜を形成する工程は、有機膜を形成する工程と、前記有機膜の上にマスクを形成する工程と、前記マスクとともに前記有機膜をエッチングする工程とを含み、前記マスクは、前記第２有機膜の前記部分の一部を形成するために前記第１有機膜を介して前記パッド電極を覆うように前記パッド領域の一部を覆う第１マスクと、前記マイクロレンズを形成するための第２マスクとを含み、前記マスクとともに前記有機膜をエッチングする前記工程では、前記第１マスクとともに前記パッド領域における前記有機膜がエッチングされることにより前記第２有機膜の前記部分の前記一部が形成され、前記第２マスクとともに前記撮像領域における前記有機膜がエッチングされることにより前記マイクロレンズが形成される。

本発明によれば、光電変換部に入射する光の強度の増加および製造歩留まりの向上に有利な技術が提供される。

第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第３実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第３実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。第３実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する図。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下では、マイクロレンズ上に配される無機膜は反射防止膜に用いる構成を例に説明する。反射防止膜に限らず、有機物で形成されたマイクロレンズ上に無機膜を形成する場合には同様の課題が生じるため、そのような場合にも本発明を適用することができる。このような例としては、例えば、保護膜や実装のための平坦化膜などが考えられる。

図３（ｂ）は、本発明の第１実施形態の固体撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。第１実施形態の固体撮像装置は、半導体基板１０１に形成され、撮像領域１０と、パッド領域２０とを有する。撮像領域１０は、光電変換部１０２、配線構造１１０、第１有機物部１３０、カラーフィルタ層１４０、第２有機物部１５０、マイクロレンズ１６０および無機膜１７０を含む。光電変換部１０２は、半導体基板１０１に形成されている。配線構造１１０は、光電変換部１０２の上に配置されていて、図示されていないが、複数の配線層を含む。

第１有機物部１３０は、配線構造１１０の上に配置されている。カラーフィルタ層１４０は、第１有機物部１３０の上に配置されている。第２有機物部１５０は、カラーフィルタ層１４０の上に配置されている。マイクロレンズ１６０は、第２有機物部１５０の上に配置されている。無機膜１７０は、マイクロレンズ１６０の上に形成され、反射防止膜として機能する。

パッド領域２０は、パッド電極１２０を含む配線構造１１０を有する。ここで、撮像領域１０の配線構造１１０とパッド領域２０の配線構造１１０とは、共通の層間絶縁膜を有しうる。パッド領域２０はまた、パッド電極１２０の上に配置された有機膜１８０と、有機膜１８０の上に配置され無機膜１７０と同一材料からなるカバー膜（無機膜）１７５とを含む。有機膜１８０およびカバー膜１７５には、パッド電極１２０を露出させる開口ＯＰが形成されている。

有機膜１８０の上面に対するパッド電極１２０の上面の深さｄは、第１有機物部１３０の厚さｔ１と第２有機物部１５０の厚さｔ２との合計（ｔ１＋ｔ２）よりも大きい。即ち、ｄ＞ｔ１＋ｔ２の関係が成り立つ。このような関係が成り立つことは、開口ＯＰを有機膜１８０およびカバー膜１７５に形成するためのエッチング工程において、有機膜１８０が絶縁破壊を起こしパッド電極１２０が損傷を受ける確率を低減するために有利である。深さｄは、例えば１μｍ以上であることが好ましい。

平面視におけるパッド電極１２０の外縁と有機膜１８０の外縁との距離Ｄは、１μｍ以上であることが好ましい。ここで、有機膜１８０の外縁は、ｄ＞ｔ１＋ｔ２を満たす領域の外縁として定義されうる。

有機膜１８０は、第１部分１３５と、第１部分１３５の上に配置された第２部分１５５と、第２部分１５５の上に配置された第３部分１６５とを含みうる。図３（ｂ）に示す例では、第２部分１５５は、第１部分１３５に接触するように配置されている。

