JPH10341012A - Manufacture of solid-state image-pickup element - Google Patents

Manufacture of solid-state image-pickup element

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JPH10341012A
JPH10341012A JP15121597A JP15121597A JPH10341012A JP H10341012 A JPH10341012 A JP H10341012A JP 15121597 A JP15121597 A JP 15121597A JP 15121597 A JP15121597 A JP 15121597A JP H10341012 A JPH10341012 A JP H10341012A
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JP
Japan
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resist
pigment
filter layer
solid
water
Prior art date
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Application number
JP15121597A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Komatsu
公 小松
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To drastically improve the characteristic of a color solid-state image- pickup element with the color filters of on-chip structures which are formed thereon using pigment resists. SOLUTION: For example, a pigment resist 22 with a red pigment previously distributed therein is applied on a silicon substrate 11 with a solid pickup element formed thereon. After applying a water-soluble resist 31 to the pigment resist 22, a resist 32 with a dry-etching resistance is further applied thereto. Then, a mask pattern 32a is formed by patterning the resist 32, the dry etching processings of the resists 31, 22 are performed to form a red filter layer 22'. Similarly, repeating the foregoing processes, pigment resists 23, 24 with respective green and blue pigments previously distributed therein are used to form green and blue filter layers 23', 24'.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、固体撮像素子の
製造方法に関するもので、特に、カラー固体撮像素子で
用いられるフィルターの形成に関するものである。
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 forming a filter used in a color solid-state image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カラー固体撮像素子のフィルター
として、フィルター層に顔料レジストを用いたものが開
発されている。図3は、カラー固体撮像素子を例に、顔
料レジストを用いたフィルター層の形成方法の概略を示
すものである。なお、ここでは固体撮像素子の内部構造
については省略して説明する。
2. Description of the Related Art Hitherto, a filter using a pigment resist for a filter layer has been developed as a filter of a color solid-state imaging device. FIG. 3 schematically shows a method of forming a filter layer using a pigment resist, taking a color solid-state imaging device as an example. Here, the internal structure of the solid-state imaging device will be omitted and described.

【0003】まず、固体撮像素子が形成された基板10
1の表面に、たとえば、アクリル系の樹脂であるEEP
(エトキシ・プロピオン・酸エチル)に、あらかじめ赤
(R)の顔料を分散させた顔料レジスト201を、その
表面が平坦となるように塗布する(同図(a)参照)。
First, a substrate 10 on which a solid-state image sensor is formed is provided.
1 is, for example, EEP which is an acrylic resin
A pigment resist 201 in which a red (R) pigment is dispersed in advance is applied to (ethoxy, propion, ethyl acid) so that the surface thereof is flat (see FIG. 3A).

【0004】そして、その顔料レジスト201をマスク
301を用いて露光させ、Rのフィルター層の形成位置
に対応する部分の顔料レジスト201aだけを硬化させ
る(同図(b)参照)。
The pigment resist 201 is exposed using a mask 301, and only the pigment resist 201a corresponding to the position where the R filter layer is formed is cured (see FIG. 1B).

【0005】この後、顔料レジスト201を現像し、硬
化された顔料レジスト201aだけを残存させることに
より、基板101の表面にRのフィルター層201´を
形成する(同図(c)参照)。
Thereafter, the pigment resist 201 is developed to leave only the cured pigment resist 201a, thereby forming an R filter layer 201 'on the surface of the substrate 101 (see FIG. 1C).

【0006】同様にして、上記したプロセスを繰り返
し、G,Bの各フィルター層202´,203´をそれ
ぞれ形成することにより、R,G,Bのカラーフィルタ
ーを備える固体撮像素子が構成される。
Similarly, the above-described process is repeated to form the G and B filter layers 202 'and 203', respectively, thereby forming a solid-state imaging device having R, G and B color filters.

