JPH06302794A - Manufacture of solid-state image sensing element - Google Patents
Manufacture of solid-state image sensing elementInfo
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- JPH06302794A JPH06302794A JP5114213A JP11421393A JPH06302794A JP H06302794 A JPH06302794 A JP H06302794A JP 5114213 A JP5114213 A JP 5114213A JP 11421393 A JP11421393 A JP 11421393A JP H06302794 A JPH06302794 A JP H06302794A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像素子の製
法、特にオンチップマイクロレンズ（ＯＭＬ）を搭載し
た、光電変換部近傍にボンディングパッド部を有する固
体撮像素子の製法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state image sensor, and more particularly to a method for manufacturing a solid-state image sensor having an on-chip microlens (OML) and a bonding pad section near a photoelectric conversion section.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、オンチップマイクロレンズを搭載
した光電変換部近傍にボンディングパッド部を有する固
体撮像素子の製法としては、例えば、図２の製造工程図
に示すような製法が知られている。この製法は、まず図
２の（Ａ）に示すように、光電変換部の近傍の固体撮像
素子基板21上にボンディングパッド部としてのアルミ電
極20が形成されており、このアルミ電極20を含む固体撮
像素子基板21の表面凹凸を一定値以下に抑えると共に、
上部に形成するオンチップマイクロレンズの焦点距離を
合わせるために、平坦化層22をスピンコートによって形
成する。この平坦化層22は、光学的に透明な感光性樹
脂、例えば、ＰＭＭＡ，ＰＧＭＡ等を用いる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of manufacturing a solid-state image pickup device having a bonding pad portion near a photoelectric conversion portion mounted with an on-chip microlens, for example, a manufacturing method shown in the manufacturing process diagram of FIG. 2 is known. . In this manufacturing method, first, as shown in FIG. 2A, an aluminum electrode 20 as a bonding pad portion is formed on a solid-state image pickup device substrate 21 in the vicinity of the photoelectric conversion portion. While suppressing the surface unevenness of the image pickup device substrate 21 to a certain value or less,
The flattening layer 22 is formed by spin coating in order to match the focal length of the on-chip microlenses formed on the upper portion. The flattening layer 22 is made of an optically transparent photosensitive resin, such as PMMA or PGMA.
【０００３】続いて、ボンディングパッド部のみを開口
するように、平坦化層22を構成する樹脂に感度を有する
波長域にてフォトリソグラフィーを施し、パッド部を露
出させる。そののち、図２の（Ｂ）に示すように、レン
ズ層となる感光性樹脂23を平坦化層22と同様にスピンコ
ートによって形成し、次いで図２の（Ｃ）に示すよう
に、フォトリソグラフィー及び熱フローで、マイクロレ
ンズ24を形成すると共にパッド窓26を得るものである。
なお、図示していないが、ＰＮ接合ダイオード等よりな
るフォトダイオードは、各マイクロレンズ24の直下の固
体撮像素子基板21中に形成されている。また、簡略化の
ため、カラーフィルターは図示を省略している。Subsequently, the resin forming the planarizing layer 22 is subjected to photolithography in a wavelength range having sensitivity so that only the bonding pad portion is opened, and the pad portion is exposed. After that, as shown in FIG. 2B, a photosensitive resin 23 to be a lens layer is formed by spin coating similarly to the flattening layer 22, and then, as shown in FIG. 2C, photolithography is performed. And heat flow to form the microlens 24 and the pad window 26.
Although not shown, a photodiode including a PN junction diode or the like is formed in the solid-state image pickup device substrate 21 immediately below each microlens 24. Further, for simplification, the color filter is not shown.
【０００４】また、図３の製造工程図に示す製法も知ら
れている。この製法は、まず図３の（Ａ）に示すよう
に、アルミ電極30を含む固体撮像素子基板31の表面凹凸
を一定値以下に抑えると共に、上部に形成するオンチッ
プマイクロレンズの焦点距離を合わせるために、平坦化
層32をスピンコートによって形成する。この平坦化層32
は光学的に透明なアクリル樹脂，ポリイミド樹脂，エポ
キシ樹脂，アルキッド樹脂等で形成され、続いて連続的
にレンズ層となる感光性樹脂33を、平坦化層32と同様に
スピンコートによって形成する。A manufacturing method shown in the manufacturing process chart of FIG. 3 is also known. In this manufacturing method, first, as shown in FIG. 3A, the surface unevenness of the solid-state imaging device substrate 31 including the aluminum electrode 30 is suppressed to a certain value or less, and the focal length of the on-chip microlens formed on the upper surface is adjusted. Therefore, the planarization layer 32 is formed by spin coating. This flattening layer 32
Is formed of an optically transparent acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, alkyd resin, or the like, and subsequently, a photosensitive resin 33 serving as a lens layer is formed by spin coating similarly to the flattening layer 32.