有機膜１８０は、図示されていないが、第１部分１３５、第２部分１５５および第３部分１６５の全部または一部の代わりに、または、第１部分１３５、第２部分１５５および第３部分１６５に加えて、カラーフィルタ層１４０を含んでもよい。第１部分１３５は、第１有機物部１３０と同一材料からなりうる。第２部分１５５は、第２有機物部１５０と同一材料からなりうる。第３部分１６５は、マイクロレンズ１６０と同一材料からなりうる。第１部分１３５は、第１有機物部１３０と同時に形成されうる。第２部分１５５は、第２有機物部１５０と同時に形成されうる。第３部分１６５は、マイクロレンズ１６０と同時に形成されうる。

第１有機物部１３０と第１部分１３５とは、それらを構成する材料と同一材料で構成された部分１３６によって連結されうる。第２有機物部１５０と第２部分１５５とは、それらを構成する材料と同一材料で構成された部分１５６によって連結されうる。マイクロレンズ１６０と第３部分１６５とは、それらを構成する材料と同一材料で構成された部分１６６によって連結されうる。

無機膜１７０およびカバー膜１７５は、酸化シリコンまたは窒化シリコンで構成されうる。あるいは、無機膜１７０およびカバー膜１７５は、複数の膜を含んでもよい。該複数の膜は、例えば、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を含みうる。

以下、図１〜３を参照しながら第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する。図１（ａ）に示す工程では、撮像領域１０に形成された光電変換部１０２とパッド領域２０に形成されたパッド電極１２０とを含む構造体ＳＴを準備する。ここで、光電変換部１０２は、半導体基板１０１に形成され、パッド電極１２０は、半導体基板１０１の上に配置された配線構造１１０の中に形成される。

図１（ａ）に示す工程ではまた、構造体ＳＴの撮像領域１０に配置される第１有機物部１３０およびパッド領域２０に配置される第１部分１３５を含む第１有機膜１３７を形成する。第１有機膜１３７は、平坦化層として機能する。第１有機膜１３７は、例えば、アクリル系樹脂で構成されうる。図１（ａ）に示す工程ではまた、第１有機膜１３７の第１有機物部１３０の上にカラーフィルタ層１４０を形成する。ここで、カラーフィルタ層１４０は、第１有機膜１３７の第１部分１３５の上にも形成されてもよい。図１（ａ）に示す工程ではまた、カラーフィルタ層１４０を覆うように撮像領域１０およびパッド領域２０に有機膜１５７を形成する。有機膜１５７は、撮像領域１０におけるカラーフィルタ層１４０の上に配置される第２有機物部１５０と、パッド領域２０に配置される第２部分１５５とを含む。有機膜１５７は、平坦化層として機能する。有機膜１５７は、例えば、アクリル系樹脂で構成されうる。

図１（ｂ）に示す工程では、有機膜１５７の上にマイクロレンズ層１６７を形成する。マイクロレンズ層１６７は、撮像領域１０に配置されるマイクロレンズ１６０と、パッド領域２０に配置される第３部分１６５とを含む。マイクロレンズ層１６７は、例えば、ポリヒドロキシスチレン系樹脂で構成されうる。ここで、マイクロレンズ層１６７は、有機物で構成されるので、有機膜１５７およびマイクロレンズ層１６７の積層物を第２有機膜１６９として把握することもできる。また、第１部分１３５と、第１部分１３５の上に配置された第２部分１５５と、第２部分１５５の上に配置された第３部分１６５とで構成される積層物を有機膜１８０として把握することができる。

マイクロレンズ層１６７は、フォトマスク２００を用いてフォトリソグラフィー工程によって形成されうる。フォトマスク２００は、マイクロレンズ１６０を形成するための面積階調パターン部２１０と、第３部分１６５を形成すべき部分を遮光する遮光部２２０とを含みうる。フォトリソグラフィー工程は、有機膜１５７の上に感光材料を塗布する工程と、フォトマスク２００を用いて該感光材料を露光する工程と、該感光材料を現像する工程と、ブリーニング工程と、ベーク工程とを含みうる。

図２（ａ）に示す工程では、マイクロレンズ層１６７の上に無機膜１７７を形成する。即ち、図２（ａ）に示す工程では、有機膜１５７およびマイクロレンズ層１６７で構成される第２有機膜１６９を覆うように無機膜１７７を形成する。無機膜１７７は、撮像領域１０に配置された無機膜１７０と、パッド領域２０に配置されたカバー膜１７５を含む。無機膜１７７は、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンで構成されうる。あるいは、無機膜１７７は、複数の膜を含んでもよい。該複数の膜は、例えば、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を含みうる。

