JPS5813089A - カラ−固体撮像素子基板の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー固体撮像素子基板の製造方法に関するも
のであり、さらに詳しくは固体撮像素子基板の上に直接
マイクロカラーフィルタを形成することによってカラー
固体撮像素子基板を製造する方法に関するものである。

単板式あるいは二板式のカラー固体撮ｇＩＩ素子表面に
は、該素子を構成する各画素に対応して赤、緑、背ある
いはシアン、マイ／り、イエローなどの色分解フィルタ
要素を配し九マイクロカラーフィルタが積層されている
。かかるカラー固体撮像素子はその製造方法によって貼
り合せ法とオンウェハー法に大別される。前者は固体撮
像素子基板と、透明支持体よに固体撮像素子の各画素に
対応して形成された色分解フィルタ要素を配したマイク
ロカラーフィルタ板とを別個に作成した後両者を接着さ
せることによって形成される。一方後者は固体撮像素子
基板上に直接マイクロカラーフイ　　　　　□ルタを形
成する方法であり、前者が固体撮像素子の各−素に対し
て色分解フィルタ要素を正確にレジストさせて接着する
必要がある方法であるのに対して、半導体製造プロセス
の一貫としてマイクロ力）−フィルタを形成するプロセ
スを組み込むことが可能であるので、カラー固体撮像素
子を安価に製造するためには必須の技術であると言える
。

なお、後者の方法には固体撮像素子を多数個配列したウ
ェハー上に該固体撮像素子の各−素に対応して色分解フ
ィルタ要素を形成して同時に多数個のカラー固体撮像素
子を形成する方法の他Ｋ、該ウェハーから切り出された
単体の固体撮像素子（チップ）上に色分解フ゛イ鼻りｌ
！素を形成する方法（オンチップ法）もあるが、本願明
細書においてはこれらも含めてオンウェハー法′と呼′
ぶこととする。　　　　　　・　　　　　　　゛従って
本発明の目的はオンウニノー−法による新規なカラー固
体撮像素子基板の製造方法を提供せんとすることにある
。

本発明の更に他の目的はハロゲン化銀厚真技術を用いる
ことにより製造が容易で安価なカラー固体撮像素子を得
ることができるオンウェハー法によるカラー固体撮像素
子基板の製造方法を提供せんとすゐことにある。

即ち、本発明は表面Ｋｉｌ剤浸透防止層が形成された固
体撮ｇ１素子基板Ｏ該層上にハロゲン化銀乳剤層を塗布
する工程と、少なくとも該固体撮像素子基板のボンディ
ング／璧ット部に対応する部分のハロゲン化銀乳剤層を
除去して該部分の溶剤浸透防止層を露出させる工程と、
残留せるハロゲン化銀乳剤層にｉｉ像露光及びカラー写
真現像工程を各色にわたって施して固体撮像素子の各ｊ
ｌ素に対応して少なくとも２色の色分解フィルタ要素か
ら成るマイクロカッ−フィルタを形成する工程と、該マ
イクロカラーフィルタの形成され九固体撮澹素子の全面
に保護層を形成する工程と、前記ボンディングバット部
に対応する部分の保護層及び溶剤浸透防止層を除去して
ボンディング−襠ット部を露出させる工程とを有するこ
とを特徴とする男う−固体撮偉素子基板の製造方法であ
る。

以下図面に従って本発明を更に詳細に説明する。

第１図は本発明に用いられる固体撮偉素子基板（ウェハ
ー）を示すものであり、ｉｏは８ｉウエハー上に通常の
ウェハープロセスにより形成され九固体撮像素子１２が
多数個配列された固体撮像素子基板を示す。各々の固体
撮像素子１２は第−図及び第３図に示す如く、画素の集
合した受光部／ダとリード線を取り出すためのボンディ
ングバット部１４を有する。

