JPH02166405A - Color solid image pickup element and its manufacture - Google Patents
Color solid image pickup element and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、ＣＯＤ等の固体撮像素子上に直接カラーフィ
ルタ層を形成してなるカラー固体撮像素子に係り、特に
、カラーフィルタ母材を固体撮像素子上にコーティング
する際のストリエーション（塗布むら）を改善したカラ
ー固体撮像素子およびその製造方法に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a color solid-state image sensor in which a color filter layer is directly formed on a solid-state image sensor such as a COD, and in particular, the present invention relates to a color solid-state image sensor in which a color filter layer is directly formed on a solid-state image sensor such as a COD. The present invention relates to a color solid-state image sensor with improved striations (uneven coating) when coating the image sensor, and a method for manufacturing the same.
［従来の技術］
近年、カラー固体撮像素子として、固体撮像素子に直接
カラーフィルタを形成する、いわゆるオンチップ型のも
のが知られている。[Prior Art] In recent years, so-called on-chip type color solid-state imaging devices in which color filters are directly formed on solid-state imaging devices have become known.
その製造方法の工程の１例を第５図〜第７図に示す。第
５図は一般的な固体撮像素子の断面を示すもので、シリ
コン基板１の表面にフォトセンサアレイ部２とポンディ
ングパッド部３、スクライブライン４が配列されている
。５はパッシベーシーン膜である。An example of the steps of the manufacturing method is shown in FIGS. 5 to 7. FIG. 5 shows a cross section of a general solid-state image sensor, in which a photosensor array section 2, a bonding pad section 3, and a scribe line 4 are arranged on the surface of a silicon substrate 1. 5 is a passibasine film.
第５図に示す固体撮像素子上にカラーフィルタを形成す
るには、まずウェハ表面に平坦処理を施し、第６図に示
すように固体撮像素子の表面を平坦にする。なぜなら、
固体撮像素子の表面はフォトセンサアレイ部２の凹凸は
勿論のこと、その周囲にはポンディングパッド部３、ス
クライプライン部４等が配置されており、これらの上に
直接カラーフィルタを形成しようとするとフィルタ母材
の塗布ムラを生じてしまうことになるから、それを防止
するためにウェハ表面の平坦化を行うのである。な詔、
第８図にもいて、８は平坦化膜、７はポンディングパッ
ド部、スクライプライン部に埋めこまれた樹脂であり、
当該樹脂７はフィルタ形成後に除去されるものである。In order to form a color filter on the solid-state image sensor shown in FIG. 5, the wafer surface is first flattened to flatten the surface of the solid-state image sensor as shown in FIG. because,
The surface of the solid-state image sensor has not only the unevenness of the photosensor array section 2, but also the bonding pad section 3, scribe line section 4, etc. arranged around it, and it is difficult to form a color filter directly on these. This will result in uneven coating of the filter base material, so to prevent this, the wafer surface is flattened. An edict,
Also shown in Fig. 8, 8 is a flattening film, 7 is a resin embedded in a bonding pad part, and a scribe line part.
The resin 7 is removed after the filter is formed.