図２（ｂ）に示す工程では、無機膜１７７の上にレジストパターン１９５を形成する。図３（ａ）に示す工程では、レジストパターン１９５をエッチングマスクとして使って、パッド電極１２０に通じる開口ＯＰが形成されるように、無機膜１７７、第２有機膜１６９、および、第１有機膜１３７をエッチングする。

ここで、無機膜１７７は、プラズマエッチングによってエッチングされる。無機膜１７７のプラズマエッチングは、例えば、以下の条件１に従いうる。

＜条件１＞
エッチングガス：ＣＦ_４／Ａｒ
電力：２００〜１５００（Ｗ）
圧力：３０〜２３０（ｍＴｏｒｒ）
時間：４０〜１２０（ｓｅｃ）
条件１によれば、第２有機膜１６９の上面でエッチングが停止する。

第２有機膜１６９および第１有機膜１３７も、好ましくはプラズマエッチングによってエッチングされる。第２有機膜１６９および第１有機膜１３７のプラズマエッチングは、例えば、以下の条件２に従いうる。ただし、第２有機膜１６９および第１有機膜１３７は、ウエットエッチング等の他のエッチング方法によってエッチングされてもよい。

＜条件２＞
エッチングガス：Ｏ_２／Ｎ_２／Ａｒ
電力：３００〜１５００（Ｗ）
圧力：１０００〜２０００（ｍＴｏｒｒ）
時間：１２０〜２５０（ｓｅｃ）
条件２によれば、パッド電極１２０でエッチングが停止する。その後、レジストパターン１９５を除去する。これにより、図３（ｂ）に示す固体撮像装置が得られる。

図６（ｂ）は、本発明の第２実施形態の固体撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。第２実施形態の固体撮像装置は、半導体基板１０１に形成され、撮像領域１０と、パッド領域２０とを有する。撮像領域１０は、光電変換部１０２、配線構造１１０、第１有機物部１３０、カラーフィルタ層１４０、第２有機物部３１２、マイクロレンズ３１４および無機膜３３０を含む。光電変換部１０２は、半導体基板１０１に形成されている。配線構造１１０は、光電変換部１０２の上に配置されていて、図示されていないが、複数の配線層を含む。

第１有機物部１３０は、配線構造１１０の上に配置されている。カラーフィルタ層１４０は、第１有機物部１３０の上に配置されている。第２有機物部３１２は、カラーフィルタ層１４０の上に配置されている。マイクロレンズ３１４は、第２有機物部３１２の上に配置されている。第２有機物部３１２とマイクロレンズ３１４とは、同一材料で構成されている。第２有機物部３１２とマイクロレンズ３１４との境界は、マイクロレンズ３１４がレンズ作用を奏する部分の下端、即ち、マイクロレンズ３１４とマイクロレンズ３１４との境界を含む平面ＢＰであると考えることができる。無機膜３３０は、マイクロレンズ３１４の上に形成され、反射防止膜として機能する。

パッド領域２０は、パッド電極１２０を含む配線構造１１０を有する。ここで、撮像領域１０の配線構造１１０とパッド領域２０の配線構造１１０とは、共通の層間絶縁膜を有しうる。パッド領域２０はまた、パッド電極１２０の上に配置された有機膜３８０と、有機膜３８０の上に配置され無機膜３３０と同一材料からなるカバー膜（無機膜）３３５とを含む。有機膜３８０およびカバー膜３３５には、パッド電極１２０を露出させる開口ＯＰが形成されている。

有機膜３８０の上面に対するパッド電極１２０の上面の深さｄは、第１有機物部１３０の厚さｔ１と第２有機物部３１２の厚さｔ２との合計（ｔ１＋ｔ２）よりも大きい。即ち、ｄ＞ｔ１＋ｔ２の関係が成り立つ。このような関係が成り立つことは、開口ＯＰを有機膜３８０およびカバー膜３３５に形成するためのエッチング工程において、有機膜３８０が絶縁破壊を起こしパッド電極１２０が損傷を受ける確率を低減するために有利である。深さｄは、例えば１μｍ以上であることが好ましい。