【０００５】次いで、図３の（Ｂ）に示すように、フォ
トリソグラフィー及び熱フローで、マイクロレンズ34を
得たのち、パッド窓開け用レジスト35をマイクロレンズ
34を含む全面にスピンコートによって形成し、フォトリ
ソグラフィーによりパッド部のパターニングを行う。続
いてフッ化炭素ＣＦ4 と酸素Ｏ2 からなるプラズマでド
ライエッチングを行い、アルミ電極30上の平坦化層32を
除去し、次いで、図３の（Ｃ）に示すように、レジスト
35を剥離除去することによりパッド窓36を得るものであ
る。Next, as shown in FIG. 3B, after the microlens 34 is obtained by photolithography and heat flow, the pad window opening resist 35 is placed on the microlens.
The entire surface including 34 is formed by spin coating, and the pad portion is patterned by photolithography. Subsequently, dry etching is performed with plasma composed of fluorocarbon CF 4 and oxygen O 2 to remove the flattening layer 32 on the aluminum electrode 30, and then, as shown in FIG.
The pad window 36 is obtained by peeling and removing 35.
【０００６】なお、この際、カラーフィルターがある場
合は、フッ化炭素ＣＦ4 と酸素Ｏ2からなるプラズマ
で、アルミ電極30上の平坦化層32と共にフィルター用保
護膜（図示せず）を除去し、そして最後に、パッド窓開
け用レジスト35を剥離除去することとなる。At this time, if there is a color filter, the filter protective film (not shown) is removed together with the flattening layer 32 on the aluminum electrode 30 by plasma consisting of fluorocarbon CF 4 and oxygen O 2. Then, finally, the pad window opening resist 35 is peeled and removed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
固体撮像素子の製法において、図２に示す製法では、パ
ッド部（アルミ電極20）を露出させてパッド窓26を先に
形成し、続いてレンズ層となる感光性樹脂23をスピンコ
ートで形成するため、パッド窓26の段差部分により、感
光性樹脂23のコーティングの際、塗りむらが生じ、結果
的にオンチップマイクロレンズ24の形状が、図４におい
て27で示すように、チップ内でばらつくこととなり、撮
像むら等の不具合が生ずることとなる。In the conventional manufacturing method of the solid-state image pickup device shown in FIG. 2, the pad portion (aluminum electrode 20) is exposed to form the pad window 26 first, and then the pad window 26 is formed. Since the photosensitive resin 23 to be the lens layer is formed by spin coating, unevenness occurs during coating of the photosensitive resin 23 due to the stepped portion of the pad window 26, resulting in the shape of the on-chip microlens 24. As indicated by 27 in FIG. 4, there are variations within the chip, which leads to problems such as uneven imaging.
【０００８】また図３に示す製法では、パッド窓開け用
レジスト35とレンズ34を形成している樹脂との界面で一
部の両材料が混合し、パッド窓開口後、パッド窓開け用
レジスト35の剥離を行っても、図５に示すように、剥離
液に対して不溶な界面層35ａが形成される。この界面層
35ａは不均一に形成されると共に透過率を減少させるの
で、透過率の不均一による撮像むらを増加して、歩留り
を低下させる。In the manufacturing method shown in FIG. 3, a part of both materials is mixed at the interface between the pad window opening resist 35 and the resin forming the lens 34, and after the pad window opening, the pad window opening resist 35 is formed. Even if the peeling is performed, as shown in FIG. 5, the interface layer 35a insoluble in the peeling liquid is formed. This interface layer
Since 35a is formed non-uniformly and the transmittance is reduced, the imaging unevenness due to the non-uniformity of the transmittance is increased and the yield is reduced.
【０００９】これに対し、２つの樹脂間に水溶性樹脂を
介在させることによって、樹脂間の不溶な界面層の生成
を防止することが提案されている（特開昭５９−１７５
７２５号公報参照）。しかし、この手法においては、パ
ッド窓開け用レジストのパターニング後、露出した水溶
性樹脂部分を水又は水を含む溶液で除去する際、サイド
方向の溶解が進行するので、精度のよいパターニングが
困難であると共に、パターンのリフトオフによるパッド
窓開け用レジストの剥がれがダストの原因となる。On the other hand, it has been proposed to prevent the formation of an insoluble interface layer between the two resins by interposing a water-soluble resin between the two resins (JP-A-59-175).
