JPS5813090A - 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〉、さらに詳しくは一体撮會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Ｋｌｌするものである
。

単板式あるいは二板式のカラー聞体撮會素子表藺には、
該素子を構成する各−素に対応して赤、緑、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要素を
配した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、透明支持体上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
ことによりて形成される。

一方、後者は固体撮像素子基板上に直接マイクロカラー
フィルタを形成する方法であり、前者が固体撮像素子の
各画素に対して色分解フィルタ要素を正確にレジスト畜
せて接着する必要がある方法であるのに対して、半導体
製造プロセスの一買としてマイクロカラーフィルタを形
成するプロセスを組み込むと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画素に対応して色分解フ
ィルメ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に、該ウェハーから切シ出された
単体の固体撮像素子（チップ）上に色分解フィルタ要素
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ェハー法による新規ガカラ
ー固体撮像素子迦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、ハロゲン化銀写真技術を用い
ることによシ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ｔ−提供せんとすることにああ。

即ち、本発明は表ＩＩｆ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にハロゲン化銀乳剤層をｍ布
する工程と、該ハロゲン化銀乳剤層にｉｉｉ＊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Ｏ形成された固体撮像素子基板の全面に保護層を形
成する工種と、該保一層の形成された固体撮像素子基板
の少なくともボンディングパット部に対応する部分の保
護層、ハロゲン化銀乳剤層及び溶剤浸透防止層をこの履
に除去してボンディングパット部を露光させる工程とを
有することを特徴とするカラー固体撮像素子基板の製造
方法である。

以下図面に従うて本発明を更に詳細に説明する。

第７図は本発明に用いられる固体撮像素子基板（ウェハ
ー）を示すものであＣ１１０は８１ウエハー上に通常の
ウェハープロセスによシ形成された固体撮像素子ｌコが
多数個配列された固体撮像素子基板を示す。各々の固体
撮像素子ノーは第−図及び第３ＷＩｉＡに示す如く、画
素の集合した受光部ｌダとリード線を取）出すためのボ
ンディングパット部／ｊを有する。

第参図乃至第１Ｏ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ｇＩＩ素子を製造する各工程を示すものであシ
、説明の簡易化のために１つの固体撮像素子ｌコについ
て記載しである。

第参図は第３図の固体撮像素子基板ＩＯ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、２ｏＢ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
程に用いられる各処理ｉｌ［（主に水溶液）が固体撮像
素子基板１０の表面に接触することを防止する層であシ
、かかる溶剤の浸透を防止すると共に固体撮ｇＩ！−子
基板１０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　（Ｃｈｅｍｉｃａ−Ｉ　
　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法もシくハブ９Ｘ
マＣＶＤ法Ｔ。

るいはスパッ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はどの各種
無機物、コダック社製商品名ＫＰＲ。

ＫＴＰＲ，東京応化工程−製商品名ＴＰＲ，ＯＭＲ−１
３．シフｆＶ−社ｍ！商Ａ名ＡＺ−ｉ３ｚ。

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ート、ポリビニルブチラール、ポリ
、ｔラキシリレン等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＠ｉｏの該表面上には第１図に示すようにハ
ロゲン化銀写真乳剤層コ一が形成される。

本発明に用いられるハロゲン化銀乳剤は、八〇ゲン化銀
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、例えばハロゲン化舒の平均粒子サイズ
が０．／μ惰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ｌニアの範囲である。ハロゲン化銀として拡環化
銀、臭化銀、沃化銀、塩臭化銀、沃臭化銀１塩沃化銀、
塩沃臭化銀尋が挙げられる。水溶性バインダーとして推
、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、セルロース誘導体
、寒天、アルギン酸ナトリウム、糖誘導体１ポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミ
ド、その他があけられる。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集
の範囲が好ましμ。・・ロゲ・し化銀乳剤ココと溶剤浸
透防止層−７の間には、乳剤層−コのｉ１１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てはウェハー表面
に７オトレジストを塗布するプｃｔセスｙｃオいて通常
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
ｉｏは次に第４図に示す如く受光部／４！の各ＩＩ素に
対応して、赤、緑、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要素を配し九マイクロカ５−
フィルタλ亭が形成される。

このマイクロカラーフィルタの形成は、本発明者らがす
てに！Ｉ案した％開ＷＢ１　ｊ−ｊ　Ｊ　＄−号公報記
載の外濫発色現像剤を用いる方法及び％ｍＦ３ｊ＃−／
４ｆＪｊ４Ａ号に記載した色素現像薬（Ｄｙｅ　Ｄｅｖ
ｅｌｏｐｅｒ）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一色の
色分解フィルタ！！素を形成する方法によって行なわれ
石。