平面視におけるパッド電極１２０の外縁と有機膜３８０の外縁との距離は、１μｍ以上であることが好ましい。ここで、有機膜３８０の外縁は、ｄ＞ｔ１＋ｔ２を満たす領域の外縁として定義されうる。

有機膜３８０は、第１部分１３５と、第１部分１３５の上に配置された第２部分３１５と、第２部分３１５の上に配置された第３部分３１６とを含みうる。図６（ｂ）に示す例では、第２部分３１５は、第１部分１３５に接触するように配置されている。

有機膜３８０は、図示されていないが、第１部分１３５、第２部分３１５および第３部分３１６の全部または一部の代わりに、または、第１部分１３５、第２部分３１５および第３部分３１６に加えて、カラーフィルタ層１４０を含んでもよい。第１部分１３５は、第１有機物部１３０と同一材料からなりうる。第２部分３１５、第３部分３１６、第２有機物部３１２およびマイクロレンズ３１４は、同一材料からなりうる。第１部分１３５は、第１有機物部１３０と同時に形成されうる。第２部分３１５、第３部分３１６、第２有機物部３１２およびマイクロレンズ３１４は、それらを構成する有機膜をエッチングすることによって形成される。

第１有機物部１３０と第１部分１３５とは、それらを構成する材料と同一材料で構成された部分によって連結されうる。第２有機物部３１２と第２部分３１５とは、それらを構成する材料と同一材料で構成された部分によって連結されうる。

無機膜３３０およびカバー膜３３５は、酸化シリコンまたは窒化シリコンで構成されうる。あるいは、無機膜３３０およびカバー膜３３５は、複数の膜を含んでもよい。該複数の膜は、例えば、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を含みうる。

以下、図４〜６を参照しながら第２実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する。図４（ａ）に示す工程では、撮像領域１０に形成された光電変換部１０２とパッド領域２０に形成されたパッド電極１２０とを含む構造体ＳＴを準備する。ここで、光電変換部１０２は、半導体基板１０１に形成され、パッド電極１２０は、半導体基板１０１の上に配置された配線構造１１０の中に形成される。

図４（ａ）に示す工程ではまた、構造体ＳＴの撮像領域１０に配置される第１有機物部１３０および第１部分１３５を含む第１有機膜１３７を撮像領域１０およびパッド領域２０に形成する。第１有機膜１３７は、平坦化層として機能する。第１有機膜１３７は、例えば、アクリル系樹脂で構成されうる。図４（ａ）に示す工程ではまた、第１有機膜１３７の第１有機物部１３０の上にカラーフィルタ層１４０を形成する。ここで、カラーフィルタ層１４０は、第１有機膜１３７の第１部分１３５の上にも形成されてもよい。

図４（ａ）に示す工程ではまた、カラーフィルタ層１４０を覆うように撮像領域１０およびパッド領域２０に有機膜３１０を形成し、有機膜３１０の上にマスク３２０および３２５を形成する。有機膜３１０は、例えば、ポリヒドロキシスチレン系樹脂で構成されうる。マスク３２０は、マイクロレンズ３１４を形成するために使用され、マスク３２５は、第３部分３１６を形成するために使用される。マスク３２０および３２５は、例えば、リフロー法によって形成される。

図４（ｂ）に示す工程では、マスク３２０および３２５とともに有機膜３１０をエッチングすることによって、第２有機物部３１２、マイクロレンズ３１４、第２部分３１５および第３部分３１６を含む第２有機膜３１７を形成する。第１部分１３５と、第１部分１３５の上に配置された第２部分３１５と、第２部分３１５の上に配置された第３部分３１６とからなる部分を有機膜３８０として把握することができる。

図５（ａ）に示す工程では、第２有機膜３１７を覆うように無機膜３３７を形成する。無機膜３３７は、撮像領域１０に配置された無機膜３３０と、パッド領域２０に配置されたカバー膜３３５とを含む。無機膜３３７は、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンで構成されうる。あるいは、無機膜３３７は、複数の膜を含んでもよい。該複数の膜は、例えば、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を含みうる。