【0007】すなわち、Rのフィルター層201´が形
成された基板101の表面に、たとえば、EEPに緑
(G)の顔料を分散させた顔料レジスト202を塗布し
た後、それをマスク302を用いて露光させる。そし
て、その顔料レジスト202を現像し、Gのフィルター
層の形成位置に対応する部分の顔料レジスト202aだ
けを残存させることにより、基板101の表面にGのフ
ィルター層202´を形成する(同図(d)〜(f)参
照)。
That is, for example, a pigment resist 202 in which a green (G) pigment is dispersed in EEP is applied to the surface of the substrate 101 on which the R filter layer 201 ′ is formed. Expose. Then, the pigment resist 202 is developed to leave only the portion of the pigment resist 202a corresponding to the position where the G filter layer is formed, thereby forming a G filter layer 202 ′ on the surface of the substrate 101 (FIG. d) to (f)).

【0008】また、Rのフィルター層201´およびG
のフィルター層202´が形成された基板101の表面
に、たとえば、EEPに青(B)の顔料を分散させた顔
料レジスト203を塗布した後、それをマスク303を
用いて露光させる。そして、その顔料レジスト203を
現像し、Bのフィルター層の形成位置に対応する部分の
顔料レジスト203aだけを残存させることにより、基
板101の表面にBのフィルター層203´を形成する
(同図(g)〜(i)参照)。
Further, the R filter layer 201 'and the G
Is applied to the surface of the substrate 101 on which the filter layer 202 ′ is formed, for example, by applying a pigment resist 203 in which a blue (B) pigment is dispersed in EEP, and then exposing it using a mask 303. Then, the pigment resist 203 is developed to leave only the portion of the pigment resist 203a corresponding to the formation position of the B filter layer, thereby forming the B filter layer 203 'on the surface of the substrate 101 (FIG. g) to (i)).

【0009】このように、上記した従来のカラー固体撮
像素子では、顔料レジスト201,202,203を、
いわゆるPEP(Photo Engraving Process )によりパ
ターニングすることで、フィルター層201´,202
´,203´をそれぞれ形成するようになっていた。
As described above, in the above-described conventional color solid-state imaging device, the pigment resists 201, 202, and 203 are
By patterning by the so-called PEP (Photo Engraving Process), the filter layers 201 ', 202
', 203' respectively.

【0010】しかしながら、フィルター層201´,2
02´,203´の形成に用いられる顔料レジスト20
1,202,203は、その特性上、PEPによるパタ
ーニングの解像性が悪く、微細な加工が困難であるとと
もに、フィルター層201´,202´,203´のパ
ターン形状(プロファイル)も優れないという問題があ
った。
However, the filter layers 201 ', 2
Pigment resist 20 used for forming 02 ', 203'
1, 202, and 203 have poor resolution in patterning by PEP due to their characteristics, making it difficult to perform fine processing, and also have poor pattern shapes (profiles) of the filter layers 201 ', 202', and 203 '. There was a problem.

【0011】また、PEPによるパターニングでは、現
像によって未露光部(顔料レジスト201a,202
a,203a以外)の顔料レジスト201,202,2
03を完全に除去するのが難しい。このため、たとえば
図4に示すように、除去しきれなかった顔料レジストの
一部が残渣401として多く存在する場合、それがダス
トとなって、固体撮像素子の特性を低下させるといった
欠点があった。
In patterning by PEP, unexposed portions (pigment resists 201a, 202) are developed.
a, 203a) pigment resists 201, 202, 2
03 is difficult to completely remove. For this reason, as shown in FIG. 4, for example, when a large part of the pigment resist that cannot be removed is present as a residue 401, the residue becomes dust, which has the disadvantage of deteriorating the characteristics of the solid-state imaging device. .

【0012】特に、カラー固体撮像素子においては、他
の画素上(他のフィルター層の形成位置)での残渣40
1の存在は混色の原因となるなど、他の画素に対して多
大な悪影響をおよぼすことになる。
In particular, in the case of a color solid-state imaging device, the residue 40 on another pixel (where another filter layer is formed).
The presence of 1 has a great adverse effect on other pixels, such as causing color mixing.

【0013】このような不具合を解決するため、現状で
は、ブラシを用いた物理的な洗浄処理(いわゆる、ブラ
ッシング)によって、残渣401の除去を行っているの
が実情である。
In order to solve such a problem, at present, the residue 401 is removed by a physical cleaning process (so-called brushing) using a brush.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、解像性が悪い顔料レジストを微細に加工す
るのが困難であり、フィルターのパターンプロファイル
も優れないばかりか、残渣の発生が固体撮像素子の特性
を低下させるなどの問題があった。
As described above, in the prior art, it is difficult to finely process a pigment resist having a low resolution, not only the pattern profile of the filter is not excellent but also the generation of residues. There have been problems such as deterioration of the characteristics of the solid-state imaging device.

