JPH04273475A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
成する固体撮像装置の製造方法に関する。
カラーフィルターがオンチップ化されているものがあり
、この種の固体撮像装置は色再現性を保って撮像可能で
ある。このような固体撮像装置は、一般に基板に形成さ
れた各受光部上に平坦化層,染色層及びマイクロレンズ
形成層を有している。マイクロレンズ形成層は、個々の
画素上にμmオーダーの寸法で微細加工されたものであ
り、このようなマイクロレンズ形成層を形成する固体撮
像装置の製造方法としては、特開昭64−10666号
公報に記載されるものがある。マイクロレンズ形成層が
形成された固体撮像装置は、一般的に、ダイシング工程
を経て、セラミックパッケージに装着され、更にマイク
ロレンズ形成層から保護ガラス面までを中空状態として
封止される。従来の固体撮像装置のマイクロレンズ形成
層のマイクロレンズの寸法の具体例としては、曲率半径
は2.0μm〜6.0μmとされ、レンズ開口幅は5.
0μm〜10.0μmとされ、レンズ高さは5.0〜1
0.0μmとされ、受光部開口幅は1.5μm〜3.0
μmとされ、マイクロレンズ形成層のレンズ材料の屈折
率は空気1.0に対して1.6程度の値を有する。これ
らの光学的構成により、個々の画素の集光量はマイクロ
レンズを形成しないものに比べて増加し、およそ感度が
2倍程度に向上する。
プを装着して表面に保護ガラスを取り付けた構造以外に
、透明樹脂保護パッケージ材によって素子チップを一体
成形するものがある。この透明樹脂保護パッケージ材を
用いた場合では、透明樹脂の屈折率が1.5程度である
ため、そのまま屈折率1.6程度のマイクロレンズ形成
層を用いることは、マイクロレンズの光屈折効果を弱め
ることになる。
ケージ材を素子チップと一体成形するため、高屈折率の
非感光性透明材料をレンズ母材とすることが検討され、
例えば、このようなレンズ母材としては、ポリイミド系
樹脂が挙げられる。ところが、このような高屈折率な非
感光性透明材料をレンズ母材とした時では、その非感光
性のために従来の製造方法にかかるレジストエッチバッ
ク法のみによるマイクロレンズ構造及びボンディングパ
ッド開口窓の同時形成が困難となり、高屈折率な非感光
性透明材料に特有のプロセスの開発が必要とされていた
。
み、ポリイミド系樹脂層をレンズ母材とする固体撮像装
置の製造方法であって、電極パッド面上の開口が効率良
く形成される固体撮像装置の製造方法の提供を目的とす
る。
めに、本願の第1の固体撮像装置の製造方法は、基板全
面にポリイミド系樹脂層を形成する工程と、上記基板全
面に第1のフォトレジストを形成する工程と、電極パッ
ド面上の上記第1のフォトレジストを除去する工程と、
上記基板全面に第2のフォトレジストを形成する工程と
、上記第2のフォトレジストを受光部に対応して選択的
に除去する工程と、上記受光部上の上記第2のフォトレ
ジストを加熱して第1の集光レンズ原形を形成する工程
と、エッチバックにより上記第1の集光レンズ原形を上
記第1のフォトレジストに転写し第2の集光レンズ原形
を形成する工程と、エッチバックにより上記第2の集光
レンズ原形を上記ポリイミド系樹脂層に転写し集光レン
ズを形成すると共に、上記電極パッド面を露出させる工
程とを有することを特徴とする。
法は、基板全面にポリイミド系樹脂層を形成する工程と
、上記基板全面に第1のフォトレジストを形成する工程
と、電極パッド面上の上記第1のフォトレジストを選択
的に除去する工程と、上記電極パッド面上のポリイミド
系樹脂層を除去する工程と、残った上記第1のフォトレ
ジストを除去する工程と、基板全面に第2のフォトレジ
ストを形成する工程と、上記第2のフォトレジストを受
光部に対応して選択的に除去する工程と、上記受光部上
の上記第2のフォトレジストを加熱して集光レンズ原形
を形成する工程と、エッチバックにより上記集光レンズ
原形を上記ポリイミド系樹脂層に転写し集光レンズを形
成すると共に、上記電極パッド面を露出させる工程とを
有することを特徴とする。
ズとすることで、その屈折率が1.7〜1.9と比較的
に高いことから、透明樹脂パッケージで一体成形した場
合でも、レンズの光屈折効果をある程度保つことができ