図５（ｂ）に示す工程では、無機膜３３７の上にレジストパターン３４０を形成する。図６（ａ）に示す工程では、レジストパターン３４０をエッチングマスクとして使って、パッド電極１２０に通じる開口ＯＰが形成されるように、無機膜３３７、第２有機膜３１７、および、第１有機膜１３７をエッチングする。

ここで、無機膜３３７は、プラズマエッチングによってエッチングされる。無機膜３３７のプラズマエッチングは、例えば、以下の条件１に従いうる。

＜条件１＞
エッチングガス：ＣＦ_４／Ａｒ
電力：２００〜１５００（Ｗ）
圧力：３０〜２３０（ｍＴｏｒｒ）
時間：４０〜１２０（ｓｅｃ）
条件１によれば、第２有機膜３１７の上面でエッチングが停止する。

第２有機膜３１７および第１有機膜１３７も、好ましくはプラズマエッチングによってエッチングされる。第２有機膜３１７および第１有機膜１３７のプラズマエッチングは、例えば、以下の条件２に従いうる。ただし、第２有機膜３１７および第１有機膜１３７は、ウエットエッチング等の他のエッチング方法によってエッチングされてもよい。

＜条件２＞
エッチングガス：Ｏ_２／Ｎ_２／Ａｒ
電力：３００〜１５００（Ｗ）
圧力：１０００〜２０００（ｍＴｏｒｒ）
時間：１２０〜２５０（ｓｅｃ）
条件２によれば、パッド電極１２０でエッチングが停止する。その後、レジストパターン３４０を除去する。これにより、図６（ｂ）に示す固体撮像装置が得られる。

図９（ｂ）は、本発明の第３実施形態の固体撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。第３実施形態の固体撮像装置は、半導体基板１０１に形成され、撮像領域１０と、パッド領域２０とを有する。撮像領域１０は、光電変換部１０２、配線構造１１０、第１有機物部１３０、カラーフィルタ層１４０、第２有機物部１５０、マイクロレンズ４２０および無機膜１７０を含む。光電変換部１０２は、半導体基板１０１に形成されている。配線構造１１０は、光電変換部１０２の上に配置されていて、図示されていないが、複数の配線層を含む。第１有機物部１３０は、配線構造１１０の上に配置されている。カラーフィルタ層１４０は、第１有機物部１３０の上に配置されている。第２有機物部１５０は、カラーフィルタ層１４０の上に配置されている。マイクロレンズ４２０は、第２有機物部１５０の上に配置されている。無機膜１７０は、マイクロレンズ４２０の上に形成され、反射防止膜として機能する。

パッド領域２０は、パッド電極１２０を含む配線構造１１０を有する。ここで、撮像領域１０の配線構造１１０とパッド領域２０の配線構造１１０とは、共通の層間絶縁膜を有しうる。パッド領域２０はまた、パッド電極１２０の上に配置された有機膜４８０と、有機膜４８０の上に配置され無機膜１７０と同一材料からなるカバー膜（無機膜）１７５とを含む。有機膜４８０およびカバー膜１７５には、パッド電極１２０を露出させる開口ＯＰが形成されている。

有機膜４８０の上面に対するパッド電極１２０の上面の深さｄは、第１有機物部１３０の厚さｔ１と第２有機物部１５０の厚さｔ２との合計（ｔ１＋ｔ２）よりも大きい。即ち、ｄ＞ｔ１＋ｔ２の関係が成り立つ。このような関係が成り立つことは、開口ＯＰを有機膜４８０およびカバー膜１７５に形成するためのエッチング工程において、有機膜４８０が絶縁破壊を起こしパッド電極１２０が損傷を受ける確率を低減するために有利である。深さｄは、例えば１μｍ以上であることが好ましい。

平面視におけるパッド電極１２０の外縁と有機膜４８０の外縁との距離は、１μｍ以上であることが好ましい。ここで、有機膜４８０の外縁は、ｄ＞ｔ１＋ｔ２を満たす領域の外縁として定義されうる。