【0015】そこで、この発明は、顔料レジストを微細
に加工できるとともに、パターンプロファイルに優れた
フィルター層を、残渣を発生させることなしに形成で
き、素子の特性を向上させることが可能な固体撮像素子
の製造方法を提供することを目的としている。
Accordingly, the present invention provides a solid-state image pickup device capable of finely processing a pigment resist, forming a filter layer having an excellent pattern profile without generating a residue, and improving the characteristics of the device. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing method.

【0016】[0016]

【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、この発明の固体撮像素子の製造方法にあっては、
半導体基板上に固体撮像素子を形成する第一の工程と、
前記固体撮像素子が形成された基板の表面に、フィルタ
ー層を形成するための顔料レジストを塗布する第二の工
程と、前記顔料レジスト上に水溶性レジストを塗布する
第三の工程と、前記水溶性レジスト上に、耐ドライエッ
チング性を有するレジストパターンを形成する第四の工
程と、前記レジストパターンにしたがって、前記水溶性
レジストおよび前記顔料レジストを選択的にエッチング
し、前記顔料レジストからなるフィルター層を形成する
第五の工程とからなっている。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention comprises the steps of:
A first step of forming a solid-state imaging device on a semiconductor substrate,
A second step of applying a pigment resist for forming a filter layer on the surface of the substrate on which the solid-state imaging device is formed; a third step of applying a water-soluble resist on the pigment resist; and A fourth step of forming a resist pattern having dry-etching resistance on the hydrophilic resist, and selectively etching the water-soluble resist and the pigment resist according to the resist pattern, thereby forming a filter layer made of the pigment resist. And a fifth step of forming

【0017】この発明の固体撮像素子の製造方法によれ
ば、解像性の良い耐ドライエッチング性を有するレジス
トパターンを用いて、解像性が悪い顔料レジストをパタ
ーニングするようにしている。これにより、顔料レジス
トの解像性を改善できるとともに、不必要な顔料レジス
トを確実に除去することが可能となるものである。
According to the method of manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, a pigment resist having poor resolution is patterned by using a resist pattern having good resolution and dry etching resistance. As a result, the resolution of the pigment resist can be improved, and unnecessary pigment resist can be reliably removed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の
一形態にかかる、カラーフィルターを備える固体撮像素
子の概略構成を示すものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a solid-state imaging device having a color filter according to an embodiment of the present invention.

【0019】すなわち、このカラー固体撮像装置は、た
とえば、シリコン基板(半導体基板)11上の凹部12
に入射した光を光電変換し、その光の強さに応じた電荷
を生じさせるための、受光層13を備える感光画素部1
4が選択的に設けられている。
That is, this color solid-state image pickup device has, for example, a concave portion 12 on a silicon substrate (semiconductor substrate) 11.
Pixel portion 1 provided with a light receiving layer 13 for photoelectrically converting light incident on the pixel and generating electric charges corresponding to the intensity of the light.
4 are selectively provided.

【0020】そして、画素部14の相互間には、それぞ
れ、受光層13において生じた電荷を転送させるための
電荷転送部15が設けられている。この転送部15は、
上記受光層13につながる転送ゲート領域16、この転
送ゲート領域16につながる電荷転送領域17、およ
び、これらを制御する転送用ゲート電極18から構成さ
れている。
A charge transfer section 15 for transferring charges generated in the light receiving layer 13 is provided between the pixel sections 14. This transfer unit 15
It comprises a transfer gate region 16 connected to the light receiving layer 13, a charge transfer region 17 connected to the transfer gate region 16, and a transfer gate electrode 18 for controlling these.

【0021】また、上記電荷転送部15の電荷転送領域
17と、これに隣接する、上記画素部14の受光層13
との間には、相互を分離するためのチャネルストップ領
域19が設けられている。
The charge transfer region 17 of the charge transfer portion 15 and the light receiving layer 13 of the pixel portion 14 adjacent to the charge transfer region 17 are formed.
A channel stop region 19 for separating them from each other is provided.