る。また、ポリイミド系樹脂層では、可視光領域380
nm〜810nmの範囲で80パーセント以上の透過率
を持ち、加熱キュア温度が摂氏150〜170度と比較
的低温であるため、下層の染色層の褪色等も防止できる
。さらに、加熱キュア後のポリイミド硬化体の熱分解温
度は摂氏450度と高温であり、透明樹脂による一体成
形の封止が可能である。また、マイクロレンズ形成のた
めの微細加工の際に、O2 やCF4 /O2 等をエ
ッチングガスとしたドライエッチングが行われるが、ポ
リイミドのエッチングレートは200〜300Å/分と
従来のレンズ母材と同様のレートであり、従来からのエ
ッチバック法を適用することができる。
では、第1のフォトレジスト及び第2のフォトレジスト
を形成し、これら2つのフォトレジストを選択的に露光
して受光部の領域と電極パッド部の領域に膜厚の差を生
じさせる。そして、この膜厚の差を利用して、受光部上
に集光レンズが形成されると同時に、電極パッド面上上
のポリイミド系樹脂層や平坦化層が除去されて、該電極
パッド部が露出し、ワイヤボンディングが容易となる。
説明する。
造すべき固体撮像装置の一例の構造について簡単に説明
する。この固体撮像装置は、図1に示すように、シリコ
ン基板11上に遮光膜に被覆された電極12が形成され
、電極12の間の遮光膜が開口された領域が受光部13
とされる。受光部13はシリコン基板11上に複数形成
され、当該固体撮像装置がエリアセンサーの場合では、
受光部13はマトリクス状に配列される。受光部13と
電極12が形成された基板表面は平坦化層14に被覆さ
れ、この平坦化層14上に染色層15が形成される。平
坦化層14は、電極12による凹凸を平坦化するための
層である。染色層15は波長の違う光を分解して選択的
に透過するための層であり、受光部13の領域を覆うよ
うに形成される。この染色層15上には、集光のための
マイクロレンズ形成層16が形成される。本実施例では
、特にマイクロレンズ形成層16はポリイミド系樹脂か
らなる。個々のマイクロレンズ16aは基板上の受光部
13の領域に対応して形成される。このマイクロレンズ
形成層16上には、透明樹脂パッケージ17が形成され
る。この透明樹脂パッケージ17は基板11を直接封止
するものである。
示す。リードフレーム19aに固定された素子チップ1
8は、前記透明樹脂パッケージ17に封止されている。 パッケージが透明であるため、素子チップ18の表面に
形成された受光部13には、入射光がパッケージを介し
て入射する。素子チップ18の表面18sには、前述の
如きマイクロレンズ形成層16や染色層15が形成され
ており、金ワイヤ20も該表面18sの後述するような
電極パッド部にボンディグされている。この金ワイヤ2
0の他端は、透明樹脂パッケージ17の外部に突出した
ピン19bに接続される。
撮像装置の製造方法について、その工程に従って図3〜
図11を参照しながら具体的に説明する。まず、図3に
示すように、シリコン基板21上に絶縁膜22が形成さ
れ、その絶縁膜22上に、図示しないアルミニューム遮
光膜に層間絶縁膜を介して被覆された転送電極23が形
成されると共に、電極パッド部24も形成される。電極
パッド部24は後にワイヤがボンディングされる領域で
あり、チップの周辺領域に形成される。転送電極23に
挟まれたシリコン基板21の表面には、フォトダイオー
ドからなる受光部25が形成される。この受光部25は
エリアセンサーであれば2次元マトリクス状に配列され
る。
、平坦化層26が形成される。この平坦化層26は、転
送電極23等による凹凸を平坦化するためのものであり
、屈折率1.4程度の非感光性の透明材料からなる。 この平坦化層26は、基板上に塗布されて熱硬化される
。その熱硬化の条件は、摂氏230度で2分程度であり
、その膜厚は2.0〜6.0μm程度とされる。この平
坦化層26上には染色層27が形成される。この染色層
27は、マゼンタ,シアン,イエロー等の数層を有する
層であり、染色層27はカゼイン等のタンパク質系材料
に、各顔料を染色させて形成される。染色層27の膜厚
は0.9〜1.5μm程度である。この染色層27は染
色工程時に、g線或いはi線で露光し、現像される。 この染色層27は受光部25が形成された画素領域上に