この平坦処理の方法としては種々の提案がなされている
。例えば、特開昭８２−２９９０７０号公報、および特
開昭８２−７８５０２号公報には、ウェハ表面の凹部を
感光性樹脂で埋めることでウェハ表面を平坦化すること
が、特開昭８２−１２１８２号公報、および特開昭８３
−３７８５５号公報には、パターンレイアウトに工夫を
加えることで平坦化することがそれぞれ提案されており
、また、特開昭８０−８４３０３号公報には、感光性樹
脂を多層積層することによりウェハ表面を平坦化するこ
とが提案されている。Various proposals have been made as methods for this flattening process. For example, JP-A-82-299070 and JP-A-82-78502 disclose that flattening the wafer surface by filling the recesses on the wafer surface with a photosensitive resin is disclosed in JP-A-82-12182. Publication No., and JP-A-83
In Japanese Patent Application No. 37855, it is proposed to planarize the wafer surface by adding ingenuity to the pattern layout. It has been proposed to flatten the
ウェハ表面の平坦化処理が終了したら、次に、第７図に
示すように、平坦化された固体撮像素子上に、多色フィ
ルタの第１色目のフィルタ層８を形成する。色フィルタ
層を形成する方法は種々知られているが、例えば、カゼ
イン、ゼラチン、グリユー等の天然高分子に重クロム酸
アンモニウムを添加したものを感光材として、露光、現
像し、その後、第１色目の色、例えば赤色を染色して形
成することができる。After the planarization process of the wafer surface is completed, next, as shown in FIG. 7, the first color filter layer 8 of the multicolor filter is formed on the planarized solid-state image sensor. Various methods are known for forming a color filter layer, but for example, a natural polymer such as casein, gelatin, or gris to which ammonium dichromate is added is used as a photosensitive material, exposed and developed, and then a first layer is formed. It can be formed by dyeing a certain color, for example red.
この第１色目のフィルタ層８は、ウニ凸面が十分に平坦
化されているので、色材をムラなく塗布することができ
、従うて形成されたフィルタ層も均一なものとなる。Since the convex surface of the first color filter layer 8 is sufficiently flattened, the coloring material can be applied evenly, and the filter layer thus formed is also uniform.
その後、同様にして第２色目、第３色目、・旧・・の色
フィルタ層を形成すれば、所望の色フィルタ層を有する
オンチップ型のカラー固体撮像素子を得ることができる
。Thereafter, by forming second color, third color, old, etc. color filter layers in the same manner, an on-chip color solid-state imaging device having desired color filter layers can be obtained.
なお、図中の８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、フォトセンサアレイ
部２の外周部に延長して形成したカラーフィルタ層であ
り、当該カラーフィルタ層は第８図に示すように、ベタ
で形成してもよいものである。Note that 8A, 8B, and 8C in the figure are color filter layers formed extending to the outer periphery of the photosensor array section 2, and the color filter layers are formed solidly as shown in FIG. It's also good.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、以上のように、ウェハ表面を平坦化化す
るだけでは、実際にはフィルタ母材の塗布ムラを防止す
るには不十分である。なぜなう、多色のカラーフィルタ
を形成する場合には、１色目に形成されたフィルタ自身
の凸部が２色目以降のフィルタ形成の障害になり、スト
リエーシロンを生じさせてしまうからである。[Problems to be Solved by the Invention] However, as described above, simply flattening the wafer surface is actually insufficient to prevent uneven coating of the filter base material. This is because, when forming multicolor color filters, the protrusions of the filter itself formed for the first color become obstacles to the formation of filters for the second and subsequent colors, resulting in striations. .
本発明は、上記の課題を解決するものであって、ストリ
エーシ目ンのないカラーフィルタ層を形成した固体撮像
素子を提供することを目的とするものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a solid-state image sensor in which a color filter layer without striations is formed.
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、本発明のカラー固体撮像
素子は、固体撮像素子上に直接カラーフィルタ層を形成
したカラー固体撮像素子において、該カラーフィルタ層
は上記固体撮像素子の光電変換領域の外周部に延長して
形成されており、且つ上記外周部において、カラーフィ
ルタ層の膜厚は外周方向に負の勾配を有していることを
特徴とし、また、本発明のカラー固体撮像素子の製造方
法は、光電変換領域上にフォトリソグラフィー法によっ
て所定の画像を形成し、該画像を染色することを必要回
数繰り返すことによって直接カラーフィルタ層を形成す
るカラー固体撮像素子の製造方法において、該カラーフ
ィルタ層を上記光電変換領域の外周部に延長して形成し
、且つ上記外周部において、カラーフィルタ層の膜厚に
外周方向に負の勾配を付けることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the color solid-state image sensor of the present invention has a color filter layer formed directly on the solid-state image sensor, in which the color filter layer is The color filter layer is formed to extend to the outer periphery of the photoelectric conversion region of the solid-state image sensor, and in the outer periphery, the thickness of the color filter layer has a negative gradient in the outer periphery direction, and The method for manufacturing a color solid-state image sensor of the present invention involves forming a predetermined image on a photoelectric conversion region by photolithography, and repeating dyeing the image a necessary number of times to directly form a color filter layer. A method for manufacturing an image sensor, characterized in that the color filter layer is formed to extend to the outer periphery of the photoelectric conversion region, and the thickness of the color filter layer has a negative gradient in the outer periphery direction in the outer periphery. shall be.