【0022】また、上記凹部12を除く、上記転送用ゲ
ート電極18に対応する部分には、画素部14以外の部
分に入射する光を遮るための遮光層20が設けられてい
る。なお、この遮光層20と上記転送用ゲート電極18
の周囲、および、上記受光層13上には、それぞれ、透
明な絶縁膜21が形成されている。
A light-shielding layer 20 for blocking light incident on portions other than the pixel portion 14 is provided in a portion corresponding to the transfer gate electrode 18 except for the recess 12. The light shielding layer 20 and the transfer gate electrode 18
A transparent insulating film 21 is formed around the light-receiving layer 13 and on the light-receiving layer 13.

【0023】さらに、上記凹部12には、それぞれ、画
素部14ごとに顔料レジストからなるR,G,Bのフィ
ルター層22´,23´,24´が設けられて、カラー
フィルターが形成されている。
Further, the concave portions 12 are provided with R, G, B filter layers 22 ', 23', 24 'made of a pigment resist for each pixel portion 14, thereby forming a color filter. .

【0024】各フィルター層22´,23´,24´の
相互間および上面は、素子の表面が平坦となるように、
透明な保護膜25によって覆われている。さて、このよ
うな構成のカラー固体撮像素子におけるカラーフィルタ
ーは、以下のようにして形成される。
The upper and lower surfaces of the filter layers 22 ', 23' and 24 'are arranged so that the surface of the element becomes flat.
It is covered with a transparent protective film 25. The color filter in the color solid-state imaging device having such a configuration is formed as follows.

【0025】図2は、上記した構成のカラー固体撮像素
子を例に、顔料レジストを用いたフィルター層の形成方
法の概略を示すものである。なお、ここでは固体撮像素
子の内部構造については図示を省略して説明する。
FIG. 2 shows an outline of a method for forming a filter layer using a pigment resist, taking the color solid-state imaging device having the above-described configuration as an example. Here, the internal structure of the solid-state imaging device will be described with illustration omitted.

【0026】まず、固体撮像素子が形成されたシリコン
基板11上に、その表面の凹部12が完全に埋まるよう
に、たとえば、アクリル系の樹脂であるEEP(エトキ
シ・プロピオン・酸エチル)に、あらかじめ赤(R)の
顔料を分散させた顔料レジスト22を塗布する(同図
(a)参照)。
First, for example, EEP (ethoxy-propion-ethyl acid), which is an acrylic resin, is preliminarily placed on the silicon substrate 11 on which the solid-state imaging device is formed, so that the concave portion 12 on the surface is completely filled. A pigment resist 22 in which a red (R) pigment is dispersed is applied (see FIG. 3A).

【0027】次いで、上記顔料レジスト22の上面に、
水溶性レジスト(たとえば、イソプロピルアルコールに
純水を加えた水溶性を有するアクリル系の樹脂)31を
塗布する(同図(b)参照)。
Next, on the upper surface of the pigment resist 22,
A water-soluble resist (for example, a water-soluble acrylic resin obtained by adding pure water to isopropyl alcohol) 31 is applied (see FIG. 2B).

【0028】この場合、水溶性レジスト31は、後述す
るドライエッチング時およびマスクパターンの除去時
に、顔料レジスト22の表面がダメージを受けないよう
にするためのバッファ層として機能するもので、たとえ
ば、R,G,Bの各フィルター層22´,23´,24
´を形成するための、それぞれのドライエッチング処理
における多少のオーバーエッチングによっても、上記顔
料レジスト22(フィルター層22´)の表面がダメー
ジを受けない程度に十分に厚く形成する。
In this case, the water-soluble resist 31 functions as a buffer layer for preventing the surface of the pigment resist 22 from being damaged at the time of dry etching and removal of the mask pattern described later. , G, B filter layers 22 ', 23', 24
The pigment resist 22 (the filter layer 22 ') is formed thick enough so that the surface of the pigment resist 22 (the filter layer 22') is not damaged even by a slight over-etching in each dry etching process for forming the '.

【0029】次いで、上記水溶性レジスト31の上面
に、耐ドライエッチング性を有するレジスト(たとえ
ば、EEPを主成分とするフェノール系の樹脂)32を
塗布する(同図(c)参照)。
Next, a resist (for example, a phenol-based resin mainly composed of EEP) 32 having dry etching resistance is applied to the upper surface of the water-soluble resist 31 (see FIG. 3C).