前者Ｏ方法を刑期・すれば、溶剤浸透防止層コ０が設け
られた固体撮像菓子基板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ＪＪに受光部ｌ＃
の善定の画素に対応して第１色目（例えばシアン）の／
セターン露光を行ない、次いア外屋発色現像によ）第７
色＠（シアン）の色素を含有するパターンを形成せしめ
、次に好ましくＦｉ＃ノ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画素に対応する部分に
第−色＠（例えば、マゼンタ）のパターン露光を行ない
、外型発色現像によ）第一色目（−センタ）の色素を含
有するノ（ターンを形成せしめ、（第３色目以降の処理
を行なうならば前記と同様に銀を）さらに必要なら第３
色目（例えばイエロー）以降の色素を含有するノミター
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４１色のノダ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）々ターンに銀粒子が残っているな
らは該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）番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１色目のノ考タ
ーン露光を行い、次−で第７色目の色素現像薬を含む現
ａｔで現像して第１色目の色素を含有するノリーンを形
成せしめ、次に好ましくは該パターン中に含まれ１銀を
漂白して除去するか再ハロゲン化１．２・次−で前者□
と同様にして第一色目以降のパターン露光及び色素現像
薬を含む現＊＊で現像するｌ１を繰返して少なくともλ
色ＯＡ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かで暑る。

更に前記１者の方法を組合せて用いることも可能である
。

尚、前記１者の方法において、各色毎にパターン露光、
カラー現像及び漂白を行なって画素罠対応する色素パタ
ーンを形成した後、脱銀処理（即ち定着処理）を行なう
前に少なくともボンディング、ｅット部に対応する部分
に露光反び白黒現愉を行なうことによって該部分に黒化
銀ノターンコぶが形成される。この部分は後述するエツ
チプリーチングエ寝によって乳剤層の除去が行なわれる
部分である。又、この部分の黒化銀を形成する工程と同
時に例えば各色素Ｉリ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ツインＣ
ＯＤの転送電極などのように画素間での光の乱反射を防
ぐことができ、得られ九カラー固体操像素子の受光信号
の８／Ｎ比を更に高めることができる、 本発明の！イクロカラーフィルタの作製の際に用いられ
る光源はノ１０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−られる。

又、前記の方法に用いられる外盟発色現俸剤及び色素現
像薬はそれぞれ写真の業界において通常用いられるもの
が任意に利用でき、更Ｋ１１ｌｌ白液及び定着液につい
ても同様である。又、これら鉱前記した特開昭！ｊ−４
ＪＪ−’、、２号公癲及び特願昭！参−１ｔｔｚｔｐ号
に詳しく説明されてい養のでここでは説明を省略する。

黒化銀ＡターンＪ４を形成するための現像剤も、一般に
当業界で嵐く知られたものを用−ることがテ＊、９１え
ばヒドロキノン、ピロガロール、／−フェニル−Ｊ−ピ
ラゾリドン、ｐ−アミノフェノール、アスコルビン酸等
がある。

このようにして、！イクロカラーフィルタコｌ及び黒化
銀ＡターンＪ４が形成され九固体撮倫素子基板１０は次
に第７ｇに示す如く表面全体に保一層Ｊｌが形成され為
、この保護層Ｊｔは主にマイク薗カラーフィルタＪ４！
−表面の機械的強度ヲ高める丸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
と及び透明性がよめことを満足する材料であれとよく、
ガラス等の無機物あるいは各種のポリマー材料から選択
されるが、後述するボンディングパット部のＩ・ロゲン
化銀乳剤ＪＩＪＪ及び溶剤浸透防止層２０の除去の工程
の量線から、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。

保護層２ｔが全一に形成された園体撮像素子基＠ｔｔｐ
は、次に第＃ＩＩＫ示すようにしてボンディングノット
部Ｏ保■層が除去されその部分のノ・ロゲン化銀乳剤層
−一が露出される。３０は保護層コｌや開口部を示して
いる。この保護層ＪＪｒの除去は例えば保護層コｔがフ
ォトレジストである場合には、腋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／セット部ｌ乙に対応
する部分を開口させればよく、又、保護層λｊ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現像して１ボンディング
／セット部１４に対応する部分を開口した後、開口部の
該保護層コｔを除去して開口させればよい。

ボンディングパット部／４に対応する保護層λｔが開口
３０され、その部分のハロゲン化銀乳剤層λλが露出さ
れた固体撮像素子基板ＩＯは、次に第り図に示すように
ポンプイングツ（ット部／ｌに対応する部分のハロゲン
化銀乳剤層ココが除去される。３−２は）・ロゲン化銀
乳剤層ＪＪが除去された部分を示す。この方法はボンデ
ィングパット部１１に対応する部分に形成された悪化銀
コ４を保護層をレジストとして開口３０からエッチブリ
ーチングすることによって行なわれる・ エッチブ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、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、／−１Ｉ頁（／
Ｐぶ７　）　；　Ｐ　８Ａ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｑｕ
ａｒｔｅｒｌｙ。