有機膜４８０は、第１部分１３５と、第１部分１３５の上に配置された第２部分１５５と、第２部分１５５の上に配置された第３部分４２５とを含みうる。図９（ｂ）に示す例では、第２部分１５５は、第１部分１３５に接触するように配置されている。

有機膜４８０は、図示されていないが、第１部分１３５、第２部分１５５および第３部分４２５の全部または一部の代わりに、または、第１部分１３５、第２部分１５５および第３部分４２５に加えて、カラーフィルタ層１４０を含んでもよい。第１部分１３５は、第１有機物部１３０と同一材料からなりうる。第２部分１５５は、第２有機物部１５０と同一材料からなりうる。第３部分４２５は、マイクロレンズ４２０と同一材料からなりうる。第１部分１３５は、第１有機物部１３０と同時に形成されうる。第２部分１５５は、第２有機物部１５０と同時に形成されうる。第３部分４２５は、マイクロレンズ４２０と同時に形成されうる。

第１有機物部１３０と第１部分１３５とは、それらを構成する材料と同一材料で構成された部分によって連結されうる。第２有機物部１５０と第２部分１５５とは、それらを構成する材料と同一材料で構成された部分によって連結されうる。

以下、図７〜９を参照しながら第３実施形態の固体撮像装置の製造方法を例示的に説明する。図７（ａ）に示す工程では、撮像領域１０に形成された光電変換部１０２とパッド領域２０に形成されたパッド電極１２０とを含む構造体ＳＴを準備する。ここで、光電変換部１０２は、半導体基板１０１の中に形成され、パッド電極１２０は、半導体基板１０１の上に配置された配線構造１１０の中に形成される。

図７（ａ）に示す工程ではまた、構造体ＳＴの撮像領域１０に配置される第１有機物部１３０および第１部分１３５を含む第１有機膜１３７を撮像領域１０およびパッド領域２０に形成する。第１有機膜１３７は、平坦化層として機能する。第１有機膜１３７は、例えば、アクリル系樹脂で構成されうる。図７（ａ）に示す工程ではまた、第１有機膜１３７の第１有機物部１３０の上にカラーフィルタ層１４０を形成する。ここで、カラーフィルタ層１４０は、第１有機膜１３７の第１部分１３５の上にも形成されてもよい。図４（ａ）に示す工程ではまた、カラーフィルタ層１４０を覆うように撮像領域１０およびパッド領域２０に有機膜１５７を形成する。有機膜１５７は、撮像領域１０におけるカラーフィルタ層１４０の上に配置される第２有機物部１５０と、パッド領域２０に配置される第２部分１５５とを含む。有機膜１５７は、平坦化層として機能する。有機膜１５７は、例えば、アクリル系樹脂で構成されうる。

図７（ｂ）に示す工程では、有機膜１５７の上にマイクロレンズ層４２７を形成する。マイクロレンズ層４２７は、撮像領域１０に配置されるマイクロレンズ４２０と、パッド領域２０に配置される第３部分４２５とを含む。マイクロレンズ層４２７は、例えば、ポリヒドロキシスチレン系樹脂で構成されうる。ここで、マイクロレンズ層４２７は、有機物で構成されるので、有機膜１５７およびマイクロレンズ層４２７の積層物を第２有機膜４２９として把握することもできる。また、第１部分１３５と、第１部分１３５の上に配置された第２部分１５５と、第２部分１５５の上に配置された第３部分４２５とで構成される積層物を有機膜４８０として把握することができる。マイクロレンズ層４２７は、リフロー法によって形成されうる。

図８（ａ）に示す工程では、マイクロレンズ層４２７の上に無機膜１７７を形成する。即ち、図８（ａ）に示す工程では、有機膜１５７およびマイクロレンズ層４２７で構成される第２有機膜４２９を覆うように無機膜１７７を形成する。無機膜１７７は、撮像領域１０に配置された無機膜１７０と、パッド領域２０に配置されたカバー膜１７５を含む。無機膜１７７は、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンで構成されうる。あるいは、無機膜１７７は、複数の膜を含んでもよい。該複数の膜は、例えば、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を含みうる。