【0030】次いで、耐ドライエッチング性を有する上
記レジスト32をパターニングして、Rのフィルター層
22´を形成するためのマスクパターン(レジストパタ
ーン)32aを形成する(同図(d)参照)。
Next, the resist 32 having dry etching resistance is patterned to form a mask pattern (resist pattern) 32a for forming the R filter layer 22 '(see FIG. 4D).

【0031】次いで、上記マスクパターン32aにした
がってドライエッチング処理を行って、上記マスクパタ
ーン32aごと、Rのフィルター層22´の形成に不必
要な部分の水溶性レジスト31と顔料レジスト22とを
除去し、基板11の表面にRのフィルター層22´を形
成する(同図(e)参照)。
Next, dry etching is performed in accordance with the mask pattern 32a to remove portions of the water-soluble resist 31 and the pigment resist 22 which are unnecessary for the formation of the R filter layer 22 'together with the mask pattern 32a. Then, an R filter layer 22 'is formed on the surface of the substrate 11 (see FIG. 3E).

【0032】その際、上記エッチング処理としては、R
のフィルター層22´の形成位置でのエッチングが、上
記水溶性レジスト31内で終点となるように制御する。
これにより、Rのフィルター層22´は、その表面にエ
ッチングによるダメージを受けることなしに形成され
る。
At this time, as the etching process, R
The etching at the position where the filter layer 22 ′ is formed is controlled to be the end point in the water-soluble resist 31.
As a result, the R filter layer 22 'is formed on the surface without being damaged by etching.

【0033】しかも、耐ドライエッチング性を有する上
記レジスト32は解像性に優れるため、上記顔料レジス
ト22を微細に加工できるとともに、パターンプロファ
イルに優れたフィルター層22´の形成が可能となる。
Moreover, since the resist 32 having dry etching resistance is excellent in resolution, the pigment resist 22 can be finely processed and a filter layer 22 'having an excellent pattern profile can be formed.

【0034】また、エッチングによってRのフィルター
層22´の形成に不必要な顔料レジスト22を完全に除
去できるようになるため、残渣が発生するといった問題
も解消できる。
Further, since the pigment resist 22 unnecessary for forming the R filter layer 22 'can be completely removed by the etching, the problem that a residue is generated can be solved.

【0035】以上のようにして、Rのフィルター層22
´の形成が終了すると、同様にして、上記したプロセス
が繰り返されて、G,Bの顔料を分散させた顔料レジス
ト23,24によるG,Bのフィルター層23´,24
´の形成が行われることにより、R,G,Bの三色のフ
ィルター層22´,23´,24´からなるオンチップ
構造のカラーフィルターが構成される。
As described above, the R filter layer 22
After the formation of the G and B filter layers 23 'and 24 by the pigment resists 23 and 24 in which the G and B pigments are dispersed, the formation of the G and B pigments is repeated.
Is formed, an on-chip color filter composed of R, G, and B filter layers 22 ', 23', and 24 'is formed.

【0036】すなわち、基板11の表面に顔料レジスト
22を部分的に残存させることによってRのフィルター
層22´を形成した後、その上部に水溶性レジスト31
を残したままの状態で、たとえば、EEPに緑(G)の
顔料を分散させた顔料レジスト23をさらに塗布する
(同図(f)参照)。
That is, after the R filter layer 22 'is formed by partially leaving the pigment resist 22 on the surface of the substrate 11, the water-soluble resist 31
Is left as it is, for example, a pigment resist 23 in which a green (G) pigment is dispersed in EEP is further applied (see FIG. 7F).

【0037】次いで、上記顔料レジスト23の上面に、
たとえば、上記水溶性レジスト31と同じ成分からなる
水溶性レジスト33を塗布する(同図(g)参照)。こ
の場合も、バッファ層として機能する水溶性レジスト3
3は、たとえば、G,Bの各フィルター層23´,24
´を形成するための、それぞれのドライエッチング処理
における多少のオーバーエッチングによっても、上記顔
料レジスト22,23(フィルター層22´,23´)
の表面がダメージを受けない程度に十分に厚く形成す
る。
Next, on the upper surface of the pigment resist 23,
For example, a water-soluble resist 33 composed of the same components as the water-soluble resist 31 is applied (see FIG. 3G). Also in this case, the water-soluble resist 3 functioning as a buffer layer is used.
3 is, for example, each of the G and B filter layers 23 ', 24
The pigment resists 22, 23 (filter layers 22 ', 23') can be formed by a slight over-etching in each dry etching process for forming the
Is formed thick enough not to damage the surface.