第参図乃至第り図は、第１図に示す如き固体撮像素子基
板１０上にマイクロカラーフィルターを形成してカラー
固体撮像素子を製造する各工程を示すものであり、説明
の簡易化のために１つの固体撮像素子／λについて記載
しである。

第参図は第３図の固体撮像素子基板１０の表面に溶剤浸
透防止層−〇が施された状態を示す。この溶剤浸透防止
層λＯは少なくとも後述するハロゲン化銀乳剤層の除去
工程及び該層へマイクロカラーフィルタを形成する工、
−１に用いられる各処理液（主に水溶液）が固体撮像素
子基板／Ｄｏ表面に接触することを防止する層であり、
かかる溶剤の浸透を防止すると共に固体撮像素子基板ｉ
ｏ表面に対して電気的化学的影響を及ぼさない物質から
選択され例えばＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏ
ｒｌ）ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）法もしくはプラズマＣＶ
Ｄ法あるいはス／碌ツタリング法等で作った窒化ケイ素
、炭化ケイ素、酸化ケイ素、あるいはリンケイ酸ガラス
などの各種無機物、コダック社製商品名ＫＰ８、ＫＴＦ
Ｒ，東京応化工１１１ＩＩＫ商品名ＴＰＲ。

ＯＭＲ−ｔｓ、’／ツプレー社ａ商品名ＡＺ−／ｊｊ０
等の各種フォトレジスト類、ポリメチルメタクリレート
、ポリグリシジルメタクリレート等の各種電子線レジス
ト類、及びセルロースアセテート、可溶性ポリエステル
、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリイソプレン、スチレ
ン−ブタジェンラテックス°、ポリビニルアルコール、
ポリメチルメタクリレ−・ト、ポリビニルアルコール、
ポリパラキシリレンｉの各種ポリマーなどが任意に用い
られる。

このように表面に溶剤浸透防止層コ０が形成された固体
撮像素子基板１０の該表面上には第３図に示すようにハ
ロゲン化銀写真乳剤層２Ｊが形成される。

本発明に用いられるハロゲン化銀乳剤は、ハロゲン化銀
を水溶性バインダー中に分散させて得られる公知のハロ
ゲン化銀乳剤が用いられるが、本発明にとっては特に微
粒子乳剤がよく、例えばハロゲン化銀の平均粒子サイズ
が０．／μｍ以下のいわゆるリップマン乳剤が望ましい
。ハロゲン化銀と水溶性バインダーとの重量比は約ｌ：
４〜約ｔｒｉの範囲である。ハロゲン化銀としては塩化
銀、臭化銀、沃化銀、塩臭化銀、沃臭化銀、塩沃化銀、
塩沃臭化銀等が挙げられる。水溶性バインダーとしては
、ゼラチン、アルブミン、カゼイ／、セルロース誘導体
、寒天、アルギン酸ナトリウム、糖誘導体、ポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリトン、ポリアクリルアミ
ド、その他があげられる。必要に応じてこれらのバイン
ダーの二つ以上の相溶性混合物が用いられる−。ハロゲ
ン化銀乳剤層ココの乾燥後の厚さは約ｏ、ｒ〜約１０μ
ｍの範囲が好ましい。ハロゲン化銀乳剤層ココと溶剤浸
透防止層コｌの間には乳剤層ココの塗布を均一にするた
めに必要に応じて下塗層が設けられてもよい。ハロゲン
化銀乳剤層ココの塗布方法としテハウエハー表面にフォ
トレジストを塗布するプμセスにおいて通常用いられて
いるスピンコーティング法を用いることができる。

ハロゲン化銀乳剤層ココが形成された固体撮像素子基板
１０は次に１１４図に示すように少なくともボンディン
グパット部／４に対応する部分のノ・ロゲン化銀乳剤層
Ｊ２が除去される。コ−はハロゲン化銀乳剤層ココが除
去された部分を示す。ボンディングノット部／ｊＫ対応
する部分のノ・ロゲン化銀乳剤層ココを除去するＫは任
意の方法が採用しうるが、例えば乳剤を除去すべき部分
にパターン露光及びｉＪＬ＊処ａｔ定着せず）を行なっ
て銀画像パターンを形成した後、エツチブリーチ処理を
行なえばよい。

