JPS59175761A - カラ−フイルタ付固体撮像素子の製造方法 - 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】 この発明は、モノリシック型固体撮像素子の製造方法に
関するもので、特にホンディングパット電極部の露出グ
一度のパターニングで行うことができるようにしたもの
である。

従来、モノリシック型固体挿１象素子にゼラチン層を染
色して補色系あるいは原色糸カラーフィルタ部を形成す
る際には、第１図（ｄ）にみられるようにシリコンテハ
イス上の段差の消去用平坦膜３、各染色ゼラチンＪ＊５
．８間の中間保護膜４および上部保護膜７０合計３層の
膜（厚さ２〜３μｍ）の形成が必須であった。そしてこ
れらの６膜３゜４．１の材料としては、透明度、ンリコ
ンおよび染色セラチンＪ−との密着性の良さ、染色時の
染料に対する防染性等の点からポリグリシジルメタクリ
レート（ＰＧＭＡ）が一般に用いられている。

ところで、従来は前記染色ゼラチン層５．８ン積層して
形成したカラーフィルタ部の一部にホンディングバント
電極部２を露出させる際には、前記各膜を１ノ一丁つあ
るいは２層処理と１層処理との組み合せにより霧光・現
像を行っていた。第１図（ａ）〜（ｄ）はそのプロセス
ケ示すものである。

すなわち、第１図（ａ）は前記消去用平坦膜３と中間保
護膜４０２Ｎ４χクロムマスク６を用（・て２層一括露
光ｊゐところ７示しており、また、第１図（ｂ）は現像
後θノ状態を示し、さらに第１図（ｃ）で１ｉ２７−目
の染色ゼラチン層８と上部保護膜７χ塗布して、第１図
（ａ）の場合と同様にクロムマスク６を用いて露光する
ところ７示している。以上のように従来の方法では、消
去用平坦膜３，６膜４．７０３層のバターニングン第１
図（ａ）　、　　（ｂ）およびＣＣ）、　　（ｄ）の２
度に分けて露光・現像７行い、最終的に（工第１図（ｄ
）に示すようにボンティングバット電極部２の露出が行
われていた。

婁・約すれば、従来法では一括したバターニングができ
７．Ｃかつ二、これは上記消去用平坦膜３，６膜４．　
７を形成するＰＧＭＡが遠紫外線に対して低感度である
ためであり、また、このため光源としては高出力化（超
高圧水銀ランフ３ＫＷが必要）と露光の長時間化（約５
分）を余甑無くされていた。

この発明は、上記の欠点乞解消し、通常のランプ系（ｓ
ｏｏｗの水銀ランプ等）を利用して一度の露光によるバ
ターニング加工が可能であり、しか＞ｍ光時間もわずか
数秒で済む製造方法乞提供することを目的としにもので
ある。以下第２図ｔａ＋〜（ｃ）　Ｋよりこの発明の加
工プロセスをモノリシック屋固体撮像素子の補色系カラ
ーフイルクを例として説明する。

まず、ホトダイオード１とホンティングバット電極部２
を有ｊ６シリコンデバイスＡ上に、スピンコーティング
法と水溶性酸性染料を用いて順次所定の核層でカラーフ
ィルタ部を作るのであゐが、第２図（ａ）はホンディン
グバット電極部２の加工前のカラーフィルタ部の状態を
示し、これは図示のように下かりＰＧＭＡかも１．ｃる
段差の消去用平坦膜３．シアンの染色ゼラチン層５．Ｐ
ＧＭＡからなる中間保護膜４．イエローの染色セラチン
層８、ＰＧＩＶＩＡからな勺上部保護膜７０積層体から
構成されている。ここで、消去用平坦膜３．中間保ｉ！
、′ｊ膜４および上部保護膜７を形成するＰＧＭＡは、
次のプルセスでの後記りｐロメチル化ポリスチレン糸し
ジストリ塗布および現像に刈する耐性ンも１こせゐため
に、側鎖のエポキシ環の一部Ｘ熱架橋させろ必要があり
、Ｐ　Ｇ　Ｍ　Ａ　Ｏ）塗布後のベーキングを前記染色
ゼラチン層５，８の耐熱性を考慮しなから１００°Ｃ〜
２００°Ｃの範囲で数分から数十分加熱を行うものであ
る。

こり、に５にして形成したカラーフィルタ部の上に耐酸
素ブラスマエッチングに優れ、しかも可視光域に全く吸
収のない透明ンジス）　（ｉ＋１１　：日本ゴム（沫）
製Ｍ　Ｆ、Ｓ等）乞スピンコードしホトレジスト１１ｆ
ｊ　９とｊろ、このホトレジスト膜９は前記各膜３．４
．７に比べ遠紫外線に対して非常に高感度であり、数秒
の露光時間でバターニングが可能であり、その露光・現
像後の状態を第２図（ｂ）に示−［。

その後、残存″ｆなホトレジスト膜９ンマスクとして、
酸素（湿潤空気ン含む）７用いたプラスマエッチング法
により前記ホンディングパンｌ−ｔ！電極部の上部の６
膜３．　４．　７のエツチング速度い、ホンティングパ
ント電極部２を第２図（ｃ）に示−「ように露出させる
。これは６膜３．　４．　７とレジスト膜９のエツチン
グ速度の差により行ゎね・６）ので、６膜３．　４．．
７の諸物件を劣化させろことなく微細力１１工すること
ができる。。