725). However, in this method, after patterning of the resist for opening the pad window, when removing the exposed water-soluble resin portion with water or a solution containing water, dissolution in the side direction progresses, so accurate patterning is difficult. At the same time, the peeling off of the pad window opening resist due to the lift-off of the pattern causes dust.
【００１０】本発明は、従来の固体撮像素子の製法にお
ける上記問題点を解消するためになされたもので、パッ
ド窓の凹凸によるレンズ層用樹脂の塗りむらが原因とな
る撮像むら、あるいはレンズとパッド窓開け用レジスト
との間に形成される不溶な界面層が原因となる撮像むら
を引き起こすことなく、パッド窓のパターニングが精度
よくできるようにした固体撮像素子の製法を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the conventional manufacturing method of a solid-state image pickup device, and it is an image pickup unevenness caused by uneven coating of a resin for a lens layer due to unevenness of a pad window, or a lens An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid-state image sensor capable of accurately patterning a pad window without causing imaging unevenness caused by an insoluble interface layer formed between the pad window opening resist and the resist. To do.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、オンチップマイクロレンズを搭
載した、光電変換部近傍にボンディングパッド部を有す
る固体撮像素子の製法において、固体撮像素子基板上に
オンチップマイクロレンズを形成したのち、該オンチッ
プマイクロレンズ上にスピン・オン・グラス等の酸化膜
を形成し、該酸化膜上にパッド窓開け用レジスト膜を形
成してパターニングを行い、前記ボンディングパッド部
に通じるパッド窓を形成するものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a solid-state image pickup device in a method of manufacturing a solid-state image pickup device having an on-chip microlens and having a bonding pad portion near a photoelectric conversion portion. After forming an on-chip microlens on the element substrate, an oxide film such as spin-on-glass is formed on the on-chip microlens, and a pad window opening resist film is formed on the oxide film for patterning. Then, a pad window communicating with the bonding pad portion is formed.
【００１２】このようにパッド窓開け工程をマイクロレ
ンズ形成後に行うため、レンズ形成用樹脂の塗りむらが
発生しない。またマイクロレンズとパッド窓開け用レジ
ストとの間に、スピン・オン・グラス等の酸化膜を介在
させているので、マイクロレンズ形成用樹脂とレジスト
膜が混合することがなく、不溶な界面層の生成を防止で
き、界面層に起因する撮像むらの発生を防止することが
できる。Since the pad window opening process is performed after the microlenses are formed in this manner, uneven coating of the lens forming resin does not occur. Moreover, since an oxide film such as spin-on-glass is interposed between the microlens and the resist for opening the pad window, the resin for forming the microlens and the resist film are not mixed, and an insoluble interface layer is formed. It is possible to prevent the generation, and it is possible to prevent the occurrence of imaging unevenness due to the interface layer.
【００１３】[0013]
【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る固体撮像素子の製法の一実施例を説明するため
の製造工程を示す図である。なお、図１において、簡略
化のため受光部及びカラーフィルター部分の図示を省略
している。まず、図１の（Ａ）に示すように、ボンディ
ングパッド部を構成するアルミ電極10を含む固体撮像素
子基板11の表面凹凸を一定値以下に抑えると共に、上部
に形成するオンチップマイクロレンズの焦点距離を合わ
せるために、平坦化層12をスピンコートによって形成す
る。この平坦化層12は、光学的に透明な感光性樹脂を用
いて形成する。次いで、熱処理等で平坦化層12を構成す
る樹脂を硬化させたのち、連続してレンズ層となる感光
性樹脂を同様にスピンコートによって形成し、フォトリ
ソグラフィーでマイクロレンズを形成する位置に矩形パ
ターン13を得る。EXAMPLES Next, examples will be described. FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process for explaining an embodiment of a method for manufacturing a solid-state image sensor according to the present invention. Note that, in FIG. 1, the illustration of the light receiving portion and the color filter portion is omitted for simplification. First, as shown in FIG. 1A, the surface unevenness of the solid-state imaging device substrate 11 including the aluminum electrode 10 that constitutes the bonding pad portion is suppressed to a certain value or less, and the focus of the on-chip microlens formed on the top surface is reduced. The flattening layer 12 is formed by spin coating to match the distances. The flattening layer 12 is formed using an optically transparent photosensitive resin. Then, after curing the resin forming the flattening layer 12 by heat treatment or the like, a photosensitive resin to be a lens layer is continuously formed by spin coating in the same manner, and a rectangular pattern is formed at a position where a microlens is formed by photolithography. Get 13.