銀Ｉｍ像ノターンＪ７を形成するための現像剤は一般に
当業界で嵐〈知られたもので、例えばヒドロ中ノン、ピ
ロガロール、ｌ−フェニル−Ｊ−ピラゾリド／、ｐ−７
ミノフエノール、アスコルビン酸等がある。

現像液には必要に応じ、アルカリ剤（例えば水酸化ナト
リウム、炭酸ナトリウム）、ＧＩＨ調節あるいは緩衝剤
（例えば酢酸、硼酸）、カブリ防止剤（例えば臭化カリ
ウム）、保恒剤（例えば亜硫酸す）ＩＪウム）など公知
の化合物や組成物を添加することができる。

エッチゾリーチングは銀像を有する乳剤層がエッチブリ
ーチング液で処理されたときに１乳剤層の銀像部が脱落
する現象である。

エッチブリーチング液は公知のものが使用でき、例えば
ＴＡＧＡ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、／〜ｉ／ｊｊ（ｌ
りｔ７）；　ＰＥＡ　　ＴｅｃｈｎｉｃａｌＱｕａｒｔ
ｅｒｌｙ、Ｎｏｖ　、／り１１．／ＪＯ〜／Ｊ＄′頁に
記載されているものが挙げられる。具体例としては、塩
化第二錫１．．オニ／酸及び過酸化水素を含む水溶液、
硝酸鍋、臭化カリ、乳酸及び過酸化水素を含む水溶液、
硝酸第二鉄、臭化カリ、乳酸及び過酸化水素を含む水溶
液、硝酸第二鉄、臭化カリ及び乳酸を含む水溶液、塩化
第二錫、臭化カリを含む水溶−等がある。

本発明において、固体撮像素子基板として第１図に示す
如く固体撮像素子ｌコが多数個配列されたものを用い、
第参図及び館！図に示す如く該基板上Ｋｍ剤浸透防止層
２０及びハロゲン化銀乳剤層ＪＪを形成した後、後述す
るマイクロカラーフィルタの形成以降の各工場を行なう
前に少なくともボンディングバット部／４に対応するハ
ロゲン化銀乳剤層を除去することは、艶に次に示す効果
も奏する。即ち、／％０ゲン化銀乳剤層をスピンコーテ
ィングする場合、本発明者らがすでに特開昭Ｊλ−／７
１／Ｊ号及び同ｊコー／７１／４ｃ号公報において提唱
した如く、基板とハロゲン化銀乳剤との濶れの悪さ及び
回転中に乳剤の５ｒＩＬが低下して高粘度化すること等
により、基板周辺部の塗膜の厚さが中心部の塗膜の厚さ
よりも極めて大きくなるという現象を生じる。このよう
に支持体周辺部の塗膜の厚さが中心部の塗膜よりも極端
に大きいと周辺部の塗膜が現像処理中に特に大きく膨潤
し、該部分の塗膜にストレスがかかつてはがれ易くなっ
たり、密着露光の際に感光材料のフラットネスが悪く得
られるパターンに歪が生じてしまったり、あるいは乳剤
の微細粉（乳剤片）が発生したりして、得られるカラー
固体撮惨素子の歩留りを低下させる原因となるのである
が、上記したボンディングバット部１４に対応する部分
の乳剤層を除去すると同時に基板周辺部の盛り上がり部
分も除去することにより上記の欠点を無くしてカラー固
体撮像素子の歩留りを高めることができる。