【0038】次いで、上記水溶性レジスト33の上面
に、たとえば、上記レジスト32と同じ成分からなる耐
ドライエッチング性を有するレジスト34を塗布する
(同図(h)参照)。
Next, for example, a resist 34 having the same composition as the resist 32 and having dry etching resistance is applied to the upper surface of the water-soluble resist 33 (see FIG. 3H).

【0039】次いで、耐ドライエッチング性を有する上
記レジスト34をパターニングして、Gのフィルター層
23´を形成するためのマスクパターン(レジストパタ
ーン)34aを形成する(同図(i)参照)。
Next, the resist 34 having dry etching resistance is patterned to form a mask pattern (resist pattern) 34a for forming the G filter layer 23 '(see FIG. 1I).

【0040】次いで、上記マスクパターン34aにした
がってドライエッチング処理を行って、上記マスクパタ
ーン34aごと、Gのフィルター層23´の形成に不必
要な部分の水溶性レジスト33と顔料レジスト23とを
除去し、基板11の表面にGのフィルター層23´を形
成する(同図(j)参照)。
Next, a dry etching process is performed according to the mask pattern 34a to remove portions of the water-soluble resist 33 and the pigment resist 23 which are unnecessary for the formation of the G filter layer 23 'together with the mask pattern 34a. Then, a G filter layer 23 'is formed on the surface of the substrate 11 (see FIG. 3 (j)).

【0041】こうして、基板11の表面に顔料レジスト
23を部分的に残存させることによってGのフィルター
層23´の形成が終了すると、次いで、その上部に水溶
性レジスト33を残したままの状態で、たとえば、EE
Pに緑(B)の顔料を分散させた顔料レジスト24をさ
らに塗布する(同図(k)参照)。
When the formation of the G filter layer 23 'is completed by partially leaving the pigment resist 23 on the surface of the substrate 11, the water-soluble resist 33 is then left on the G filter layer 23'. For example, EE
A pigment resist 24 in which a green (B) pigment is dispersed is further applied to P (see FIG. 9 (k)).

【0042】次いで、上記顔料レジスト24の上面に、
たとえば、上記水溶性レジスト31,33と同じ成分か
らなる水溶性レジスト35を塗布する(同図(l)参
照)。この場合も、バッファ層として機能する水溶性レ
ジスト35は、たとえば、Bのフィルター層24´を形
成するための、ドライエッチング処理における多少のオ
ーバーエッチングによっても、上記顔料レジスト22,
23,24(フィルター層22´,23´,24´)の
表面がダメージを受けない程度に十分に厚く形成する。
Next, on the upper surface of the pigment resist 24,
For example, a water-soluble resist 35 composed of the same components as those of the water-soluble resists 31 and 33 is applied (see FIG. 1 (l)). In this case as well, the water-soluble resist 35 functioning as a buffer layer can be formed on the pigment resist 22 by a slight over-etching process in the dry etching process for forming the B filter layer 24 '.
The surface of each of the filter layers 23 and 24 (the filter layers 22 ', 23' and 24 ') is formed thick enough so as not to be damaged.

【0043】次いで、上記水溶性レジスト35の上面
に、たとえば、上記レジスト32,34と同じ成分から
なる耐ドライエッチング性を有するレジスト36を塗布
する(同図(m)参照)。
Next, on the upper surface of the water-soluble resist 35, for example, a resist 36 having the same components as the resists 32 and 34 and having dry etching resistance is applied (see FIG. 3 (m)).

【0044】次いで、耐ドライエッチング性を有する上
記レジスト36をパターニングして、Bのフィルター層
24´を形成するためのマスクパターン(レジストパタ
ーン)36aを形成する(同図(n)参照)。
Next, the resist 36 having dry etching resistance is patterned to form a mask pattern (resist pattern) 36a for forming the B filter layer 24 '(see FIG. 3 (n)).