本発明は、カラーフィルタ層を有効光電変換領域外に延
長し、更に、その延長されたカラーフィルタ層の膜厚を
外周にいくにつれて徐々に薄くするので、第２色目以降
のフィルタ母材を塗布するに際してストリエークーンを
有効に防止することができるものである。In the present invention, the color filter layer is extended outside the effective photoelectric conversion area, and the thickness of the extended color filter layer is gradually thinned toward the outer periphery, so that the filter base material of the second and subsequent colors is applied. It is possible to effectively prevent stria coon when doing so.
［実施例］
以下、図面を参照しつつ本発明に係るカラー固体撮像素
子の製造方法の１実施例を説明する。[Example] Hereinafter, an example of the method for manufacturing a color solid-state image sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
ウニ凸表面を平坦化するまでは従来と同様であるが、本
発明のカラー固体撮像素子の製造方法においては、第１
図に示すように、フォトセンサアレイ部２の外周部に延
長して形成したカラーフィルタ層の膜厚を外周にい（程
薄くする。即ち、第１図においては、８’ Ａ、８’
８．８’ Ｃの順に膜厚が薄くなされるのである。カラ
ーフィルタは通常、ピッチが数１０μｍ程度と狭い間隔
で形成されるので、第１図の８’Ａ、８″Ｂがストリエ
ーシーンに及ぼす影響は少なく、最外周の素子８′Ｃの
影響が支配的であり、従って、第１図に示すように形成
することでストリエーシーンを防止することができるの
である。The process up to flattening the surface of the sea urchin convexity is the same as the conventional method, but in the method for manufacturing a color solid-state image sensor of the present invention, the first step is as follows.
As shown in the figure, the thickness of the color filter layer formed extending around the outer periphery of the photosensor array section 2 is made thinner than the outer periphery. That is, in FIG.
The film thickness is made thinner in the order of 8.8'C. Color filters are usually formed with a narrow pitch of several tens of micrometers, so 8'A and 8''B in Figure 1 have little effect on the striae scene, and the effect of the outermost element 8'C is small. Therefore, by forming it as shown in FIG. 1, it is possible to prevent the striae scene.
このようにカラーフィルタ層の膜厚を制御する方法とし
ては、フィルタ層形成に使用するフォトマスク（レチク
ル）の当該部分の光学濃度を制御することで行うことが
できるものである。具体的には次のようである。第３図
に示す固体撮像素子において、Ａは有効光電変換領域を
示し、Ｂはカラーフィルタの延長領域を示すが、カラー
フィルタに用いられる感光材はネガ型が一般的であるか
ら、Ｂ領域の内側から外側に向かって、白部の光学濃度
が漸次大きくなるようなレチクルを使用すれば良い。ま
た、他の方法としては、フォトマスクの延長領域Ｂに対
応する部分の白部に、使用する感光材の解像度以下の黒
点を形成し、その黒点の密度を外側に向かって漸次大き
くする方法もある。The thickness of the color filter layer can be controlled in this manner by controlling the optical density of the relevant portion of the photomask (reticle) used to form the filter layer. Specifically, it is as follows. In the solid-state image sensor shown in Fig. 3, A indicates the effective photoelectric conversion area, and B indicates the extension area of the color filter, but since the photosensitive material used for the color filter is generally negative, the B area is It is sufficient to use a reticle in which the optical density of the white part gradually increases from the inside to the outside. Another method is to form black dots with a resolution lower than the resolution of the photosensitive material used in the white part of the photomask corresponding to the extended area B, and gradually increase the density of the black dots outward. be.