Ｎｏｖ、／　ｆ！　ｊ　、　／　Ｊ　Ｏ−／　Ｊ　４Ｉ
−頁に記載されているものが挙げられる。具体例として
は、塩化第二銅、クエン酸及び過酸化水素を含む水溶液
、硝酸鋼、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液等がある。

以上の説明においては第２図に示すボンディング／叱ッ
ト部１４に対応するハロゲン化銀乳剤層ココの除去は第
４図に示すようにしてｉンデイングバット部ｉｔに対応
するＩ・ロゲン化銀乳剤層−一に形成された黒化銀２４
部分をエツチゾリーチして除去すゐものについて述べた
が、この方法に限られず例えば保護層−ｔをレジストと
して例えば温湯又はアルカリ水溶液でハロゲン化銀乳剤
層を洗い流してもよい。またゼラチン公簿酵素を含む水
に浸漬してゼラチンを分解してもよい。これらＯ場合に
は第４７ｇの工１にシいて黒化銀Ｊ１を形成すゐニーは
必須ではない。

更に少なくともボンディングノット部に対応する部分の
保蒔層及び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保護層及びハロゲン化銀乳剤
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）、通常ダイシング中に発生する熱を冷
却す不丸めに切断部に水を供給しながら行なわれ、更に
ダイシング後に４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シするのヤ、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
膜剥れが生じ九）すゐ、この乳剤の膜剥れはマイクロカ
ラーフィルタの形成されツーフィルタや形成には直接影
響を及はさないが、剥れた乳剤の小片がフィルタＷＫ付
着して歩留ま）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
よシ、上記の欠点を無（することが可能である。

ボンディング、Ｒツ）ｉｌｌ＃に対応する保護層及びハ
ロゲン化畷乳剤層が除去された固体撮像素子基板は、次
に第ｉｏ＠ｙｃ示すようにして溶剤浸透防止層コ０が除
去され、ボンディング、ｅット部１４が露出されてカラ
ー固体撮像素子基板が形成される。このボンディングパ
ット部／ｊを露出するための溶剤浸透防止層−〇の除去
は、例えば該層としてリンケイ酸ガラス等のガラス類を
用いろ場合罠は、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シ、更に例えばフレオン−ｌコ
（Ｃα２Ｆ２）等のガスを含むプラズマでドライ　　　
　　　１エツチングすることもできる。更に該溶剤浸透
防止層コＯ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ょ１除去するこ
とができる。又、溶剤浸透防止層−〇がフオ、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ｔｍ布
する前にボンディング／セット部に相当゛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
おいてもよい。

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
、７つ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１出すことに
よってカラー固体撮像素子が完成吉れる。

以上詳側に説明したように、ハロゲン化銀写真技術を用
いることによ〕製造が容易で安価なカラー固体撮像素子
をオンウェハーで得ることができる。

【図面の簡単な説明】 ９７図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２図に示した基板の１つの素子
を示す平面図及び断面図、＠参図乃至第ｉｏｗＡは本発
明の方法の各工程を示す断面図である。 ＩＯ＝固体撮澹素子基板、ノ≠：受光部、／ｌ：ボンデ
ィング／Ｃシト部、コク：溶剤浸透防止層、−２：ハロ
ゲン化銀乳剤層１．２４ｔ：マイクロカラ　　−−フィ
ルタ、コｌ：保１層 特許出願人　富士写真フィルム株式金社ｎ　　　　　寸
　　　　　ＬＯ■ ＠Ｉ！ｍｌ　　　　　城 ト　　　　　の　　　　　０　　　　０味　　　　城　
　　　城　　　　翳

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. り表面に溶剤浸透防止層が形成された固体撮像素子基板
   の該層上にハロゲン化銀乳剤層を塗布すゐ工程と、該ハ
   四ゲン化銀乳剤層ＶＣｉｉｉ１１露光及びカラー写真現
   俸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九固体
   撮會素子基板の全面に保護層を形成する工程と、該保護
   層の形成され九固体撮偉素子基板の少なくともボンディ
   ングパット部に対応する部分の保護層、ハロゲン化銀乳
   剤層及び溶剤浸透防止層をこの履に除去してポンプイン
   グツミツト部を露出セせ為工程とを有することを特徴と
   するカラー固体撮像素子基板の製造方法。