【0045】次いで、上記マスクパターン36aにした
がってドライエッチング処理を行って、上記マスクパタ
ーン36aごと、Bのフィルター層24´の形成に不必
要な部分の水溶性レジスト35と顔料レジスト24とを
除去し、基板11の表面にBのフィルター層24´を形
成する(同図(o)参照)。
Next, a dry etching process is performed according to the mask pattern 36a to remove portions of the water-soluble resist 35 and the pigment resist 24 which are unnecessary for the formation of the B filter layer 24 'together with the mask pattern 36a. Then, a B filter layer 24 'is formed on the surface of the substrate 11 (see FIG. 2 (o)).

【0046】こうして、R,G,Bの各フィルター層2
2´,23´,24´を順に形成した後、水溶性レジス
ト31,33,35を洗い流すことによって、水溶性レ
ジスト31,33,35を除去するとともに、その表面
にマスクパターン32a,34a,36aが残る場合に
はそれもいっしょに除去する。
Thus, each of the R, G, B filter layers 2
After sequentially forming 2 ', 23', and 24 ', the water-soluble resists 31, 33, and 35 are washed away to remove the water-soluble resists 31, 33, and 35, and mask patterns 32a, 34a, and 36a on the surface thereof. If remains, remove it as well.

【0047】この場合にも、R,G,Bの各フィルター
層22´,23´,24´の表面が、マスクパターン3
2a,34a,36aの除去にともなう一切のダメージ
を受けることがない。
Also in this case, the surface of each of the R, G, and B filter layers 22 ', 23', and 24 '
No damage is caused by the removal of 2a, 34a, 36a.

【0048】そして、R,G,Bの各フィルター層22
´,23´,24´をそれぞれ覆うようにして透明の保
護膜25を形成することで、図1に示した構造のカラー
固体撮像素子が構成される。
The R, G, B filter layers 22
By forming the transparent protective film 25 so as to cover ′, 23 ′, and 24 ′, the color solid-state imaging device having the structure shown in FIG. 1 is configured.

【0049】このようなプロセスにより形成されるオン
チップ構造のカラーフィルターは、微細で、かつ、パタ
ーンプロファイルにも優れたものとすることができるだ
けでなく、残渣を発生させることなしに形成でき、カラ
ー固体撮像素子の特性を向上させることが可能となるも
のである。
The color filter having an on-chip structure formed by such a process can not only be fine and have an excellent pattern profile, but also can be formed without generating a residue. This makes it possible to improve the characteristics of the solid-state imaging device.

【0050】上記したように、解像性の良い耐ドライエ
ッチング性を有するレジストパターンを用いて、解像性
が悪い顔料レジストをパターニングするようにしてい
る。すなわち、顔料レジストを用いて、オンチップ構造
のカラーフィルターを形成する場合に、耐ドライエッチ
ングレジストを用いてパターニングするようにしてい
る。これにより、顔料レジストの解像性を改善できるよ
うになるため、微細で、かつ、パターンプロファイルに
も優れるフィルター層の形成が可能となる。
As described above, a pigment resist having poor resolution is patterned by using a resist pattern having good resolution and dry etching resistance. That is, when a color filter having an on-chip structure is formed using a pigment resist, patterning is performed using an anti-dry etching resist. As a result, the resolution of the pigment resist can be improved, so that a fine filter layer having an excellent pattern profile can be formed.

【0051】しかも、フィルター層の形成に不必要な顔
料レジストをエッチングによって確実に除去することが
可能となるため、残渣が発生することもない。したがっ
て、カラー固体撮像素子としての特性を格段に向上させ
ることが可能となるものである。
Further, since the pigment resist unnecessary for forming the filter layer can be surely removed by etching, no residue is generated. Therefore, the characteristics as a color solid-state imaging device can be significantly improved.

【0052】なお、上記した本発明の実施の一形態にお
いては、カラー固体撮像素子に適用した場合を例に説明
したが、これに限らず、たとえば白黒の固体撮像素子に
も同様に適用できる。
In the above-described embodiment of the present invention, the case where the present invention is applied to a color solid-state imaging device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be similarly applied to, for example, a monochrome solid-state imaging device.