のみ形成され、電極パッド部24上には形成されない。
ミド系溶剤を塗布する。このポリイミド系溶剤は非感光
性ポリイミド前駆体を含む。その塗布条件は、3〜4g
でスピンナー初期回転500〜900rpmを5秒、続
いて本回転2000〜3000rpmを15秒程行う。 このスピンコートの後プリベークをする。このプリベー
ク条件は、ホットプレート若しくはベーク炉が使用され
、窒素雰囲気により摂氏80〜130度で5〜20分程
度行われる。このプリベークでは、キシレン等の溶媒の
揮発が促進され、ポリイミド前駆体は半硬化する。この
プリベークは低温な処理であり、下層の染色層27への
悪影響はない。ポリイミド前駆体の膜厚は、プリベーク
後に10%程度減少し、4.0〜8.0μm程度とされ
る。
熱キュア処理する。加熱キュア条件は、ベーク炉で窒素
雰囲気中摂氏150〜170度で1〜3時間とされる。 この加熱キュア処理により、前駆体のイミド化反応が開
始され、且つ溶媒等の完全離散により、図4に示すよう
に、ポリイミド系樹脂薄膜28が全面に形成される。こ
のポリイミド系樹脂薄膜28は、前駆体塗布時にその固
形分を15〜24パーセント、粘度を13.7〜5.6
ポイズ程度とすることで、プリベーク及び加熱キュア後
に4.0〜8.0μm程度の膜厚となる。
に示すように、そのポリイミド系樹脂薄膜28上の全面
にネガ型レジスト層29が形成される。このネガ型レジ
スト層29はウェハ全面にスピンコーターにより本回転
2000〜3000rpmで10〜30秒の条件で塗布
される。その塗布後、ホットプレートにより摂氏160
度およそ3分の条件でプリベークする。このプリベーク
後、フォトマスクを用いてネガ型レジスト層29を選択
的に露光する。このネガ型レジスト層29の露光は、電
極パッド部24上のレジスト層29bに光が照射しない
ような選択的な露光となり、電極パッド部24上以外の
領域のレジスト層29aは光が透過して感光する。ネガ
型レジスト層29のうち、その露光したレジスト層29
aは、高分子化して現像液に非可溶性となり、光が照射
されていないレジスト層29bは現像液に可溶性である
。
選択的に露光した後、所要の現像液を用いて、図6に示
すように、現像液に可溶な電極パッド部24上のネガ型
レジスト層29bを除去する。このレジスト層29bの
選択的な除去によって、残存したレジスト層29aに対
して開口部30が形成される。この開口部30の底部で
は、上記ポリイミド系樹脂薄膜28の表面が露出する。 このように電極パッド部24に対応した領域のみ選択的
にレジスト層29bを除去した後、レジスト層29のポ
ストベークを行う。このポストベークはホットプレート
を用いて約摂氏160度、2分の条件で行われる。ポス
トベーク後に残存したレジスト層29aは、例えば膜厚
3.0μm〜8.0μmとされる。
む全面に第2のレジスト層31が形成される。この第2
のレジスト層31はポジ型レジストとされ、その塗布形
成は、例えばスピンコーターを用いて、本回転3000
rpmで30秒の条件で行われる。その塗布後に第2の
レジスト層31のプリベークが行われる。このプリベー
クは、ホットプレートを用いて摂氏100度で約80秒
の条件で行われる。この第2のレジスト層31の膜厚は
、例えば1.0〜3.0μmとされる。
1は、g線或いはi線によって選択的に露光され、現像
される。この選択露光時に、光が照射される領域は、電
極パッド部24上の領域や個々のマイクロレンズ間の領
域である。この光が選択的に照射された領域は、湿式現
像によって除去される。その湿式現像は、2.38〜6
.0パーセントのアルカリ性現像液を用いて、摂氏25
度で20秒〜4分程度浸す条件で行われる。図7におい
て、第2のレジスト層31の中、斜線で示す領域が選択
的に露光される領域である。上記湿式現像の結果、マイ
クロレンズが形成される領域では、前記受光部25に対
応した部分のみに区分された第2のレジスト層31aが
残存する。前記開口部30では、現像によって一度開口
部30内に充填された第2のレジスト層31が除去され
る。従って、開口部30の底部では、ポリイミド系樹脂
薄膜28の表面が臨む。
に露光し、現像した後、図8に示すように、加熱リフロ
ーを行ってレンズ原形32を形成する。このリフローは