その後、同様にして第２色目、第３色目・・・・・・の
色フィルタ層を形成すれば、第２図に示すような、所望
のカラーフィルタ層を宵するオンチップ型のカラー固体
撮像素子を得ることができる。Thereafter, if color filter layers of the second color, third color, etc. are formed in the same manner, an on-chip type color solid-state imaging device with desired color filter layers as shown in FIG. element can be obtained.
このようにすることにより、第７図に示す従来のものに
比して段差が緩和されるために、第２色目以降のフィル
タ母材を塗布する工程でのストリエーシーンを防止する
ことができる。By doing this, the difference in level is reduced compared to the conventional one shown in FIG. 7, so that it is possible to prevent a striation scene in the process of applying the filter base material of the second and subsequent colors. .
第４図は延長部のフィルタ層のパターンを単純なベタパ
ターンとした例を示す図であるが、このようにしても本
発明の目的を達成することができるものである。FIG. 4 is a diagram showing an example in which the pattern of the filter layer of the extension part is a simple solid pattern, but the object of the present invention can also be achieved in this way.
以下に具体例をあげる。A specific example is given below.
［具体例］
ＣＯＤ固体撮像素子上にＦＶＲ（富士薬品型）を２．０
μｍの厚さに塗布し、露光・現像した後、更にポジ型レ
ジストによってスクライブ部・ポンディングパッド部を
穴埋めして表面平滑化を行うた。[Specific example] FVR (Fuji Yakuhin type) of 2.0 on a COD solid-state image sensor
After coating to a thickness of μm, exposing and developing, the scribe portions and bonding pad portions were filled with a positive resist to smooth the surface.
この上にゼラチンに感光剤として重クロム酸アンモニウ
ムを添加したものを１．５μｍの厚さに塗布し、レチク
ルマスクを介して、露光・現像してパターニングした。On top of this, gelatin with ammonium dichromate added as a photosensitizer was applied to a thickness of 1.5 μm, and patterned by exposure and development through a reticle mask.
この際レクチルは、有効光電変換領域からポンディング
パッド部にかけて絵素が延長されていて、且つその白部
分の光学濃度が外周に向かって漸次大となるように形成
したものを使用した。延長部の膜厚は第１図に示す如く
、外側に向かって次第に薄くなるように形成された。At this time, a reticle was used in which the picture element extended from the effective photoelectric conversion area to the bonding pad part, and the optical density of the white part gradually increased toward the outer periphery. As shown in FIG. 1, the film thickness of the extension portion was formed to become gradually thinner toward the outside.
次いで２色目のゼラチンを塗布し、露光・現像して緑色
を染色したところ、塗布ムラに起因する染色ムラは全く
認められなかった。Next, when a second color of gelatin was applied, exposed and developed to dye green, no uneven dyeing due to uneven coating was observed.
第１図は本発明に係るカラー固体撮像素子の１実施例の
構成を示す図、第２図は本発明のカラー固体撮像素子の
製造方法によりＲ，Ｇ、 Ｈの３色のカラーフィルタ
層を形成した構成例を示す図、第３図は延長したカラー
フィルタ層に勾配を付けるための方法を説明するための
図、第４図は所望の勾配をベタで形成した例を示す図、
第５図は通常の固体撮像素子の断面を示す図、第８図は
表面を平坦化処理した固体撮像素子の断面を示す図、第
７図は従来のカラー固体撮像素子の例を示す図、第８図
は有効光電変換領域外に延長したカラーフィルタ層をベ
タで形成した例を示す図である。
１・・・シリコン基板、２・・・フォトセンサアレイ部
、３・・・ポンディングパッド部、４・・・スクライブ
ライン部、５・・・パッジベージ鱈ンＭ、６平坦化１！
、？・・・樹脂、 ８Ａ、 ８Ｂ、 ８Ｃ，８Ａ’
、 ８Ｂ’、 ８０′・・・有効光電変換領域外に
延長されたカラーフィルタ層。
出 願 人 大日本印刷株式会社
代理人 弁理士 菅 井 英 雄（外５名）第２
第４図
Ｒ′
第７
ｊＩ８ 図FIG. 1 is a diagram showing the structure of one embodiment of a color solid-state image sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the structure of an embodiment of a color solid-state image sensor according to the present invention. FIG. A diagram showing an example of the formed configuration, FIG. 3 is a diagram for explaining a method for adding a gradient to an extended color filter layer, and FIG. 4 is a diagram showing an example in which a desired gradient is formed solidly.