更に少なくともボンディングバット部に対応する部分の
ハロゲン化銀乳剤層を除去すると同時にダイシング部に
対応する部分のハロゲン化銀乳剤層も除去することが望
ましい。即ちダイシングはマルチチップウェハーから１
つのチップ毎にウェハーを裁断するプロセスであり、通
常ダイシング中に発生する熱を冷却するために切断部に
水を供給しながら行なわれ、更にダイ７／・グ後にも−
例えばトリクレン、アセトンなどの有機溶剤による洗浄
も行なわれたりするので、この際に切断面に乳剤膜があ
るとこの切断面の乳剤が膨潤し乳剤の膜剥れが生じたり
する。仁の乳剤の膜剥れはマイクロカラーフィルタの形
成されている乳剤が剥れない限りは本発明のマイクロカ
ラーフィルタの形成には直接影響を及はさない′が、剥
れた乳剤の小片がフィルタ面に付着して歩留まりを低下
するのである。従ってかかるダイシング部に対応する部
分の乳剤層を除去しておくことにより、上記の欠点を無
くすることが可能である。

このようにして少なくともボンディング／屹ット部／ｊ
Ｋ対応する部分のハロゲン化銀乳剤層が除去された固体
撮像素子基板１０は次に第７図に示す如く受光部／４Ｃ
の各−素に対応して、赤、縁、青あるいはシアン、マゼ
ンタ、イエローなどの色分解フィルタｌ！−を配したマ
イクロカラーフィルター４が形成される。

このマイクロカラーフィルタの形成は本発明者らがすで
に提案した特開昭！ｊ−ＩＪ４ｃコ号公報記載の外型発
色現像剤を用いる方法及び特願昭！参−ｔａｒｓ≦弘号
に記載した色素現像薬（］）ｙｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ
　　）を含む現像液を用いる方法などのカラー写真現像
工程を各色にわたって施して少なくとも２色の色分解フ
ィルタ要素を形成する方法によって行なわれる。

前者の方法を利用すれば、溶剤浸透防止層２０が設けら
れ九固体撮偉素子基板１０の該表面に設けられた少なく
とも７層の黒白ハロゲン化銀乳剤層λコに受光部／１−
Ｃ）特定の画素に対応して第１色目（例えばシアン）Ｏ
Ａパターン露光行ない、次いで外聾発色現儂により第１
色目（シアン）の色素を含有する／セターンを形成せし
め、次に好ましくは該パターン中に含まれる銀を漂白し
て除去するか再ハロゲン化し、次にハロゲン化銀を含有
する未露光の前述の画素と異なるｌ１ｉｉ素に対応する
部分に第２色目（例えばマゼンタ）のパターン露光を行
ない、外渥発色現像により第１色目（マゼンタ）の色素
を含有するパターンを形成せしめ、＜ＩＩＥＪ色目以降
の処理を行なうならば前記と一同様に銀を漂白した後）
さらに必要なら第１色目（例えばイエロー）以降の色素
を含有するパターンを形成せしめる同様の工程を繰返す
ことにより少なくとも一色の／（ターンを形成せしめ、
最終の発色現像処理後に脱銀処理（各パターンに銀粒子
が残っているならば骸銀粒子を漂白して除去し、ハロゲ
ン化銀が残っていれば定着して除去する工程）を行なう
ことによってマイクロカラーフィルタを形成することが
できる。

又、後者の方法を利用すれば、少なくとも一層の黒白ハ
ロゲン化銀乳剤層に前記と同様にして第７色目のく（タ
ーン露光を行い、次匹で第１色目の色素現像薬を含む現
像液で現像して第７色目の色素を含有するパターンを形
成せしめ、次に好ましくけ該パターン中に含まれる銀を
漂白して除去するか再ハロゲン化し、次いで前者と同様
にして第一色目以降の／（゛ターン露光及び色素現像薬
を含む現像液で現像する・工程を繰返して少なくと４層
コ色のパターンを形成□：した後、脱銀処理を行なうこ
とによってマイクロカラーフィルタを形成すること　　
　　　　Ｉができる。