図８（ｂ）に示す工程では、無機膜１７７の上にレジストパターン４４０を形成する。図９（ａ）に示す工程では、レジストパターン４４０をエッチングマスクとして使って、パッド電極１２０に通じる開口ＯＰが形成されるように、無機膜１７７、第２有機膜４２９、および、第１有機膜１３７をエッチングする。

＜条件１＞
エッチングガス：ＣＦ_４／Ａｒ
電力：２００〜１５００（Ｗ）
圧力：３０〜２３０（ｍＴｏｒｒ）
時間：４０〜１２０（ｓｅｃ）
条件１によれば、第２有機膜４２９の上面でエッチングが停止する。

第２有機膜４２９および第１有機膜１３７も、好ましくはプラズマエッチングによってエッチングされる。第２有機膜４２９および第１有機膜１３７のプラズマエッチングは、例えば、以下の条件２に従いうる。ただし、第２有機膜４２９および第１有機膜１３７は、ウエットエッチング等の他のエッチング方法によってエッチングされてもよい。

＜条件２＞
エッチングガス：Ｏ_２／Ｎ_２／Ａｒ
電力：３００〜１５００（Ｗ）
圧力：１０００〜２０００（ｍＴｏｒｒ）
時間：１２０〜２５０（ｓｅｃ）
条件２によれば、パッド電極１２０でエッチングが停止する。その後、レジストパターン４４０を除去する。これにより、図９（ｂ）に示す固体撮像装置が得られる。

以下、上記の実施形態に係る固体撮像装置の応用例として、該固体撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固体撮像装置と、該固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部とを含む。該処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、および、該Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。

Claims

撮像領域とパッド領域とを有する固体撮像装置の製造方法であって、
前記撮像領域に形成された光電変換部と前記パッド領域に形成されたパッド電極とを含む構造体を準備する工程と、
前記構造体の前記撮像領域に配置される第１有機物部を含む第１有機膜を前記撮像領域および前記パッド領域に形成する工程と、
前記第１有機物部の上にカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記カラーフィルタ層を覆うように前記撮像領域および前記パッド領域に第２有機膜を形成する工程と、
前記第２有機膜を覆うように無機膜を前記撮像領域および前記パッド領域に形成する工程と、
前記パッド電極に通じる開口が形成されるように前記無機膜、前記第２有機膜および前記第１有機膜をエッチングする工程と、を含み、
前記無機膜、前記第２有機膜および前記第１有機膜をエッチングする工程では、少なくとも前記無機膜については、プラズマエッチングによってエッチングを行い、
前記第１有機膜は、前記開口が形成された後において前記開口を取り囲むように前記開口の周辺に配される周辺部を含み、前記周辺部の上面は、前記カラーフィルタ層の下面よりも高い位置に配され、
前記第２有機膜は、前記カラーフィルタ層を覆うように前記撮像領域に配置される第２有機物部と、前記第２有機物部の上に配置されるマイクロレンズと、前記パッド領域に配置される部分とを含み、
前記パッド領域における前記第２有機膜の上面に対する前記パッド電極の上面の深さは、前記第１有機物部の厚さと前記第２有機物部の厚さとの合計よりも大きく、
前記第２有機膜を形成する工程は、有機膜を形成する工程と、前記有機膜の上にマスクを形成する工程と、前記マスクとともに前記有機膜をエッチングする工程とを含み、
前記マスクは、前記第２有機膜の前記部分の一部を形成するために前記第１有機膜を介して前記パッド電極を覆うように前記パッド領域の一部を覆う第１マスクと、前記マイクロレンズを形成するための第２マスクとを含み、
前記マスクとともに前記有機膜をエッチングする前記工程では、前記第１マスクとともに前記パッド領域における前記有機膜がエッチングされることにより前記第２有機膜の前記部分の前記一部が形成され、前記第２マスクとともに前記撮像領域における前記有機膜がエッチングされることにより前記マイクロレンズが形成される、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
前記マスクを形成する工程は、リフロー法によって前記第１マスクおよび前記第２マスクを形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記無機膜は、前記撮像領域において反射防止膜として機能する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置の製造方法。