上記この発明の実施例で示した２種類のレンストの組み
合せ、丁なわち、ＰＧＭＡとＭＥＳ　Ｃりｐロメチル化
ポリスチレン系）の酸素（ｍｉｌｌ気を含む）を用いた
酸素プラズマによるエツチング速度を適切なエツチング
の条件に選ぶことにより、最終状態で第２図（ｅ）のよ
うにマスク用。ノポトレジストを残存することなく、先
金に消去した状態で所期のホンティングバット電極部２
のエツチングも完了させることができゐことになり。

この際のエツチング条件の一例を示すと、酸素ガス流量
６０　ｃｍ３／ｍｉｎ　、エツチング圧力０．２　ｔｏ
ｒｒでは・ＰＧＭＡのエツチング速度は２０００λ／ｍ
ｉｎ−ＭＥＳ＆Ｊエツチング速度は１００ＯＡ／ｍｉｎ
であろ会したがって、ＰＧＭＡＹ　２ｆｉｍに対し、Ｉ
Ｖｉ　Ｅ　Ｓを１μｍ塗布すればこれが残存することな
く、ＰＧ　Ｍ　Ａ　カ完全にエツチングさハろことにな
Φ。

なお、ＭＥＳの分光透過率はほぼ１００％に近いので、
エツチング後これが若干残存したとしても、カラーフィ
ルタ部としての性能にほとんど影響を与え心ことＯ工な
い。

以上は補色系α９力ラーフイルタ部の形成について説明
したが、この発明はこれに限らす原色系のカラーフィル
タ部の形成にも適用でき勺ことはいうまでもない。また
、使用されろレジストについても上記の組み合せに限る
ものでなく、ＰＧＭＡに対しては、例えはメチルメタク
七−ト等のアクリル系ポリマーのホモポリマーまたにコ
ポリマー等のレジストが使用可能であり、また、ＭＥＳ
に対しては、同じクロロメチルスチレン系りレジスト（
ＭＳ−ＥＸシリーズまた１ｉＤＵシリーズ（東洋曹達（
株）製）、あΦいは他のポリスチレン系レジスト等の使
用が可能であつ、これらを組み合せてそのときのプラス
マエノチングの条件ン適当に選ぷことにより、同僚にホ
ンディングパット′電極部２の加工が可能になるもので
ある。

以上説明したように、この発明のカラーフィルタ付固体
撮像素子の製造方法は、マスクとして耐酸８プラズマエ
ツチング性に優れたホトレジスト膜用（ゝて酸素プラズ
マエツチングを行うようにしたので、カラーフィルタ部
σ）消去用平坦膜、中間保護膜、上部保護膜を一括して
同時にパターニングできるため、所要露光・現像のプロ
セスが一度になり、それだけ製造工程が簡略化されろは
かつでなく、さらに高出力超尚圧水銀う／ブ等の必要が
な（、通常一般り小形水銀ランフの使用が可能になると
いう利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図＜ａ）〜（ｄ）は従来のカラーフィルタ付固体撮
像素子の製造プロセスを示す工程図、第２図（ａ）〜（
ｅ）はこの発明のカラーフィルタ付固体撮像素子の製造
プロセスを示す工程図である。 図中、１はホトタイオード、２はホンディングバット電
極部、３は消去用平坦膜、４レ工中間保護膜、５．８＆
ｉ染色ゼラチン虐、Ｔは上部保護膜、９はホトレジスト
膜、八はシリコンデノζイ・スである。なお、図中の同
一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　葛野信−（外１名） 第１図 （ａ） 手続補正書（自発） ５８８２３ 昭和　　年　　月　　日 持許庁長宮殿 １、事件の表示　　　特願昭５８−５０８３１号３、補
正をする者 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第８頁１２行の「通常一般の小形水銀ラン
プ」を、「通畠一般の出力を有する水銀ランプ」と補正
する。 （２）同じく第６頁４〜５行の「レジスト１１髪９」を
、「ホトレジスト膜９」と補正する。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ホンディングバット電極部を上面に備えたシ
   リコンテハイス上に、下から順次、段差の消去用岬坦膜
   、中間保護膜および上部保護膜を有し、かつこれら相互
   間にそれぞれ所定の色の染色セラチン層乞介装させてカ
   ラーフィルタ部を形成し、次いで、全面に耐酸素プラズ
   マエツチング性に優れたホトレジストｌ塗布し、こりホ
   トレジストＺ鑓元して所定のパターニングするマスクを
   形成し、このマスフケ用いて酸素プラズマエツチングに
   より前記ホンディングバント電極部上の各腺ヲ除去し前
   記ホンディングバット電極部を露出させることを特徴と
   するカラーフィルタ付固体撮像素子の製造方法。
2. （２）　　ホトレジストに、遠紫外線によりパターニン
   グが容易であり、可視光域ｖｃ吸収がないものχ用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１＋項記載のカラ
   ーフィルタ付固体撮像素子の製造方法。