更に前記２者の方法を組合せて用いることも可能である
。

賞前記コ者の方法において、各色毎に〕（ターン露光、
カラー現像及び漂白を行なって画素に対応する色素パタ
ーンを形成した後、脱銀処ｍ＜即ち定着処理）を行なう
前に各色素パターンの間Ｋｌｔ光及び白黒現像を行なう
ことによって各色素パターンの間を黒化することができ
る。このようにすることによって例えばインターライｙ
ＣＣＤの転送電極などのようＫ１１ｉ素関での光の乱反
射を防ぐことができ、得られたカラー固体撮ｇ１素子の
受光信号のＳ／Ｎ比を更に高めることができる。

本発明のマイクロカラーフィルタの作製の際に用いられ
る光源はハロゲン化銀乳剤層が感度を有する波長の光を
発するものであれば良く、例えば白色光を発する光源が
用いられる。

又、前記の方法に用いられる外型発色現像剤及び色素現
像薬はそれぞれ写真の業界に訃いて通常用いられるもの
が任意に利用でき、更に漂白液及び定着液についても同
様である。又、これらは前記した特開昭１ｌ−Ａｊダコ
号公報及び特願昭！＄−／４１１４参号に詳しく説明さ
れているのでここでは説明を省略する。

このようにしてマイクロカン−フィルター１が形成され
た固体撮像素子基板１０は次に第を図に示す如く表面全
体に保鰻層コｒが形成される。この保護層２１は主にマ
イクロカラーフィルタ２２表面の機械的強度を高めるた
めに用いられるものであるから、ハロゲン化銀乳剤に比
して機械的強度が高いこと及び透明性がよいことを満足
する材料であればよく、ガラス等の無機物あるいは各種
のホＩＪマー材料から選択されるが、後述するボンディ
ングパット／ｊの露出の工程の意味から、各種のフォト
レジスト（フォトポリマー）材料が有意に利用される。

保饅層コｔが全面に形成された固体撮像素子基板１０は
次に第２図に示すようにしてボンディングノット部１４
が露出されてカラー固体撮濠素子が形成される。このボ
ンディングノット部１６の露出は、例えば保護層２１が
フォトレジストである場合には、該フォトレジストに露
光及び現像を行なってボンディングバット部／４に対応
する部分を開口させ、しかる後開口部の溶剤浸透防止層
−〇を任意の方法で除去すればよい。又、保護層λｌが
他の物質であれば、該保護層コｌ上に更にフォトレジス
トを塗布し、該フォトレジストを露光税像して、ボンデ
ィングパット部１４に対応する部分を開口し九後、開口
部の該保護層Ｊｊ及び溶剤浸透防止層−〇を任意の方法
で除去すればよい。溶剤浸透防止層−〇の除去方法は例
えば該層としてリンケイ酸ガラス等のガラス類を用いる
場合には、例えばフッ化アンモニウム等の溶剤で除去す
ることも可能であり、更に例えばフレオン−ｚａ（Ｏｃ
ｔ２Ｆ、）等のガスを含むプラズマでドライエツチング
することもできる。更に該溶剤浸透防止層２０が各種の
ポリマーで形成される場合にはこれらのポリマーの溶、
剤で処理することにより除去することができる。、′文
、溶剤浸透防止層コＯが７オトポリマー等で形成されて
いる場合、にはハロゲン化銀乳剤を塗布する前にボンデ
ィングノット部に相当する部分の溶解性あるいは除去性
を良くするように選択的に露光してシいてもよい。

このように少なくともボンディングノット部に対応する
ハロゲン化銀乳剤層が除去された固体撮像素子表面に保
護層を形成し、しかる後膣ポンディ／グパット部に対応
する保護層を除去してボンディング／叱ット部を除去す
る本発明のプロセスによれば、図に示すようにマイクロ
カラーフィルタの形成されたハロゲン化銀乳剤層が全く
露出しないように保護層で包むことができるので、後に
ウェハーから１つの固体撮像素子を裁断するダイシング
の工程を含めてマイク日カラーフィルタが劣化する事を
防ぐことができる。

