JPH04206966A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、固体撮像素子の製造方法に関し、特に受光
面にマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方法に
関するものである。
面にマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方法に
関するものである。
第２図は固体撮像素子の単位画素の配置例を示す上面図
である。フォトダイオードからなる光電変換部１５．各
画素領域を分離する分離部１６゜及び光電変換部Ｉ５で
得られた光電変換信号を転送するためのＣＣＤ転送部１
７か図に示すように配置されている。固体撮像素子はこ
のような単位画素かチップ上に複数個マｌ−ＩＪクス状
に配置されて構成されており、また、チップにはチップ
の内部回路とチップ外部との電気的接続を得るためのポ
ンディングパッドが設けられている。
である。フォトダイオードからなる光電変換部１５．各
画素領域を分離する分離部１６゜及び光電変換部Ｉ５で
得られた光電変換信号を転送するためのＣＣＤ転送部１
７か図に示すように配置されている。固体撮像素子はこ
のような単位画素かチップ上に複数個マｌ−ＩＪクス状
に配置されて構成されており、また、チップにはチップ
の内部回路とチップ外部との電気的接続を得るためのポ
ンディングパッドが設けられている。
ところで、固体撮像素子の感度を高めるため、光電変換
素子が形成された基板」二にマイクロレンズを設け、光
電変換素子以外の領域に当たる光を集光するようにして
有効開口率を向上させたものかある。
素子が形成された基板」二にマイクロレンズを設け、光
電変換素子以外の領域に当たる光を集光するようにして
有効開口率を向上させたものかある。
第３図はこのようなマイクロレンズを備えた固体撮像素
子の一例を示す上面模式図であり、図において、マイク
ロレンズ２２は光電変換部２１を覆って、さらに光電変
換素子以外の領域に広がって配置される。ポンディング
パッド２３は画素領域の周囲に配置される。ポンディン
グパッド２３は一般的には１０画素分程度の大きさの正
方形又は長方形の形状を有する。
子の一例を示す上面模式図であり、図において、マイク
ロレンズ２２は光電変換部２１を覆って、さらに光電変
換素子以外の領域に広がって配置される。ポンディング
パッド２３は画素領域の周囲に配置される。ポンディン
グパッド２３は一般的には１０画素分程度の大きさの正
方形又は長方形の形状を有する。
マイクロレンズ２２相互間のスペースは集光率向上の点
からより小さい方が望ましいが、プロセス上のマージン
を考慮して、−船釣には０．５〜１μｍは確保される。
からより小さい方が望ましいが、プロセス上のマージン
を考慮して、−船釣には０．５〜１μｍは確保される。
また、マイクロレンズ２２の形状は画素の形状に合わせ
て最適化されるため、第３図に示すような楕円形状に限
らず、真円形状のものも考えられる。また画素間の縦方
向のスペースが小さい場合には、横方向からの集光を目
的として、第４図に示すようなライン状のレンズか形成
される。この場合、集光率は第３図のものより劣るか、
形成か容易である。第４図においてもマイクロレンズ２
２間のスペースは１μｍ程度確保される。
て最適化されるため、第３図に示すような楕円形状に限
らず、真円形状のものも考えられる。また画素間の縦方
向のスペースが小さい場合には、横方向からの集光を目
的として、第４図に示すようなライン状のレンズか形成
される。この場合、集光率は第３図のものより劣るか、
形成か容易である。第４図においてもマイクロレンズ２
２間のスペースは１μｍ程度確保される。
第５図は従来のこのようなマイクロレンズの形成方法の
一例を示す断面工程図であり、図において、■は半導体
基板である。フォトダイオード２は基板１の表面部に設
けられ、ポリシリコンゲー１−３は基板１上の、フォト
ダイオード２間の領域に配置される。ポンディングパッ
ド６は基板１」二の、フォトダイオード２及びポリシリ
コンゲート３が形成された画素領域の周囲に配置される
。絶縁層４はフォトダイオード２．ポリシリコンゲート
３及び基板１」二に配置される。遮光膜５は画素領域の
フォトダイオード２が形成された領域以外の絶縁層４上
に配置される。固体撮像素子の下地部７はこれら基板１
．フォトダイオード２．ポリシリコンゲート３．絶縁層
４．遮光膜５．及びポンディングパッド６から構成され
る。平坦化樹脂層１８は下地部７上に配置される。
一例を示す断面工程図であり、図において、■は半導体
基板である。フォトダイオード２は基板１の表面部に設
けられ、ポリシリコンゲー１−３は基板１上の、フォト
ダイオード２間の領域に配置される。ポンディングパッ
ド６は基板１」二の、フォトダイオード２及びポリシリ
コンゲート３が形成された画素領域の周囲に配置される
。絶縁層４はフォトダイオード２．ポリシリコンゲート
３及び基板１」二に配置される。遮光膜５は画素領域の
フォトダイオード２が形成された領域以外の絶縁層４上
に配置される。固体撮像素子の下地部７はこれら基板１
．フォトダイオード２．ポリシリコンゲート３．絶縁層
４．遮光膜５．及びポンディングパッド６から構成され
る。平坦化樹脂層１８は下地部７上に配置される。
次に工程について説明する。
受光部２や転送部等を有する固体撮像素子の下地部７を
作製した後、該下地部７上に第５図（ａ）に示すように
、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等からなる透明な平
坦化樹脂膜１８をスピン塗布法等により膜厚が４μｍ〜
６μｍ程度になるように形成する。この平坦化樹脂膜１
８は下地部７の凹凸を吸収してマイクレンズの形状に悪
影響を及はさないようにする働きと、光路長を増加させ
てマイクロレンズの集光能力を十分に発揮させるために
必要なものである。次に、第５図（１つ）に示すように
、平坦化樹脂膜１８のポンディングパッド部分を写真製
版の手法を用いて開口する。続いてその上面に第５図（
Ｃ）に示すように、熱可塑性を有する透光性材料からな
る膜１９をスピン塗布法等により膜厚が２〜３μｍ程度
になるように形成する。
作製した後、該下地部７上に第５図（ａ）に示すように
、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等からなる透明な平
坦化樹脂膜１８をスピン塗布法等により膜厚が４μｍ〜
６μｍ程度になるように形成する。この平坦化樹脂膜１
８は下地部７の凹凸を吸収してマイクレンズの形状に悪
影響を及はさないようにする働きと、光路長を増加させ
てマイクロレンズの集光能力を十分に発揮させるために
必要なものである。次に、第５図（１つ）に示すように
、平坦化樹脂膜１８のポンディングパッド部分を写真製
版の手法を用いて開口する。続いてその上面に第５図（
Ｃ）に示すように、熱可塑性を有する透光性材料からな
る膜１９をスピン塗布法等により膜厚が２〜３μｍ程度
になるように形成する。
さらに第５図（ｄ）に示すように、受光部２間の遮光膜
５」二やその地下用な部分の熱可塑性樹脂膜１９をエツ
チング等の手法を用い除去し、必要とする形状にパター
ニングする。最後に、パターニングされた熱可塑性樹脂
１９１を軟化意思」二に加熱して、第５図（ｅ）に示す
ように半球状に変形させ、マイクロレンズを形成する。
５」二やその地下用な部分の熱可塑性樹脂膜１９をエツ
チング等の手法を用い除去し、必要とする形状にパター
ニングする。最後に、パターニングされた熱可塑性樹脂
１９１を軟化意思」二に加熱して、第５図（ｅ）に示す
ように半球状に変形させ、マイクロレンズを形成する。
このようにして形成された固体撮像素子は遮光部５に当
たっていた光を集光できるため有効開口率が大幅に向」
ニし、これにより固体撮像素子の感度を大きく向上させ
ることができる。
たっていた光を集光できるため有効開口率が大幅に向」
ニし、これにより固体撮像素子の感度を大きく向上させ
ることができる。
従来の固体撮像素子の製造方法におけるマイクロレンズ
の形成は以上のように行なわれているので、以下のよう
な問題点かあった。
の形成は以上のように行なわれているので、以下のよう
な問題点かあった。
即ち、まずマイクロレンズの材料となる熱可塑性樹脂膜
は可視光に透明な材料を用いなければならないので、可
視光の波長領域に吸収を持つ材料は用いることができな
い。すなわち感光性を持たないような材料を用いたとき
は、熱可塑性樹脂膜１９の上面に他のフォトレジスト等
を用いてパタ−ンを形成し、これをエツチング等の手法
を用いて熱可塑性樹脂膜１９に写しとらなけれはならな
い。この場合、エツチングの終点を検出するときが難し
いので、平坦化樹脂膜１８を熱可塑性樹脂膜１９に比へ
てエツチングに対する耐性の高いものを選ぶ必要かある
か、そうすると同時にホンディングパッド部分を開口す
ることか難しくなるという問題点があった。
は可視光に透明な材料を用いなければならないので、可
視光の波長領域に吸収を持つ材料は用いることができな
い。すなわち感光性を持たないような材料を用いたとき
は、熱可塑性樹脂膜１９の上面に他のフォトレジスト等
を用いてパタ−ンを形成し、これをエツチング等の手法
を用いて熱可塑性樹脂膜１９に写しとらなけれはならな
い。この場合、エツチングの終点を検出するときが難し
いので、平坦化樹脂膜１８を熱可塑性樹脂膜１９に比へ
てエツチングに対する耐性の高いものを選ぶ必要かある
か、そうすると同時にホンディングパッド部分を開口す
ることか難しくなるという問題点があった。
また、熱可塑性樹脂膜１９に可視光で感光するレジス１
〜を用い、直接露光、現像してパターニングした後吸収
がなくなるまで、光を照射する方法もあるが、吸収を完
全になくすことは不可能であり、しかもポンディングパ
ッド部分を開口するためにもレジストが必要であること
から、熱可塑性樹脂膜を塗布、パターニングするのはポ
ンディングパッド部分を開口した後に行わなければなら
ない。ところが開口部分の段差は、６〜７μｍと非常に
大きいため熱可塑性樹脂膜１９を塗布すると開口部から
放射状に塗布むらを生じ、この塗布むらがそのままマイ
クロレンズの形状に反映され、撮像時に感度むらとなっ
て画面に現れるという問題点もあった。
〜を用い、直接露光、現像してパターニングした後吸収
がなくなるまで、光を照射する方法もあるが、吸収を完
全になくすことは不可能であり、しかもポンディングパ
ッド部分を開口するためにもレジストが必要であること
から、熱可塑性樹脂膜を塗布、パターニングするのはポ
ンディングパッド部分を開口した後に行わなければなら
ない。ところが開口部分の段差は、６〜７μｍと非常に
大きいため熱可塑性樹脂膜１９を塗布すると開口部から
放射状に塗布むらを生じ、この塗布むらがそのままマイ
クロレンズの形状に反映され、撮像時に感度むらとなっ
て画面に現れるという問題点もあった。
さらに熱可塑性樹脂膜として可視光に吸収を持たない感
光性材料、例えば紫外線や遠紫外線に感光するような材
料を用いて直接露光、現像するという有力な方法がある
か、微細加工や下地との重ね合わせ精度という点を考慮
するとｉ線やエキシマレーザのステッパーを用いて露光
を行う必要かあり、現行の半導体プロセスにおいては装
置導入のコストなどの面からも難しいという問題点かあ
った。
光性材料、例えば紫外線や遠紫外線に感光するような材
料を用いて直接露光、現像するという有力な方法がある
か、微細加工や下地との重ね合わせ精度という点を考慮