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a normal solid-state image sensor, FIG. 8 is a diagram showing a cross section of a solid-state image sensor whose surface has been flattened, and FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional color solid-state image sensor. FIG. 8 is a diagram showing an example in which a color filter layer extending outside the effective photoelectric conversion area is formed solidly. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Silicon substrate, 2...Photo sensor array part, 3...Ponding pad part, 4...Scribe line part, 5...Pudge page cod M, 6. Flattening 1!
,? ...Resin, 8A, 8B, 8C, 8A'
, 8B', 80'...Color filter layer extended outside the effective photoelectric conversion area. Applicant Dai Nippon Printing Co., Ltd. Agent Patent Attorney Hideo Sugai (5 others) Figure 2 Figure 4 R' Figure 7 jI8
Claims (3)
て所定の画像を形成し、該画像を染色することを必要回
数繰り返すことによって直接カラーフィルタ層を形成す
るカラー固体撮像素子の製造方法において、該カラーフ
ィルタ層を上記光電変換領域の外周部に延長して形成し
、且つ上記外周部において、カラーフィルタ層の膜厚に
外周方向に負の勾配を付けることを特徴とするカラー固
体撮像素子の製造方法。(1) A method for manufacturing a color solid-state image sensor, in which a color filter layer is directly formed by forming a predetermined image on a photoelectric conversion region by a photolithography method and dyeing the image a necessary number of times. A method for manufacturing a color solid-state imaging device, characterized in that the layer is formed to extend to the outer periphery of the photoelectric conversion region, and the thickness of the color filter layer has a negative gradient in the outer periphery direction in the outer periphery.
カラーフィルタ形成に用いるフォトマスクの当該部の光
学濃度により制御することを特徴とする請求項１記載の
カラー固体撮像素子の製造方法。(2) The method for manufacturing a color solid-state image sensing device according to claim 1, wherein the thickness of the color filter layer in the outer peripheral portion is controlled by the optical density of that portion of a photomask used for forming the color filter.
たカラー固体撮像素子において、該カラーフィルタ層は
上記固体撮像素子の光電変換領域の外周部に延長して形
成されており、且つ上記外周部において、カラーフィル
タ層の膜厚は外周方向に負の勾配を有していることを特
徴とするカラー固体撮像素子。(3) In a color solid-state image sensor in which a color filter layer is directly formed on the solid-state image sensor, the color filter layer is formed extending to the outer periphery of the photoelectric conversion region of the solid-state image sensor, and 1. A color solid-state imaging device according to claim 1, wherein the color filter layer has a negative gradient in thickness in the outer circumferential direction.
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH02166405A true JPH02166405A (en) | 1990-06-27 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6283701A (en) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Canon Inc | Manufacture of color filter |
| JPS63151903A (en) * | 1986-12-16 | 1988-06-24 | Matsushita Electronics Corp | Color filter |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP32155888A patent/JP2702196B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JPS6283701A (en) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Canon Inc | Manufacture of color filter |
| JPS63151903A (en) * | 1986-12-16 | 1988-06-24 | Matsushita Electronics Corp | Color filter |
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| JP2702196B2 (en) | 1998-01-21 |
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