“　以上の如くして形成されたカラー固体撮像素子は例
えばｌ′：）のウェハー上に多数のカラー固体撮像素子
を同時に形成した場合にはそれぞれの素子毎に切り出す
ことによってカラー固体撮像素子が完成される。

以上詳細に説明したように・・ロゲン化銀写真技　　　
　　ｊ術を用いることにより製造が容易で安価なカラー
固体撮像素子をオンクエＩ・−で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第７９は本発明に用いられる固体撮像素子基板の平面図
、 第２図及び第３図は第７図に示した基板の１つの素子を
示す平面図及び断面図、 第参図乃至第２図は本発明の方法の各工程を示す断面図
である。 ＩＯ＝固体撮像素子基板、／参：受先部１．／Ａ：ボン
デイング／ミツト部、コＯ：Ｉ剤浸透防止層、Ｊ−二ハ
ロゲン化銀乳剤層、Ｊ４：マイクロカラーフィルタ、Ｊ
ｌ＝保護層。 特許出願人　富士写真フィルム株式会社第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　表面に溶剤浸透防止層が形成された固体撮像素子基
   板の該層上Ｋａｓロゲン化銀乳剤層を塗布する工程と、
   少なくとも該固体撮像素子基板のボンディングノット部
   に対応する部分のハロゲン化銀乳剤層を除去して該部分
   の溶剤浸透防止層を露出させる工程と、残留せるハロゲ
   ン化銀乳剤層に画像露光及びカラー写真現像工程を各色
   にわたって施して少なくとも２色の色分解フィルタ要素
   から成るマイクロカラーフィルタを形成する工程と、該
   マイクロカラーフィルタの形成された固体撮像素子の全
   面に保護層を形成する工程と、前記ボンディングバット
   部に対応する部分の保護層及び溶剤浸透防止層を除去し
   てボンディングノット部を露出させる工程とを有するこ
   とを特徴とすムカラー固体撮惚素子基板の製造方法。 １　ハロゲン化銀乳剤層を塗布する工程が基板上ＫＩＬ
   剤をスピンコーティングにより塗布する工程であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー固体撮
   像素子基板の製造方法。 １　固体！Ｉｋ像素子基板が同一基板上に多数の素子を
   形成したものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項記載のカラー固体撮像素子基板の製造方法。 偽　マイクロカラーフィルタを形成する工程が外型発色
   現像を利用した現像するプロセスを含むものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー固体撮
   儂素子基板Ｏ１ｌ造方法。 よ　マイクロカラーフィルタを形成する工程が色素現像
   薬を含む現ｇＩＩ液を用いて現像するプロセスを含すも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   °カラー固体撮像素子基板の製造方法。 ム　少なくともボンディングバット部に対応する部分の
   ハロゲン化銀乳剤層を除去する工程が該部分にｌｉｉｇ
   ＩＩ露光及び現像を行なって銀粒子を形成したのち、エ
   ツチブリーチする工程であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のカラー固体撮像素子基板の製造方法
   。 ２　少なくともボンディング／セット部に対応する部分
   のハロゲン化銀乳剤層を除去する工程が、基板の周囲に
   盛り上がったハロゲン化銀乳剤層をも除去する工程であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー
   固体撮像素子基板の製造方法。 ｌ　少なくともボンディングバット部に対応する部分の
   ハロゲン化銀乳剤層を除去する工程が後にグイミングさ
   れる部分のハロゲン化銀乳剤層をも除去する工程である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー固
   体撮像素子基板の製造方法。　　　゛ ン　溶剤浸透防止層がリンケイ酸ガラスであることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載のカラー固体撮像素
   子基板の製造方法。。 ／ａ保護層が７オトレジストであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のカラー固体撮像素子基板の製
   造方法。