するとｉ線やエキシマレーザのステッパーを用いて露光
を行う必要かあり、現行の半導体プロセスにおいては装
置導入のコストなどの面からも難しいという問題点かあ
った。
この発明は上記のよう問題点を解消するためになされた
もので、特別な工程や工程数を増やすことなく、従来か
らよく用いられる装置を用いて高性能のマイクロレンズ
を備えた固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造方
法を得ることを目的としている。
もので、特別な工程や工程数を増やすことなく、従来か
らよく用いられる装置を用いて高性能のマイクロレンズ
を備えた固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造方
法を得ることを目的としている。
この発明に係る固体撮像素子の製造方法は、光電変化素
子に入射する光を集光するためのマイクロレンズを形成
する工程において、上記光電変換素子を形成した下地部
の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性樹
脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外線
又は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は遠
紫外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線感
光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上記
紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層を
形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この後
ウェハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、上
記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去し
、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、上
記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイク
ロレンズの形状に成形するようにしたものである。
子に入射する光を集光するためのマイクロレンズを形成
する工程において、上記光電変換素子を形成した下地部
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脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外線
又は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は遠
紫外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線感
光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上記
紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層を
形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この後
ウェハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、上
記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去し
、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、上
記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイク
ロレンズの形状に成形するようにしたものである。
本発明においては、光電変換素子を形成した下地部の上
面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性樹脂層
を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外線又は
遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は遠紫外
線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線感光性
樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上記紫外
線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層を形成
した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この後ウェ
ハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、上記紫
外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去し、さ
らに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、上記紫
外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイクロレ
ンズの形状に成形するようにしたから、平坦化樹脂膜の
ポンディングパッド部分の開口を熱可塑性樹脂膜の塗布