、ホットプレートを用い約摂氏150度で2分程度の条
件で行われる。このリフロー処理によって、区分された
第2のレジスト層31aの端部の高さが減り、レジスト
層の持つ表面張力を利用して各画素の中央部分が突出し
た曲率を有するレンズ原形32がレジスト層29上に形
成される。
に形成した後、図9に示すように、このレンズ原形32
をネガ型レジスト層29に転写する。この転写は、ドラ
イエッチングによるエッチバックによって行われ、第2
のレジスト層31とレジスト層29とポリイミド系樹脂
薄膜28のエッチング速度が等速度となり、転写時のギ
ャップ幅の変換差が0.1〜0.2μmとなるような条
件で行われる。この転写に用いられるエッチングは、例
えばO2 ガスやCF4 とO2 の混合ガスを用いて
行われる。
すると、平坦化層26を膜厚2.0μm、染色層27を
膜厚1.5μm、ポリイミド系樹脂薄膜28を膜厚4.
0μm、ネガ型レジスト層29を膜厚3.0μm、レン
ズ原形32となるポジ型の第2のレジスト層31を膜厚
1.56μm等の設定をする。そして、図9に示したよ
うに、ネガ型レジスト層29を厚み2.0μm程エッチ
ングすると、当該レジスト層29の残り膜厚は1.0μ
mとなり、この時点で、電極パッド部24上では、開口
部30の底部から2.0μm程度、レジスト層29の下
層にあるポリイミド系樹脂薄膜28がエッチングされる
こととなる。
光部25の領域にかかるネガ型レジスト層29に、レン
ズ原形32の形状を反映した第2のレンズ原形33が形
成され、同時に、前記開口部30を反映して最終的に電
極パッド部24を露出するための開口部34がポリイミ
ド系樹脂薄膜28に形成される。
33が形成された後、図10に示すように、さらにドラ
イエッチングを進める。このドライエッチングによって
、第2のレンズ原形33の形状を反映して、ポリイミド
系樹脂薄膜28にマイクロレンズ35が形成される。 そして、このポリイミド系樹脂薄膜28からなるマイク
ロレンズ35の形成と同時に、開口部34を反映して平
坦化層26に形成される開口部36が基板表面に達する
。その開口部36が基板表面に達することで、電極パッ
ド部24が露出する。
形33のレジスト層29とポリイミド系樹脂薄膜28の
エッチングレートの比を1とし、平坦化層26とポリイ
ミド系樹脂薄膜28のエッチングレートの比を2以上と
することで、前述のように各膜厚を設定した場合に、確
実に開口部36によって電極パッド部24が露出するこ
とになる。
整とエッチングレートの制御によって連続したプロセス
とすることができる。例えば、各膜厚を、平坦化層26
を4.0μm、染色層27を1.5μm、ポリイミド系
樹脂薄膜28を7.0μm、ネガ型レジスト層29を8
.0μm、ポジ型の第2のレジスト層31を1.56μ
mと設定する。レジスト層29には、複数回の選択露光
等により膜厚に応じた開口部が形成される。そして、ド
ライエッチング時のエッチングレートの選択比を平坦化
層26のみが他に比べて2倍以上の速度でエッチングさ
れ、他の染色層27,ポリイミド系樹脂薄膜28,ネガ
型レジスト層29及び第2のレジスト層31が略等速度
でエッチングされる条件でエッチングする。すると、連
続して第2のレジスト層31の表面から10.0μm程
エッチングすることで、確実にポリイミド系樹脂薄膜2
8からなるマイクロレンズ35が形成されると同時に、
開口部36によって電極パッド部24が露出する。 なお、エッチングガスとしては、マイクロレンズのギャ
ップ幅の変換差が0.1μm以下のO2ガスやCF4
/O2 ガス等を用いることができる。
マイクロレンズ35が形成され、且つ電極パッド部24
上も開口されたところで、ウェハーがチップ毎に分割さ
れ、リードフレームに接着された後、ワイヤボンディン
グされる。ワイヤ37はリードフレームのピン38と、
開口部36の底部の電極パッド部24を電気的に接続す
る。
、透明樹脂39によってリードフレームごと樹脂封止さ
れる。この透明樹脂39による樹脂封止の際、例えば摂
氏150度で5分注入し、100度〜120度の8時間
でキュアする条件で樹脂封止する場合であっても、マイ
クロレンズ35が形成されるポリイミド系樹脂薄膜28
は熱分解温度が高いため、マイクロレンズ35自体は変