【００１４】続いて、図１の（Ｂ）に示すように、矩形
パターン13を構成する感光性樹脂の熱軟化点以上で熱フ
ローを施し、マイクロレンズ14を得る。次にマイクロレ
ンズ14を含む全面にスピン・オン・グラス15を形成し、
続いてパッド窓開け用レジスト16を同様にスピンコート
で形成する。次いで、フォトリソグラフィーでボンディ
ングパッド部を開口するようにパターニングして、パッ
ド窓開け用レジストパターン16Ａを得る。続いて、図１
の（Ｃ）に示すように、パッド窓開け用レジストパター
ン16Ａをマスクとし、スピン・オン・グラス15のエッチ
ングをバッファードフッ酸（ＢＨＦ）等により行い、パ
ターン15Ａを得る。Subsequently, as shown in FIG. 1B, a heat flow is performed at a temperature equal to or higher than the heat softening point of the photosensitive resin forming the rectangular pattern 13 to obtain the microlens 14. Next, spin-on-glass 15 is formed on the entire surface including the microlens 14,
Subsequently, a pad window opening resist 16 is similarly formed by spin coating. Then, patterning is performed by photolithography so as to open the bonding pad portion to obtain a pad window opening resist pattern 16A. Then, Fig. 1
(C), the pad-window opening resist pattern 16A is used as a mask to etch the spin-on-glass 15 with buffered hydrofluoric acid (BHF) or the like to obtain a pattern 15A.
【００１５】次いで、図１の（Ｄ）に示すように、パッ
ド窓開け用レジストパターン16Ａを除去したのち、パタ
ーン15Ａをマスクとして、フッ化炭素ＣＦ4 と酸素Ｏ2
からなるプラズマでドライエッチングを行い、アルミ電
極10上の平坦化層12を除去し、パッド窓17を得る。この
際、スピン・オン・グラスパターン15Ａはフッ化炭素Ｃ
Ｆ4 と酸素Ｏ2 からなるプラズマに対して、充分なマス
ク性があるためプロセスマージンが大きい。そして最後
に、図１の（Ｅ）に示すように、スピン・オン・グラス
パターン15Ａをバッファードフッ酸（ＢＨＦ）等により
除去することにより、オンチップマイクロレンズ14を搭
載したボンディングパッド部を有する固体撮像素子が得
られる。Next, as shown in FIG. 1D, after removing the pad window opening resist pattern 16A, the fluorocarbon CF 4 and oxygen O 2 are used with the pattern 15A as a mask.
Dry etching is performed with plasma consisting of to remove the flattening layer 12 on the aluminum electrode 10 to obtain a pad window 17. At this time, the spin-on-glass pattern 15A is fluorocarbon C
The process margin is large because of the sufficient masking property for the plasma composed of F 4 and oxygen O 2 . Finally, as shown in FIG. 1E, the spin-on-glass pattern 15A is removed by buffered hydrofluoric acid (BHF) or the like to have a bonding pad portion on which the on-chip microlens 14 is mounted. A solid-state image sensor can be obtained.
【００１６】この実施例により得られる固体撮像素子に
おいては、パッド窓開け工程をマイクロレンズ形成後に
行うため、レンズ形成用樹脂の塗りむらが原因となる撮
像むらが生じない。またパッド窓開け用レジストとマイ
クロレンズとの間に、スピン・オン・グラスが介在する
こととなり、従来の製法において生じていた不溶な界面
層が生成されるのを防止でき、界面層に起因する撮像む
らによる歩留り低下を回避することができる。In the solid-state image pickup device obtained in this embodiment, since the pad window opening step is performed after the microlenses are formed, image pickup unevenness caused by uneven coating of the lens forming resin does not occur. Further, since spin-on-glass is interposed between the resist for opening the pad window and the microlens, it is possible to prevent generation of an insoluble interface layer, which has occurred in the conventional manufacturing method, and it is caused by the interface layer. It is possible to avoid a decrease in yield due to uneven imaging.