【0053】また、カラーフィルターとしての各フィル
ター層をR、G、Bの順で形成するようにしたが、その
形成の順序や配置には何ら制限を受けるものではない。
その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。
Although each filter layer as a color filter is formed in the order of R, G, and B, the order and arrangement of the formation are not limited at all.
Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、顔料レジストを微細に加工できるとともに、パター
ンプロファイルに優れたフィルター層を、残渣を発生さ
せることなしに形成でき、素子の特性を向上させること
が可能な固体撮像素子の製造方法を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, a pigment resist can be finely processed and a filter layer having an excellent pattern profile can be formed without generating a residue. It is possible to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device that can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の一形態にかかる、カラーフィ
ルターを備える固体撮像素子の構成の要部を示す概略断
面図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of a configuration of a solid-state imaging device including a color filter according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく、かかるカラーフィルターの製造方法に
ついて説明するために示す概略断面図。
FIG. 2 is also a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing such a color filter.

【図3】従来技術とその問題点を説明するために、顔料
レジストを用いたカラーフィルターの製造方法を示す概
略断面図。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing a color filter using a pigment resist for explaining a conventional technique and its problems.

【図4】同じく、従来のカラー固体撮像素子の要部を示
す概略断面図。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a main part of a conventional color solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板 12…凹部 13…受光層 14…感光画素部 15…電荷転送部 16…転送ゲート領域 17…電荷転送領域 18…転送用ゲート電極 19…チャネルストップ領域 20…遮光層 21…絶縁膜 22,23,24…顔料レジスト 22´,23´,24´…フィルター層 25…保護膜 31,33,35…水溶性レジスト 32,34,36…耐ドライエッチング性を有するレジ
スト 32a,34a,36a…マスクパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Silicon substrate 12 ... Concave part 13 ... Light receiving layer 14 ... Photosensitive pixel part 15 ... Charge transfer part 16 ... Transfer gate area 17 ... Charge transfer area 18 ... Transfer gate electrode 19 ... Channel stop area 20 ... Light shielding layer 21 ... Insulating film 22, 23, 24 ... Pigment resist 22 ', 23', 24 '... Filter layer 25 ... Protective film 31, 33, 35 ... Water-soluble resist 32, 34, 36 ... Resist 32a, 34a, 36a having dry etching resistance … Mask pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 9/07 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04N 9/07

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に固体撮像素子を形成する
第一の工程と、 前記固体撮像素子が形成された基板の表面に、フィルタ
ー層を形成するための顔料レジストを塗布する第二の工
程と、 前記顔料レジスト上に水溶性レジストを塗布する第三の
工程と、 前記水溶性レジスト上に、耐ドライエッチング性を有す
るレジストパターンを形成する第四の工程と、 前記レジストパターンにしたがって、前記水溶性レジス
トおよび前記顔料レジストを選択的にエッチングし、前
記顔料レジストからなるフィルター層を形成する第五の
工程とからなることを特徴とする固体撮像素子の製造方
法。
1. A first step of forming a solid-state image sensor on a semiconductor substrate, and a second step of applying a pigment resist for forming a filter layer on a surface of the substrate on which the solid-state image sensor is formed. A third step of applying a water-soluble resist on the pigment resist; a fourth step of forming a resist pattern having dry etching resistance on the water-soluble resist; and A fifth step of selectively etching the water-soluble resist and the pigment resist to form a filter layer made of the pigment resist.
【請求項2】 前記第五の工程は、前記フィルター層の
形成に不必要な前記水溶性レジストおよび前記顔料レジ
ストをエッチングする際に、前記レジストパターンを同
時にエッチングすることを特徴とする請求項1に記載の
固体撮像素子の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein in the fifth step, when the water-soluble resist and the pigment resist unnecessary for forming the filter layer are etched, the resist pattern is simultaneously etched. 3. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to item 1.
【請求項3】 前記第五の工程の後、前記フィルター層
上に残る前記水溶性レジストを除去する工程をさらに含
むことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子の製
造方法。
3. The method according to claim 1, further comprising removing the water-soluble resist remaining on the filter layer after the fifth step.
【請求項4】 前記第二〜第五の工程を繰り返すこと
で、カラーのフィルター層を形成することを特徴とする
請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein a color filter layer is formed by repeating the second to fifth steps.
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