形しない。
リイミド系樹脂薄膜28は屈折率が1.7〜1.9と比
較的に高いため、集光率を高めることができ、固体撮像
装置として、例えば2倍以上の感度を得ることができる
。
置を透明樹脂39によって封止する構造としたが、これ
に限定されず、セラミックパッケージに装着する構造の
固体撮像装置に対して本実施例を適用することも可能で
ある。
体撮像装置の製造方法について、その工程に従って図1
2〜図17を参照しながら具体的に説明する。第1の実
施例と同様に、シリコン基板41上に絶縁膜42が形成
され、その絶縁膜42上に、図示しないアルミニューム
遮光膜に層間絶縁膜を介して被覆された転送電極43が
形成されると共に、アルミニューム材料層により電極パ
ッド部44も形成される。電極パッド部44は後にワイ
ヤがボンディングされる領域であり、チップの周辺領域
に形成される。転送電極43に挟まれたシリコン基板4
1の表面には、フォトダイオードからなる受光部45が
形成される。この受光部45はエリアセンサーであれば
2次元マトリクス状に配列される。
よる凹凸を平坦化するための平坦化層46が形成される
。この平坦化層46は、屈折率1.4程度の非感光性の
透明材料からなり、基板上に塗布されて熱硬化される。 その熱硬化の条件は、摂氏230度で2分程度であり、
その膜厚は2.0〜6.0μm程度とされる。この平坦
化層46上には染色層47が形成される。この染色層4
7は、マゼンタ,シアン,イエロー等の数層を有する層
であり、染色層47はカゼイン等のタンパク質系材料に
、各顔料を染色させて形成される。染色層47の膜厚は
0.9〜1.5μm程度である。この染色層47は染色
工程時に、g線或いはi線で露光し、現像される。 この染色層47は受光部45が形成された画素領域上に
のみ形成され、電極パッド部44上には形成されない。
41上の全面にポリイミド系溶剤を塗布する。このポリ
イミド系溶剤は非感光性ポリイミド前駆体を含む。その
塗布条件は、3〜4gでスピンナー初期回転500〜9
00rpmを5秒、続いて本回転2000〜3000r
pmを15秒程行う。このスピンコートの後プリベーク
をする。このプリベーク条件は、ホットプレート若しく
はベーク炉が使用され、窒素雰囲気により摂氏80〜1
30度で5〜20分程度行われる。このプリベークでは
、キシレン等の溶媒の揮発が促進され、ポリイミド前駆
体層48は半硬化する。このプリベークは低温な処理で
あり、下層の染色層47への悪影響はない。ポリイミド
前駆体層48の膜厚は、プリベーク後に10%程度減少
し、4.0〜8.0μm程度とされる。
8上に、ポジ型レジスト層49が全面に塗布される。こ
のポジ型レジスト層49の塗布は、例えばスピンコータ
ーを用いて、本回転2000rpmで30秒の条件で行
われる。この塗布の後、ホットプレートで摂氏100度
1〜2分の条件でプリベークが行われる。そのプリベー
クの後、g線或いはi線が使用されて、ポジ型レジスト
層49が所要のフォトマスクを用いて選択的に露光され
る。この露光によって光が照射される領域は、上記電極
パッド部44上の領域のみであり、この領域のレジスト
層49aは高分子化して現像液に可溶性となる。
ント程度のアルカリ性を有する現像液で、摂氏25度、
1〜4分程度の条件で湿式現像を行う。この湿式現像の
後、摂氏25度、1〜4分程度の純水によるリンスを行
い、例えばスピンナーを用い3000rpm,30秒程
度の乾燥を行う。このような湿式現像によって、図13
に示すように、まず選択的に露光された部分のレジスト
層49aが除去され、続いて同じ現像液によって、ポリ
イミド前駆体層48の一部が除去されて開口部51が形
成される。このポリイミド前駆体層48が除去される部
分は、レジスト層49aに対応した電極パッド部44上
の領域であり、開口部51の底部では平坦化層46の表
面が露出し、開口部51の上端部は底部よりやや拡がっ
た径を有する。
48を湿式現像によって部分的に除去した後、図14に
示すように、残存しているポリイミド前駆体層48上の
ポジ型レジスト層49を剥離する。その剥離は、酢酸n
ブチル:イソプロピルアルコールを1:1〜5の割合で
混合した剥離液を用い、摂氏25度で約1〜2分程度浸
すことで行われる。その後、同じく酢酸nブチル溶液に
摂氏25度で約1〜2分程度浸しながら、リンスを行う
。そのリンス工程の後、スピンナーを用い3000rp
m,30秒程度の乾燥を行う。このようなイソプロピル
アルコールで希釈した酢酸nブチル溶液で湿式剥離する
ことにより、ポリイミド前駆体層48や平坦化層46は
溶解することなく、ポジ型レジスト層49のみが剥離さ
れる。
ド前駆体層48を加熱キュア処理する。その加熱キュア
処理の条件は、ベーク炉を用い、摂氏150〜170度
の条件で1〜3時間、窒素雰囲気で行う。この加熱キュ
ア処理によって、前記ポリイミド前駆体層48ではイミ
ド化反応が開始され且つ溶媒の完全揮散が生ずる。その
結果、前記ポリイミド前駆体層48はポリイミド系樹脂
薄膜50となる。このポリイミド系樹脂薄膜50では、
前駆体の塗布時に、その固形分を例えば15〜24.5
パーセントとし、粘度を例えば3.7〜5.6ポイズと
する等の調整を施すことにより、プリベーク及び加熱キ
ュア後に、4.0〜6.0μm程度の膜厚が得られるこ
とになる。
含む全面に第2のレジスト層52が形成される。この第
2のレジスト層52はポジ型レジストとされ、その塗布
形成は、例えばスピンコーターを用いて、本回転300
0rpmで30秒の条件で行われる。その塗布後に第2
のレジスト層52のプリベークが行われる。このプリベ
ークは、ホットプレートを用いて摂氏100度で約80
秒の条件で行われる。この第2のレジスト層52の膜厚
は、例えば1.0〜3.0μmとされる。
2は、g線或いはi線によって選択的に露光され、現像
される。この選択露光時に、光が照射される領域は、電
極パッド部44上の領域や個々のマイクロレンズ間の領
域である。この光が選択的に照射された領域は、湿式現
像によって除去される。その湿式現像は、2.38〜6
.0パーセントのアルカリ性現像液を用いて、摂氏25
度で20秒〜4分程度浸す条件で行われる。図15にお
いて、第2のレジスト層52の中、斜線で示す領域が選
択的に露光される領域である。上記湿式現像の結果、マ
イクロレンズが形成される領域では、前記受光部45に
対応した部分のみに区分された第2のレジスト層52a
が残存する。前記開口部51では、現像によって一度開
口部51内に充填された第2のレジスト層52が除去さ
れる。従って、開口部51の底部では、平坦化層46の
表面が臨む。
に露光し、現像した後、図16に示すように、加熱リフ
ローを行ってレンズ原形53を形成する。このリフロー
は、ホットプレートを用い約摂氏150度で2分程度の
条件で行われる。このリフロー処理によって、区分され
た第2のレジスト層52aの端部の高さが減り、レジス
ト層の持つ表面張力を利用して各画素の中央部分が突出
した曲率を有するレンズ原形53がポリイミド系樹脂薄
膜50上に形成される。
0上に形成した後、図17に示すように、このレンズ原
形53をポリイミド系樹脂薄膜50に転写する。そして
、このレンズ原形53のポリイミド系樹脂薄膜50への
転写の際には、同時に開口部51のパターンを反映して
電極パッド部44上の平坦化層46も除去されて開口部
54が形成される。レンズ原形53のポリイミド系樹脂
薄膜50への転写によって、ポリイミド系樹脂薄膜50
には複数のマイクロレンズ55が形成される。この転写
はドライエッチングによるエッチバックによって行われ
る。エッチングレートの一例としては、レンズ原形53
にかかる第2のレジスト層52とポリイミド系樹脂薄膜
50が等速度とされ、平坦化層46がポリイミド系樹脂
薄膜50よりも2倍以上の速度でエッチングされるレー
トとすることができる。また、この転写に用いられるエ
ッチングは、転写時のギャップ幅の変換差が0.1〜0
.2μmとなるような条件で行われ、例えばO2 ガス
やCF4 とO2 の混合ガスを用いて行われる。レン
ズ原形53の転写と共に平坦化層46に開口部54を形
成するための膜厚の設定の一例としては、上記平坦化層
46の膜厚を2.0μm〜6.0μm程度とし、且つポ
リイミド系樹脂薄膜50のエッチバック量を2.0〜3
.0μm程度に設定すれば良い。このような膜厚の設定
により、選択比の関係で、平坦化層46の電極パッド部
44上の開口部54が透孔となり、ワイヤボンディング
が行われる。
例と同様に、ウェハーがチップ毎に分割され、リードフ
レームに接着された後、ワイヤボンディングされる。ワ
イヤはリードフレームのピンと、開口部54の底部の電
極パッド部44を電気的に接続する。このワイヤボンデ
ィングの後、各チップは、透明樹脂によってリードフレ
ームごと樹脂封止される。この際、マイクロレンズ55
が形成されるポリイミド系樹脂薄膜50は熱分解温度が
高いため、マイクロレンズ55自体は変形しない。
リイミド系樹脂薄膜50はその屈折率が1.7〜1.9
と比較的に高いため、透明樹脂で樹脂封止した場合でも
集光率を高めることができ、固体撮像装置として、例え
ば2倍以上の感度を得ることができる。
透明樹脂によって封止するものに限定せずに、例えばセ
ラミックパッケージとすることができる。
ポリイミド系樹脂層上の第1のフォトレジストには、レ
ンズ原形となる第2のフォトレジストの形成前の段階で
、電極パッド部上において開口部等の凹部が形成される
。このためレンズ原形の転写工程中に、同時に前記凹部
を反映した開口部が形成され電極パッド部を露出させる
ことができる。従って、非感光性なポリイミド系樹脂層
を用いて、透明樹脂で封止した場合のマイクロレンズの
集光性を維持しながら、電極パッド部に容易にワイヤボ
ンディングすることができる。
の高いポリイミド系樹脂層を用いるため、樹脂封止する
場合にも、レンズの変形が防止される。また、ポリイミ
ド系樹脂層は加熱キュア温度等も低いため、染色層の褪
色の問題も発生しない。
される固体撮像装置の一例の受光部付近の断面図
】本発明の固体撮像装置の製造方法によって製造される
固体撮像装置の一例を透明樹脂を用いて樹脂封止した場
合のパッケージの断面を示す断面図
体撮像装置の製造方法の第1の実施例における染色層形
成工程までの工程断面図
の製造方法の第1の実施例におけるポリイミド系樹脂薄
膜形成工程までの工程断面図
例におけるレジスト層の選択露光工程までの工程断面図
例における選択露光したレジスト層の現像工程までの工
程断面図
例における第2のレジスト層の選択露光工程までの工程
断面図
例における第2のレジスト層によにレンズ原形形成工程
までの工程断面図
例におけるレンズ原形をレジスト層に転写する転写工程
までの工程断面図
施例におけるマイクロレンズを形成すると共に電極パッ
ド部上に開口部を形成する工程までの工程断面図
1】本発明の固体撮像装置の製造方法の第1の実施例に
おける透明樹脂封止工程までの工程断面図
発明の固体撮像装置の製造方法の第2の実施例における
レジスト層の選択露光工程までの工程断面図
施例におけるレジスト層及びポリイミド前駆体層の湿式
現像工程までの工程断面図
施例におけるレジスト層の剥離工程までの工程断面図
図15】本発明の固体撮像装置の製造方法の第2の実施
例における第2のレジスト層の選択露光工程までの工程
断面図
施例におけるレンズ原形の形成工程までの工程断面図
図17】本発明の固体撮像装置の製造方法の第2の実施
例におけるポリイミド系樹脂薄膜へのレンズ形状の転写
及び電極パッド部上の平坦化層の開口を同時に行うエッ
チング工程までの工程断面図
ジスト層 32,53…レンズ原形 33,55…マイクロレンズ 52…レジスト層
Claims (2)
- 【請求項1】 基板全面にポリイミド系樹脂層を形成
する工程と、上記基板全面に第1のフォトレジストを形
成する工程と、電極パッド面上の上記第1のフォトレジ
ストを除去する工程と、上記基板全面に第2のフォトレ
ジストを形成する工程と、上記第2のフォトレジストを
受光部に対応して選択的に除去する工程と、上記受光部
上の上記第2のフォトレジストを加熱して第1の集光レ
ンズ原形を形成する工程と、エッチバックにより上記第
1の集光レンズ原形を上記第1のフォトレジストに転写
し第2の集光レンズ原形を形成する工程と、エッチバッ
クにより上記第2の集光レンズ原形を上記ポリイミド系
樹脂層に転写し集光レンズを形成すると共に、上記電極
パッド面を露出させる工程とを有する固体撮像装置の製
造方法。 - 【請求項2】 基板全面にポリイミド系樹脂層を形成
する工程と、上記基板全面に第1のフォトレジストを形
成する工程と、電極パッド面上の上記第1のフォトレジ
ストを選択的に除去する工程と、上記電極パッド面上の
ポリイミド系樹脂層を除去する工程と、残った上記第1
のフォトレジストを除去する工程と、基板全面に第2の
フォトレジストを形成する工程と、上記第2のフォトレ
ジストを受光部に対応して選択的に除去する工程と、上
記受光部上の上記第2のフォトレジストを加熱して集光
レンズ原形を形成する工程と、エッチバックにより上記
集光レンズ原形を上記ポリイミド系樹脂層に転写し集光
レンズを形成すると共に、上記電極パッド面を露出させ
る工程とを有する固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05800991A JP3158466B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 固体撮像装置の製造方法 |
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JPH04273475A true JPH04273475A (ja) | 1992-09-29 |
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Family
ID=13071972
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Country | Link |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11126892A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-05-11 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2003046874A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-14 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子の製造方法 |
JP2003051588A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2006344656A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Fujifilm Holdings Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
JP2008244478A (ja) | 2007-03-19 | 2008-10-09 | Magnachip Semiconductor Ltd | フォトマスク及びそれを用いるイメージセンサの製造方法 |
US8139131B2 (en) | 2005-01-18 | 2012-03-20 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device and fabrication method thereof, and camera incorporating the solid state imaging device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150137296A1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Color Filter Array and Micro-Lens Structure for Imaging System |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP05800991A patent/JP3158466B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH11126892A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-05-11 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
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