、パターニング後に行うことにより熱可塑性樹脂膜の塗
布むらを抑えることがてきるため、感度むらかなく高い
集光能力を持ち、かつ可視光域に吸収のないマイクロレ
ンズを備えた固体撮像素子を容易に製造することが可能
となる。
面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性樹脂層
を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外線又は
遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は遠紫外
線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線感光性
樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上記紫外
線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層を形成
した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この後ウェ
ハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、上記紫
外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去し、さ
らに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、上記紫
外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイクロレ
ンズの形状に成形するようにしたから、平坦化樹脂膜の
ポンディングパッド部分の開口を熱可塑性樹脂膜の塗布
、パターニング後に行うことにより熱可塑性樹脂膜の塗
布むらを抑えることがてきるため、感度むらかなく高い
集光能力を持ち、かつ可視光域に吸収のないマイクロレ
ンズを備えた固体撮像素子を容易に製造することが可能
となる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による固体撮像素子の製造方
法におけるマイクロレンズの形成フローを示す断面工程
図であり、図において、第５図と同一符号は同−又は相
当部分である。
法におけるマイクロレンズの形成フローを示す断面工程
図であり、図において、第５図と同一符号は同−又は相
当部分である。
次に本実施例におけるマイクロレンズの形成工程につい
て説明する。
て説明する。
受光部２や転送部等を有する固体撮像素子の下地部７を
従来例と同様に作製した後、該下地部７」二に、第１図
（ａ）に示すように、透光性を存しかつ熱的に安定な材
料（例えは日本合成ゴム（ａ）製オプトマーＳＳシリー
ズなどの熱硬化性樹脂や富士薬品＠）製ＦＶＲシリーズ
などの光硬化性樹脂）の層８をスピン塗布法などの方法
により４μｍ〜５μｍ程度の厚さで形成し、それぞれの
材料に適した方法で硬化させる。その上面に第１図（ｂ
）に示すように、ポリメチルイソブチルケトン（ＰＭＩ
ＢＫ）等の遠紫外線に感光する性質を有する透明なポジ
型フォトレジスト９（例えば東京応化工業■選択０ＤＵ
Ｒシリーズなど）をスピン塗布法などにより２μｍ程度
の厚さて形成する。さらにその上面に第１図（Ｃ）に示
すように、−船釣な可視光で感光するノボラック系ポジ
型フォトレジスト１０（例えば東京応化工業（ａ）製０
ＦＰＲ−８００や三菱化成＠）製ＭＣＰＲ−２０００Ｈ
なと）をスピン塗布法などにより２μｍ程度の厚さで形
成する。このとき、例えば０ＤＵＲとＩｖｉＣＤＰＲ−
２０００Ｈの組合せを用いたと仮定すると、０ＤＵＲに
用いてられている溶媒はシクロヘキサノン、ＭＣＰＲ−
２０００Ｈの溶媒はエチルセロソルブアセテートであり
、０ＤＵＲのポリマーはエチルセロソルブアセテートに
は溶解しないため、ＭＣＰＲ−２０００Ｈ塗布の際にＯ
ＤＵＲか溶解する問題は生じない。次にｇ線ステッパー
を用いてポジ型フォ１〜レジスト１０を露光し、約２％
のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像
して第１図（ｄ）に示すように、マイクロレンズの元パ
ターン１０１を形成する。このとき例えば０ＤＵＲの場
合、ｇ線に感光することはなく、またテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液に対して安定であるためＯ
ＤＵＲか悪影響を受けることはない。
従来例と同様に作製した後、該下地部７」二に、第１図
（ａ）に示すように、透光性を存しかつ熱的に安定な材
料（例えは日本合成ゴム（ａ）製オプトマーＳＳシリー
ズなどの熱硬化性樹脂や富士薬品＠）製ＦＶＲシリーズ
などの光硬化性樹脂）の層８をスピン塗布法などの方法
により４μｍ〜５μｍ程度の厚さで形成し、それぞれの
材料に適した方法で硬化させる。その上面に第１図（ｂ
）に示すように、ポリメチルイソブチルケトン（ＰＭＩ
ＢＫ）等の遠紫外線に感光する性質を有する透明なポジ
型フォトレジスト９（例えば東京応化工業■選択０ＤＵ
Ｒシリーズなど）をスピン塗布法などにより２μｍ程度
の厚さて形成する。さらにその上面に第１図（Ｃ）に示
すように、−船釣な可視光で感光するノボラック系ポジ
型フォトレジスト１０（例えば東京応化工業（ａ）製０
ＦＰＲ−８００や三菱化成＠）製ＭＣＰＲ−２０００Ｈ
なと）をスピン塗布法などにより２μｍ程度の厚さで形
成する。このとき、例えば０ＤＵＲとＩｖｉＣＤＰＲ−
２０００Ｈの組合せを用いたと仮定すると、０ＤＵＲに
用いてられている溶媒はシクロヘキサノン、ＭＣＰＲ−
２０００Ｈの溶媒はエチルセロソルブアセテートであり
、０ＤＵＲのポリマーはエチルセロソルブアセテートに
は溶解しないため、ＭＣＰＲ−２０００Ｈ塗布の際にＯ
ＤＵＲか溶解する問題は生じない。次にｇ線ステッパー
を用いてポジ型フォ１〜レジスト１０を露光し、約２％
のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像
して第１図（ｄ）に示すように、マイクロレンズの元パ
ターン１０１を形成する。このとき例えば０ＤＵＲの場
合、ｇ線に感光することはなく、またテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液に対して安定であるためＯ
ＤＵＲか悪影響を受けることはない。
続いて基板の上面から超高圧水銀ランプ、重水素ランプ
等の光源を用いて遠紫外線を全面照射する。このとき、
パターニングされたポジ型フォトレジスｌ−１０’は遠
紫外線を吸収するためフォトマスクと同等の効果を奏し
、レジストパターン１０＋の形成された下の遠紫外線フ
ォトレジストは感光せず、レジス）〜パターン１０′が
存在しない部分の遠紫外線フォトレジスト る。この後遠紫外線フォトレジスト９を現像すれば、第
１図（ｅ）に示すように、上部にあったポジ型フォトレ
ジスｌ− １ ０ ’をそのまま写し取ったパターン９
＋を形成することか可能となる。ここで、例えばＯＤＵ
Ｒを用いた場合、現像液の生成分であるメチルイソフ゛
ルケＩ・ン（こポジ型フォトレジスト１０１が溶解する
ため、ポジ型フォトレジスト１０’の剥離も同時に行う
ことができる。
等の光源を用いて遠紫外線を全面照射する。このとき、
パターニングされたポジ型フォトレジスｌ−１０’は遠
紫外線を吸収するためフォトマスクと同等の効果を奏し
、レジストパターン１０＋の形成された下の遠紫外線フ
ォトレジストは感光せず、レジス）〜パターン１０′が
存在しない部分の遠紫外線フォトレジスト る。この後遠紫外線フォトレジスト９を現像すれば、第
１図（ｅ）に示すように、上部にあったポジ型フォトレ
ジスｌ− １ ０ ’をそのまま写し取ったパターン９
＋を形成することか可能となる。ここで、例えばＯＤＵ
Ｒを用いた場合、現像液の生成分であるメチルイソフ゛
ルケＩ・ン（こポジ型フォトレジスト１０１が溶解する
ため、ポジ型フォトレジスト１０’の剥離も同時に行う
ことができる。
そして平坦化樹脂膜８のポンディングパッド部分を開口
するために再度ポジ型）才ｌ・レジスト１１を塗布し、
写真製版の手法を用いて第１図げ）に示すようにパター
ニングし、そしてこのポジ型フオドレジスト１１をマス
クとして、プラズマエツチングなどの手法を用いて平坦
化樹脂膜８のポンディングパッド部分を第１図（ｇ）に
示すように開口する。
するために再度ポジ型）才ｌ・レジスト１１を塗布し、
写真製版の手法を用いて第１図げ）に示すようにパター
ニングし、そしてこのポジ型フオドレジスト１１をマス
クとして、プラズマエツチングなどの手法を用いて平坦
化樹脂膜８のポンディングパッド部分を第１図（ｇ）に
示すように開口する。
最後に基板を熱可塑性樹脂９の軟化点以上に加熱して、
パターニングされた熱可塑性樹脂９′を熱フローさせて
第１図（ｈ）に示すように半球状にし、マイクロレンズ
を形成する。基板を加熱する温度や時間は用いた熱可塑
性樹脂９の種類や必要とするマイクロレンズの形状によ
って異なるが、例えば上で述べたＯＤＵＲの場合、１５
０°Ｃ〜１６０°Ｃで１５分程度加熱すればよい。
パターニングされた熱可塑性樹脂９′を熱フローさせて
第１図（ｈ）に示すように半球状にし、マイクロレンズ
を形成する。基板を加熱する温度や時間は用いた熱可塑
性樹脂９の種類や必要とするマイクロレンズの形状によ
って異なるが、例えば上で述べたＯＤＵＲの場合、１５
０°Ｃ〜１６０°Ｃで１５分程度加熱すればよい。
このように、本実施例では光電変換素子を形成した下地
部７の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光
性樹脂層８を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す
遠紫外線感光性層９を形成し、さらに該遠紫外線感光性
樹脂層９の上面にノボラック系ポジ型フォトレジスト１
０を形成した後、該レジスト１０の不用部を除去し、こ
の後ウェハ表面全面に遠紫外線を照射して遠紫外線感光
性樹脂層９を感光させ、現像により遠紫外線感光性樹脂
層９不用部分を除去し、さらに上記平坦化透光性樹脂層
８にポンディングパッド用の開口を設けた後、上記遠紫
外線感光性樹脂層９を熱処理してマイクロレンズの形状
に成形するようにしたから、平坦化樹脂膜８のポンディ
ングパッド部分の開口を熱可塑性樹脂膜９の塗布、パタ
ーニツク後に行うことにより熱可塑性樹脂膜９の塗布む
らを抑えることができるため、感度むらかなく高い集光
能力を持つマイクロレンズを得ることかでき、さらにマ
イクロレンズ材料である熱可塑性樹脂素子か遠紫外線感
光性で可視光の波長領域に吸収を持たないので、可視光
の全波長域において良好な分光感度特性を有する高感度
な固体撮像素子を従来からの一般的に製造装置において
特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うことなく得るこ
とが可能となり、同時に歩留まりの向上も期待できる。
部７の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光
性樹脂層８を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す
遠紫外線感光性層９を形成し、さらに該遠紫外線感光性
樹脂層９の上面にノボラック系ポジ型フォトレジスト１
０を形成した後、該レジスト１０の不用部を除去し、こ
の後ウェハ表面全面に遠紫外線を照射して遠紫外線感光
性樹脂層９を感光させ、現像により遠紫外線感光性樹脂
層９不用部分を除去し、さらに上記平坦化透光性樹脂層
８にポンディングパッド用の開口を設けた後、上記遠紫
外線感光性樹脂層９を熱処理してマイクロレンズの形状
に成形するようにしたから、平坦化樹脂膜８のポンディ
ングパッド部分の開口を熱可塑性樹脂膜９の塗布、パタ
ーニツク後に行うことにより熱可塑性樹脂膜９の塗布む
らを抑えることができるため、感度むらかなく高い集光
能力を持つマイクロレンズを得ることかでき、さらにマ
イクロレンズ材料である熱可塑性樹脂素子か遠紫外線感
光性で可視光の波長領域に吸収を持たないので、可視光
の全波長域において良好な分光感度特性を有する高感度
な固体撮像素子を従来からの一般的に製造装置において
特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うことなく得るこ
とが可能となり、同時に歩留まりの向上も期待できる。
なお、上記実施例では固体撮像素子か色分解機能をもつ
ものについては特に述べなかったが、色分解機能をカラ
ーフィルタを用いて実現するものにおいては、平坦化樹
脂膜８の膜厚を薄くしてこの下にカラーフィルタを形成
する、あるいはカラーフィルタ層を平坦化樹脂膜８０代
用とすることもできる。
ものについては特に述べなかったが、色分解機能をカラ
ーフィルタを用いて実現するものにおいては、平坦化樹
脂膜８の膜厚を薄くしてこの下にカラーフィルタを形成
する、あるいはカラーフィルタ層を平坦化樹脂膜８０代
用とすることもできる。
また、上記実施例では、ポンディングパッド部の開口を
熱可塑性樹脂９＋の熱フロー前に行なうものについて述
へたが、ポンディングパッドの開口は熱可塑性樹脂９′
を熱フローさせた後でもよい。
熱可塑性樹脂９＋の熱フロー前に行なうものについて述
へたが、ポンディングパッドの開口は熱可塑性樹脂９′
を熱フローさせた後でもよい。
また、ポジ型フォトレジスト１１について材質を特に述
べなかったか、ポジ型フ第１・レジス）・１０と１１は
使用目的は異なるか、もちろん同じ物を用いてよい。
べなかったか、ポジ型フ第１・レジス）・１０と１１は
使用目的は異なるか、もちろん同じ物を用いてよい。
また、遮光膜５の材料としては、アルミニウム。
タングステンシリサイドなど光透過率の低いものなら何
でもよい。
でもよい。
さらに、上記実施例では可視光領域に吸収のない熱可塑
性樹脂として遠紫外線感光樹脂を用いたか、所望の波長
域で吸収がなければ熱可塑性の紫外線感光性樹脂等を用
いることもてきることはいうまでもない。
性樹脂として遠紫外線感光樹脂を用いたか、所望の波長
域で吸収がなければ熱可塑性の紫外線感光性樹脂等を用
いることもてきることはいうまでもない。
以−にのように本発明によれば、光電変換素子を形成し
た下地部の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な
透光性樹脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示
す紫外線又は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外
線又は遠紫外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠
紫外線感光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ち
かつ上記紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性
樹脂層を形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し
、この後ウェハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射し
た後、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分
を除去し、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除
去し、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理し
てマイクロレンズの形状に成形するようにしたから、平
坦化樹脂膜のポンディングパッド部分の開口を熱可塑性
樹脂膜の塗布２パターニング後に行うことにより熱可塑
性樹脂膜の塗布むらを抑えることができるため、感度む
らがなく高い集光能力を持つマイクロレンズを得ること
かでき、さらにマイクロレンズ材料である熱可塑性樹脂
素子か可視光の波長領域に吸収を持たないのて、可視光
の全波長域において良好な分光感度特性を有する高感度
な固体撮像素子を従来からの一般的に製造装置において
特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うことなく得るこ
とが可能となり、同時に歩留まりの向上も期待てきる効
果がある。
た下地部の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な
透光性樹脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示
す紫外線又は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外
線又は遠紫外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠
紫外線感光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ち
かつ上記紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性
樹脂層を形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し
、この後ウェハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射し
た後、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分
を除去し、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除
去し、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理し
てマイクロレンズの形状に成形するようにしたから、平
坦化樹脂膜のポンディングパッド部分の開口を熱可塑性
樹脂膜の塗布２パターニング後に行うことにより熱可塑
性樹脂膜の塗布むらを抑えることができるため、感度む
らがなく高い集光能力を持つマイクロレンズを得ること
かでき、さらにマイクロレンズ材料である熱可塑性樹脂
素子か可視光の波長領域に吸収を持たないのて、可視光
の全波長域において良好な分光感度特性を有する高感度
な固体撮像素子を従来からの一般的に製造装置において
特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うことなく得るこ
とが可能となり、同時に歩留まりの向上も期待てきる効
果がある。
第１図は本発明の一実施例による固体撮像素子の製造方
法におけるマイクロレンズの作製フローを示す断面工程
図、第２図は固体撮像素子の単位画素内の配置の一例を
示す上面模式図、第３図はマイクロレンズを設けた固体
撮像素子の一例を示す上面模式図、第４図はマイクロレ
ンズを設けた固体撮像素子の他の例を示す上面模式図、
第５図は従来の固体撮像素子の製造方法におけるマイク
ロレンズの作製フローを示す断面工程図である。 図において、■は半導体基板、２は光電変換部、３はポ
リシリコンゲート、４は絶縁層、５は遮光膜、６はポン
ディングパッド、７は固体撮像素子の下地部、８は平坦
化樹脂層、９は遠紫外線感光性を有する熱可塑性樹脂層
、１０．１１はポジ型フォトレジスト なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
法におけるマイクロレンズの作製フローを示す断面工程
図、第２図は固体撮像素子の単位画素内の配置の一例を
示す上面模式図、第３図はマイクロレンズを設けた固体
撮像素子の一例を示す上面模式図、第４図はマイクロレ
ンズを設けた固体撮像素子の他の例を示す上面模式図、
第５図は従来の固体撮像素子の製造方法におけるマイク
ロレンズの作製フローを示す断面工程図である。 図において、■は半導体基板、２は光電変換部、３はポ
リシリコンゲート、４は絶縁層、５は遮光膜、６はポン
ディングパッド、７は固体撮像素子の下地部、８は平坦
化樹脂層、９は遠紫外線感光性を有する熱可塑性樹脂層
、１０．１１はポジ型フォトレジスト なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）半導体基板に光電変換素子と、この光電変換素子
に入射する光を集光するためマイクロレンズを設けた固
体撮像素子の製造方法において、上記光電変換素子の上
面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性樹脂層
を形成する工程と、上記透光性樹脂層の上面に熱可塑性
を示す紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を形成する工程
と、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の上面に上記
紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層よりも長い波長の光に
感光性を持ちかつ上記紫外線又は遠紫外線に対する吸収
も高い感光性樹脂層を形成した後、該感光性樹脂層の不
用部分を除去してパターンを形成する工程と、 さらにその上面より紫外線又は遠紫外線を基板全面に照
射した後、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用
部分を除去する工程と、 上記平坦化透光性材料の不用部分を除去する工程と、 上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイ
クロレンズの形状に成形する工程とを含むことを特徴と
する固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339355A JPH0812904B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の製造方法 |
| US07/788,378 US5286605A (en) | 1990-11-30 | 1991-11-06 | Method for producing solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339355A JPH0812904B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206966A true JPH04206966A (ja) | 1992-07-28 |
| JPH0812904B2 JPH0812904B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=18326680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339355A Expired - Lifetime JPH0812904B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5286605A (ja) |
| JP (1) | JPH0812904B2 (ja) |
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| WO2005020328A1 (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-03 | Konica Minolta Opto, Inc. | 固体撮像装置及び該固体撮像装置を備えた撮像装置並びに固体撮像装置のマイクロレンズアレイ製造方法 |
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| US7709918B2 (en) | 2003-05-28 | 2010-05-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
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| JP3308778B2 (ja) * | 1995-09-29 | 2002-07-29 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置の製造方法 |
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| JP3931936B2 (ja) * | 1998-05-11 | 2007-06-20 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロレンズアレイ基板及びその製造方法並びに表示装置 |
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| JP2003112321A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-15 | Sony Corp | 加工用マスター基材及び同マスター基材の製造方法 |
| KR100462757B1 (ko) * | 2002-03-14 | 2004-12-20 | 동부전자 주식회사 | 이미지 센서용 반도체 소자 제조 방법 |
| TWI222178B (en) * | 2003-11-12 | 2004-10-11 | United Microelectronics Corp | Manufacturing method of image sensor device |
| US20070148807A1 (en) * | 2005-08-22 | 2007-06-28 | Salman Akram | Microelectronic imagers with integrated optical devices and methods for manufacturing such microelectronic imagers |
| KR100672698B1 (ko) * | 2004-12-24 | 2007-01-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
| KR100720509B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2007-05-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
| US7728283B2 (en) * | 2007-03-05 | 2010-06-01 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Illuminance detecting apparatus comprising a light shielding element containing openings for each detector element |
| JP5422914B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2014-02-19 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| US4732841A (en) * | 1986-03-24 | 1988-03-22 | Fairchild Semiconductor Corporation | Tri-level resist process for fine resolution photolithography |
| US4694185A (en) * | 1986-04-18 | 1987-09-15 | Eastman Kodak Company | Light sensing devices with lenticular pixels |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339355A patent/JPH0812904B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-06 US US07/788,378 patent/US5286605A/en not_active Expired - Fee Related
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