【００１７】なお、上記実施例では、マイクロレンズと
レジスト膜との間に介在させるものとして、スピン・オ
ン・グラスを用いたものを示したが、スピン・オン・グ
ラス等の酸化膜以外でも、マイクロレンズを構成する樹
脂材料と異なり、且つ平坦化層のプラズマエッチング時
に、良好なマスク性を有する材料であれば、同様に用い
ることができる。In the above embodiment, spin-on-glass is used as the material to be interposed between the microlens and the resist film, but other than oxide film such as spin-on-glass, A material different from the resin material forming the microlens and having a good masking property at the time of plasma etching of the planarization layer can be similarly used.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、パッド窓開け工程をマイクロレンズ形
成後に行うため、レンズ形成用樹脂の塗りむらが発生せ
ず、それにより撮像むらの生じない固体撮像素子が得ら
れる。またマイクロレンズとパッド窓開け用レジストと
の間に、スピン・オン・グラス等の酸化膜を介在させた
ので、マイクロレンズ形成用樹脂とレジスト膜が混合す
ることなく、不溶な界面層の生成を防止することがで
き、界面層に起因する撮像むらによる歩留りの低下を回
避することの可能な固体撮像素子が得られる。As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, since the pad window opening step is performed after the microlenses are formed, uneven coating of the lens-forming resin does not occur, and thereby a solid-state image pickup element without uneven imaging can be obtained. Moreover, since an oxide film such as spin-on-glass is interposed between the microlens and the resist for opening the pad window, the insoluble interface layer can be formed without mixing the resin for forming the microlens and the resist film. It is possible to obtain a solid-state imaging device that can be prevented and can avoid a decrease in yield due to uneven imaging due to the interface layer.
【図１】本発明に係る固体撮像素子の製法の一実施例を
説明するための製造工程図である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram for explaining one embodiment of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention.
【図２】従来の固体撮像素子の製法の一例を説明するた
めの製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram for explaining an example of a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device.
【図３】従来の固体撮像素子の製法の他の例を説明する
ための製造工程図である。FIG. 3 is a manufacturing process diagram for explaining another example of the conventional method for manufacturing a solid-state imaging device.
【図４】図２に示した従来例の問題点を説明するための
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a problem of the conventional example shown in FIG.
【図５】図３に示した従来例の問題点を説明するための
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a problem of the conventional example shown in FIG.
10 アルミ電極 11 固体撮像素子基板 12 平坦化層 13 矩形パターン 14 マイクロレンズ 15 スピン・オン・グラス 15Ａ スピン・オン・グラスパターン 16 パッド窓開け用レジスト 16Ａ パッド窓開け用レジストパターン 17 パッド窓 10 Aluminum electrode 11 Solid-state image sensor substrate 12 Flattening layer 13 Rectangular pattern 14 Microlens 15 Spin-on-glass 15A Spin-on-glass pattern 16 Pad window opening resist 16A Pad window opening resist pattern 17 Pad window
Claims (1)
光電変換部近傍にボンディングパッド部を有する固体撮
像素子の製法において、固体撮像素子基板上にオンチッ
プマイクロレンズを形成したのち、該オンチップマイク
ロレンズ上にスピン・オン・グラス等の酸化膜を形成
し、該酸化膜上にパッド窓開け用レジスト膜を形成して
パターニングを行い、前記ボンディングパッド部に通じ
るパッド窓を形成することを特徴とする固体撮像素子の
製法。1. An on-chip microlens is mounted,
In a method of manufacturing a solid-state image sensor having a bonding pad section near a photoelectric conversion section, an on-chip microlens is formed on a solid-state image sensor substrate, and then an oxide film such as spin-on-glass is formed on the on-chip microlens. Then, a resist film for opening a pad window is formed on the oxide film and patterned to form a pad window communicating with the bonding pad portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5114213A JPH06302794A (en) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Manufacture of solid-state image sensing element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5114213A JPH06302794A (en) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Manufacture of solid-state image sensing element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302794A true JPH06302794A (en) | 1994-10-28 |
Family
ID=14632054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5114213A Withdrawn JPH06302794A (en) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Manufacture of solid-state image sensing element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302794A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6861207B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-03-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for fabricating microlens with lithographic process |
| JP2005129952A (en) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Mangnachip Semiconductor Ltd | Method for manufacturing cmos image sensor |
| JP2007073966A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Magnachip Semiconductor Ltd | Method for manufacturing image sensor capable of saving lto (linear tape-open) protective film |
| JP2009277732A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Sony Corp | Method of manufacturing solid-state imaging device |
| JP2011243621A (en) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Jsr Corp | Method for forming pad window leading to bonding pad part and composition for forming protection film |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP5114213A patent/JPH06302794A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |