KR102486977B1 - 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법 및 기억 매체 - Google Patents
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Abstract
저비용으로 정밀도 좋게 광학 장치의 차광체를 제작한다. 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법은, 기판(2) 상에 무전해 도금을 실시하여 Co 또는 Co 합금의 도금층(23)을 형성하는 공정을 구비하고, 도금층(23)으로 이루어지는 차광체(23A)를 제작한다.
Description
본 발명은 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법, 그 제조 시스템 및 기억 매체에 관련되며, 특히 정밀도 좋게 또한 저비용으로 제작할 수 있는 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자에는 표면 조사형과 이면 조사형이 있다. 이 중 이면 조사형 고체 촬상 소자는, 반도체 기판의 표면측에 다수의 포토다이오드가 마련되고, 이면측에 컬러 필터 또는 마이크로 렌즈가 형성되며, 이면측으로부터 반도체 기판 내에 입사한 광에 의해 발생한 광전하를 표면측의 포토다이오드에서 판독하고, 신호 판독 회로가 이 광전하를 출력한다.
이 이면 조사형은 신호 판독 회로를 이면측에 마련할 필요가 없기 때문에 개구율을 크게 할 수 있고, 또한, 반도체 기판의 두께를 두껍게 할 수 있기 때문에 입사광 에너지의 거의 전부를 광전 변환할 수 있다.
그런데, 이면 조사형 고체 촬상 소자는, 광전 변환 효율을 높이기 위하여 반도체 기판이 두껍고 광로 길이가 길게 되어 있기 때문에, 비스듬히 입사한 입사광이 인접하는 포토다이오드에 들어가 버린다는 문제가 있다.
이와 같이 비스듬히 입사한 입사광이 인접하는 포토다이오드에 들어가 버리는 것을 막기 위하여, 반도체 기판에 각 포토다이오드와 대응시켜 차광체를 PVD 또는 CVD에 의해 형성하고 있다. (예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조)
그러나 반도체 기판에 PVD 또는 CVD에 의해 차광체를 형성하는 경우, 제조 비용이 고액이 되고, 또한 미세한 구조로 양호한 차광 특성을 가지는 차광체를 제작하는 것은 어렵다.
본 발명은, 이와 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로서, 정밀도 좋게 또한 양호한 차광 특성을 가지고 저비용으로 제작할 수 있는 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법 및 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판 상에 Co-W-B를 포함하는 도금액을 공급하여 무전해 도금 처리를 실시함으로써, 상기 차광체가 되는 Co-W-B를 포함하는 도금층을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법이다.
본 발명은, 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템에 광학 장치의 제조 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서, 광학 장치의 제조 방법은, 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판 상에 Co-W-B를 포함하는 도금액을 공급하여 무전해 도금 처리를 실시함으로써, 상기 차광체가 되는 Co-W-B를 포함하는 도금층을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명에 따르면, 정밀도 좋게 또한 저비용으로 차광체를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 광학 장치의 제조 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2의 (a) ~ (e)는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 광학 장치의 제조 방법이 실시되는 기판을 나타내는 도이다.
도 3은 차광체를 포함하는 광학 장치의 일례를 표시한 고체 촬상 소자를 나타내는 도이다.
도 4는 차광체의 차광 특성을 나타내는 도이다.
도 5는 차광체의 차광 특성을 나타내는 도이다.
도 6은 차광체의 차광 특성을 나타내는 도이다.
도 7은 포토다이오드와 차광체의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 8은 도금층 형성부를 나타내는 측단면도이다.
도 9는 도금층 형성부를 나타내는 평면도이다.
도 10의 (a) ~ (e)는 본 발명의 변형예에 따른 광학 장치의 제조 방법이 실시되는 기판을 나타내는 도이다.
도 11의 (a) ~ (c)는 본 발명의 변형예에 따른 광학 장치의 제조 방법이 실시되는 기판을 나타내는 도이다.
도 2의 (a) ~ (e)는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 광학 장치의 제조 방법이 실시되는 기판을 나타내는 도이다.
도 3은 차광체를 포함하는 광학 장치의 일례를 표시한 고체 촬상 소자를 나타내는 도이다.
도 4는 차광체의 차광 특성을 나타내는 도이다.
도 5는 차광체의 차광 특성을 나타내는 도이다.
도 6은 차광체의 차광 특성을 나타내는 도이다.
도 7은 포토다이오드와 차광체의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 8은 도금층 형성부를 나타내는 측단면도이다.
도 9는 도금층 형성부를 나타내는 평면도이다.
도 10의 (a) ~ (e)는 본 발명의 변형예에 따른 광학 장치의 제조 방법이 실시되는 기판을 나타내는 도이다.
도 11의 (a) ~ (c)는 본 발명의 변형예에 따른 광학 장치의 제조 방법이 실시되는 기판을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
<발명의 실시 형태>
먼저 도 1 내지 도 9에 의해 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
우선 도 3에 의해 차광체를 포함하는 광학 장치, 예를 들면 이면 조사형 고체 촬상 소자(30)에 대하여 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(30)는 인터라인형 CCD이며, p형 반도체 기판(2)의 표면측에 복수의 수직 전하 전송로(VCCD)(35)와 화소를 구성하는 복수의 포토다이오드(광전 변환 소자)(36)가 형성되고, 이면측에 복수의 컬러 필터(적(R), 녹(G), 청(B))층(33) 및 복수의 마이크로 렌즈(34)가 마련되어 있다.
각 색의 컬러 필터층(33)은 대응하는 포토다이오드(36)에 정렬하는 위치에 적층되고, 또한, 각 마이크로 렌즈(34)는 대응하는 포토다이오드(36)의 중심에 초점이 맞도록 정렬하여 형성된다. 또한 반도체 기판(2)의 표면측에는, 수직 전하 전송로(35) 상에 절연층(37)과 금속 전극(38)이 적층되어 있다.
도 3에 나타내는 이면 조사형 고체 촬상 소자(30)는 CCD 타입이지만, 예를 들면, 특허 문헌 2와 같은 CMOS 타입, 그 밖의 형식의 고체 촬상 소자에도 본 실시 형태를 동일하게 적용할 수 있다.
반도체 기판(이하 "기판"이라고도 함)(2)의 이면측 표면에는 오목부(2a)가 형성되고, 이 기판(2)의 이면측 표면에는 컬러 필터층(33) 및 마이크로 렌즈(34)가 순서대로 적층되어 있다.
컬러 필터층(33)은 화소(포토다이오드)(36) 단위로 구획되고, 컬러 필터층(33)의 기판(2)측의 인접 구획간에는 차광체(23A)가 마련된다. 이 차광체(23A)는 비스듬한 입사광이 인접 화소에 진입하는 것을 방지하기 위하여 마련되어 있다.
도 7은 차광체(23A)를 이면측으로부터 본 상태를 나타내는 도이며, 전체로서 메쉬 형상으로 형성되고, 각 메쉬가 1 화소 1 화소를 구획한다. 이 차광체(23A)를 마련함으로써, 화상 촬상용 고체 촬상 소자에서는 상이한 색을 검출하는 인접 화소간의 혼색이 억제되고, 다판식 컬러 화상 촬상용 고체 촬상 소자에서는 동색의 신호를 검출하는 인접 화소간의 크로스 토크가 억제된다.
다음에 상술한 예를 들면 이면 조사형 고체 촬상 소자(30) 등의 차광체를 포함하는 광학 장치를 제작하기 위한 광학 장치의 제조 시스템에 대하여 도 1 및 도 2에 의해 설명한다.
<광학 장치의 제조 시스템>
먼저 도 1에 의해 본 발명에 의한 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템에 대하여 기술한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10)은 반도체 웨이퍼 등의 오목부(2a)를 가지는 기판(실리콘 기판)(2)에 대하여 도금 처리를 실시하여 차광체를 제작하는 것이다.
이와 같은 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10)은, 기판(2)을 수납한 카세트(도시 생략)가 배치되는 카세트 스테이션(18)과, 카세트 스테이션(18) 상의 카세트로부터 기판(2)을 취출하여 반송하는 기판 반송 암(11)과, 기판 반송 암(11)이 주행하는 주행로(11a)를 구비하고 있다.
또한 주행로(11a)의 일측에, 기판(2) 상에 촉매를 흡착시켜 후술하는 촉매 흡착층(22)을 형성하는 촉매 흡착층 형성부(13)와, 기판(2)의 촉매 흡착층(22) 상에 Co 또는 Co 합금을 포함하는 도금액을 공급하여 무전해 도금 처리를 실시함으로써 Co 또는 Co 합금의 도금층(23)을 형성하는 도금층 형성부(14)가 배치되어 있다.
또한 주행로(11a)의 타측에, 기판(2)에 형성된 촉매 흡착층(22) 및 도금층(23)을 가열 결합하는 가열 결합부(15)와, 도금층(23) 상에 레지스트 패턴(27)을 형성하기 위한 레지스트 패턴 형성부(16)가 배치되어 있다. 이 중 레지스트 패턴 형성부(16)는 모두 도시하지 않지만 레지스트 도포부와 노광부와 현상부를 가지고 있다.
또한 가열 결합부(15)에 인접하여, 레지스트 패턴(27)을 마스크로 하여 도금층(23)을 에칭함으로써 기판(2)의 오목부(2a) 내에 기판(2)으로부터 외방으로 돌출하는 차광체(23A)를 형성하는 에칭 처리부(17)와, 레지스트 패턴(27)을 제거하는 레지스트 패턴 제거부(17A)가 배치되어 있다.
또한 상술한 도금 처리 시스템의 각 구성 부재, 예를 들면 카세트 스테이션(18), 기판 반송 암(11), 촉매 흡착층 형성부(13), 도금층 형성부(14), 가열 결합부(15), 레지스트 패턴 형성부(16), 에칭 처리부(17) 및 레지스트 패턴 제거부(17A)는, 모두 제어부(19)에 마련한 기억 매체(19A)에 기록된 각종 프로그램에 따라 제어부(19)에서 구동 제어되고, 이에 의해 기판(2)에 대한 다양한 처리가 행해진다. 여기서, 기억 매체(19A)는 각종 설정 데이터 및 후술하는 도금 처리 프로그램 등의 각종 프로그램을 저장하고 있다. 기억 매체(19A)로서는, 컴퓨터로 판독 가능한 ROM 또는 RAM 등의 메모리, 또는 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 또는 플렉시블 디스크 등의 디스크 형상 기억 매체 등의 공지의 것이 사용될 수 있다.
다음에 도금층(23)을 형성하기 위한 도금층 형성부(14)에 대하여 추가로 기술한다.
도금층 형성부(14)는 도 8 및 도 9에 나타내는 도금 처리 장치로 구성할 수 있다.
이와 같은 도금층 형성부(14)는 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같은 것이다.
즉, 도금층 형성부(14)는 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 케이싱(101)의 내부에서 기판(2)을 회전 유지하기 위한 기판 회전 유지 기구(기판 수용부)(110)와, 기판(2)의 표면에 도금액 및 세정액 등을 공급하는 액 공급 기구(50, 90)와, 기판(2)으로부터 비산한 도금액 및 세정액 등을 받는 컵(105)과, 컵(105)에서 받은 도금액 및 세정액을 배출하는 배출구(124, 129, 134)와, 배출구에 모인 액을 배출하는 액 배출 기구(120, 125, 130)와, 기판 회전 유지 기구(110), 액 공급 기구(50, 90), 컵(105) 및 액 배출 기구(120, 125, 130)를 제어하는 제어 기구(161)를 구비하고 있다.
(기판 회전 유지 기구)
이 중, 기판 회전 유지 기구(110)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 케이싱(101) 내에서 상하로 연장되는 중공 원통 형상의 회전축(111)과, 회전축(111)의 상단부에 장착된 턴테이블(112)과, 턴테이블(112)의 상면 외주부에 마련되고 기판(2)을 지지하는 웨이퍼 척(113)과, 회전축(111)을 회전 구동하는 회전 기구(162)를 가지고 있다. 이 중 회전 기구(162)는, 제어 기구(161)에 의해 제어되고, 회전 기구(162)에 의해 회전축(111)이 회전 구동되며, 이에 의해, 웨이퍼 척(113)에 의해 지지되어 있는 기판(2)이 회전된다.
(액 공급 기구)
다음에, 기판(2)의 표면에 도금액 및 세정액 등을 공급하는 액 공급 기구(50, 90)에 대하여 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 액 공급 기구(50, 90)는, 기판(2)의 표면에 대하여 도금 처리를 실시하는 도금액을 공급하는 도금액 공급 기구(50)와, 기판(2)의 표면에 세정 처리액을 공급하는 세정 처리액 공급 기구(90)를 포함하고 있다.
도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 토출 노즐(52)은 노즐 헤드(104)에 장착되어 있다. 또한 노즐 헤드(104)는 암(103)의 선단부에 장착되어 있고, 이 (103)은, 상하 방향으로 연장 가능하게 되어 있고 또한 회전 기구(165)에 의해 회전 구동되는 지지축(102)에 고정되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 도금액을 토출 노즐(52)을 통하여 기판(2)의 표면의 임의의 개소에 원하는 높이로부터 토출하는 것이 가능하게 되어 있다.
(세정 처리액 공급 기구(90))
세정 처리액 공급 기구(90)는, 후술하는 바와 같이 기판(2)의 세정 공정에 있어서 이용되는 것이며, 도 8에 나타내는 바와 같이, 노즐 헤드(104)에 장착된 노즐(92)을 포함하고 있다. 이 경우, 노즐(92)로부터 세정 처리액 또는 린스 처리액의 어느 것이 선택적으로 기판(2)의 표면에 토출된다.
(액 배출 기구)
다음에, 기판(2)으로부터 비산한 도금액 및 세정액 등을 배출하는 액 배출 기구(120, 125, 130)에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 케이싱(101) 내에는, 승강 기구(164)에 의해 상하 방향으로 구동되고 배출구(124, 129, 134)를 가지는 컵(105)이 배치되어 있다. 액 배출 기구(120, 125, 130)는 각각 배출구(124, 129, 134)에 모이는 액을 배출하는 것으로 되어 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 도금액 배출 기구(120, 125)는, 유로 전환기(121, 126)에 의해 전환할 수 있는 회수 유로(122, 127) 및 폐기 유로(123, 128)를 각각 가지고 있다. 이 중 회수 유로(122, 127)는 도금액을 회수하여 재이용하기 위한 유로이고, 반면, 폐기 유로(123, 128)는 도금액을 폐기하기 위한 유로이다. 또한 도 8에 나타내는 바와 같이, 처리액 배출 기구(130)에는 폐기 유로(133)만이 마련되어 있다.
또한 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 기판 수용부(110)의 출구측에는 도금액을 배출하는 도금액 배출 기구(120)의 회수 유로(122)가 접속되고, 이 회수 유로(122) 중 기판 수용부(110)의 출구측 근방에 도금액을 냉각하는 냉각 버퍼(120A)가 마련되어 있다.
<광학 장치의 제조 방법>
다음에 이와 같은 구성으로 이루어지는 본 실시 형태의 작용, 즉 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법에 대하여 도 2의 (a) ~ (e)에 의해 설명한다.
먼저 전공정(前工程)에 있어서, 반도체 웨이퍼 등으로 이루어지는 기판(실리콘 기판)(2)에 대하여 오목부(2a)가 형성되고, 오목부(2a)가 형성된 기판(2)이 본 발명에 따른 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10) 내에 반송된다. 이 경우, 기판(2) 상에는 Pd 이온을 흡착할 수 있는 금속층(21)이 형성되어 있다(도 2의 (a) 참조).
차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10) 내에 있어서, 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 촉매 흡착층 형성부(13)로 보내진다. 그리고 이 촉매 흡착층 형성부(13)에 있어서, 기판(2)의 금속층(21) 상에, 예를 들면 촉매가 되는 Pd 이온이 흡착되어 촉매 흡착층(22)이 형성된다(도 2의 (b) 참조). 이 경우, 기판(2) 상에 형성된 촉매 흡착층(22)은 기판(2) 표면 및 오목부(2a) 내면에 형성되어 있다.
촉매 흡착 처리로서는, 예를 들면, 기판(2)에 대하여 염화 팔라듐 수용액을 노즐에 의해 분사하여, 촉매가 되는 Pd 이온을 기판(2)의 표면에 흡착시키는 처리를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 기판(2)에 대하여 염화 주석 용액을 분사하여, 주석 이온을 기판(2) 표면에 흡착하고, 다음에, 기판(2)에 염화 팔라듐 수용액을 분사하여 주석 이온을 Pd 이온과 치환하여 Pd 이온을 흡착시키고, 추가로, 기판(2)에 수산화 나트륨을 분사하여 여분의 주석 이온을 제거한다.
또한, 촉매 흡착층 형성부(13)의 전단(前段)에 밀착층 형성부를 마련하고, 이 밀착층 형성부 내에 있어서, 오목부(2a)를 가지는 기판(2) 상에 실란 커플링제 등의 커플링제를 흡착시켜 기판(2) 상에 밀착층을 형성해도 된다(SAM 처리). 실란 커플링제를 흡착시켜 형성된 밀착층은 촉매 흡착층(22)과 기판(2)의 밀착성을 향상시키는 것이다.
다음에 금속층(21) 상에 촉매 흡착층(22)이 형성된 기판(2)은, 기판 반송 암(11)에 의해, 촉매 흡착층 형성부(13)로부터 가열 결합부(15) 내로 보내진다. 그리고, 이 가열 결합부(15)의 밀폐 케이싱 내에 있어서, 기판(2)은 산화를 억제하기 위하여 N2 가스가 충전된 불활성 분위기 중에서 핫플레이트 상에서 가열된다. 이와 같이 하여 기판(2)의 촉매 흡착층(22)이 가열 결합된다(Bake 처리). 이와 같이 촉매 흡착층(22)을 가열 결합함으로써, 촉매 흡착층(22) 내의 수분을 외방으로 방출한다.
이와 같이, 가열 결합부(15)에 있어서 기판(2) 상에 촉매 흡착층(22)을 가열 결합한 후, 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 도금층 형성부(14)로 보내진다.
다음에 도금층 형성부(14)에 있어서, 기판(2)의 촉매 흡착층(22) 상에 Co 또는 Co 합금을 포함하는 도금층(23)이 형성된다(도 2의 (c) 참조).
이 경우, 도금층 형성부(14)는 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같은 도금 처리 장치로 이루어지며, 기판(2)의 촉매 흡착층(22) 상에 무전해 도금 처리를 실시함으로써 Co 또는 Co 합금을 포함하는 도금층(23)을 형성할 수 있다.
도금층 형성부(14)에 있어서 도금층(23)을 형성하는 경우, 도금액으로서는 예를 들면 Co-W-B를 포함하는 도금액을 이용할 수 있고, 도금액의 온도는 40 ~ 75℃(바람직하게는 65℃)로 유지되어 있다.
Co-W-B를 포함하는 도금액을 기판(2) 상에 공급함으로써, 기판(2)의 촉매 흡착층(22) 상에 무전해 도금 처리에 의해, Co-W-B를 포함하는 도금층(23)이 형성된다.
다음에 촉매 흡착층(22) 상에 도금층(23)이 형성된 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 도금층 형성부(14)로부터 다시 가열 결합부(15)에 보내지고, 이 가열 결합부(15)에 의해 도금층(23)이 가열 결합된다.
이와 같이 기판(2) 상의 도금층(23)을 가열 결합함으로써, 도금층(23) 내의 수분을 외방으로 방출할 수 있고, 동시에 도금층(23) 내의 금속간 결합을 높일 수 있다.
다음에 가열 결합부(15)에 있어서 가열된 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 레지스트 패턴 형성부(16)로 보내진다. 그 후 레지스트 패턴 형성부(16)에 있어서, 기판(2)의 도금층(23) 상에 레지스트 패턴(27)이 형성된다. 이 경우, 레지스트 패턴(27)은 기판(2)의 오목부(2a)에 대응하는 위치에 형성된다(도 2의 (d) 참조).
다음에 레지스트 패턴 형성부(16)에 있어서 레지스트 패턴(27)이 형성된 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 에칭 처리부(17)로 보내진다. 그리고 이 에칭 처리부(17)에 있어서, 레지스트 패턴(27)을 마스크로 하여 도금층(23)에 대한 에칭 처리가 실시된다. 이와 같이 하여 레지스트 패턴(27)에 의해 덮여 있지 않은 도금층(23)이 제거되고, 기판(2)의 오목부(2a)로부터 상방으로 연장되는 차광체(23A)가 형성된다(도 2의 (e) 참조). 다음에, 기판(2)은 레지스트 패턴 제거부(17A)까지 보내지고, 이 레지스트 패턴 제거부(17A)에 있어서 불필요한 레지스트 패턴(27)이 제거된다.
다음에 Co-W-B를 포함하는 도금층(23)으로 이루어지는 차광체(23A)의 투과율을 도 4 내지 도 6에 의해 나타낸다.
도 4에 나타내는 바와 같이, Co-W-B를 포함하는 차광체(23A)의 적색광의 투과율은 두께 50 ~ 100 nm에 걸쳐, NiB로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 Ta로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 W로 이루어지는 차광체에 비해 낮아, 양호한 차광 특성을 나타내고 있다.
또한 도 5에 나타내는 바와 같이, Co-W-B를 포함하는 차광체(23A)의 녹색광의 투과율은 두께 50 ~ 100 nm에 걸쳐, NiB로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 Ta로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 W로 이루어지는 차광체에 비해 낮아, 양호한 차광 특성을 나타내고 있다.
또한 도 6에 나타내는 바와 같이, Co-W-B를 포함하는 차광체(23A)의 청색광의 투과율은 두께 50 ~ 100 nm에 걸쳐, NiB로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 Ta로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 W로 이루어지는 차광체에 비해 낮아, 양호한 차광 특성을 나타내고 있다.
<본 발명의 변형예>
다음에 본 발명의 변형예에 대하여 도 10의 (a) ~ (e) 및 도 11의 (a) ~ (c)에 의해 설명한다.
도 10의 (a) ~ (e) 및 도 11의 (a) ~ (c)에 나타내는 본 발명의 변형예는, 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법이 상이할 뿐, 다른 구성은 도 1 내지 도 9에 나타내는 실시 형태와 대략 동일하다.
도 10의 (a) ~ (e) 및 도 11의 (a) ~ (c)에 나타내는 변형예에 있어서, 도 1 내지 도 9에 나타내는 실시 형태와 동일 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.
<광학 장치의 제조 방법의 제 1 변형예>
먼저, 광학 장치의 제조 방법의 제 1 변형예에 대하여 도 10의 (a) ~ (e)에 의해 설명한다.
먼저 전공정에 있어서, 반도체 웨이퍼 등으로 이루어지는 기판(실리콘 기판)(2)에 대하여 오목부(2a)가 형성되고, 오목부(2a)가 형성된 기판(2)이 본 발명에 따른 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10) 내에 반송된다. 이 경우, 기판(2) 상에는 Pd 이온을 흡착할 수 있는 금속층(21)이 형성되어 있다(도 10의 (a) 참조).
다음에 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10) 내에 있어서, 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 촉매 흡착층 형성부(13)로 보내진다. 그리고 이 촉매 흡착층 형성부(13)에 있어서, 기판(2)의 금속층(21) 상에, 예를 들면 촉매가 되는 Pd 이온이 흡착되어 촉매 흡착층(22)이 형성된다(도 10의 (b) 참조). 이 경우, 기판(2) 상에 형성된 촉매 흡착층(22)은 기판(2) 표면 및 오목부(2a) 내면에 형성되어 있다.
촉매 흡착 처리로서는, 예를 들면, 기판(2)에 대하여 염화 팔라듐 수용액을 노즐에 의해 분사하여, 촉매가 되는 Pd 이온을 기판(2)의 표면에 흡착시키는 처리를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 기판(2)에 대하여 염화 주석 용액을 분사하여, 주석 이온을 기판(2) 표면에 흡착하고, 다음에, 기판(2)에 염화 팔라듐 수용액을 분사하여 주석 이온을 Pd 이온과 치환하여 Pd 이온을 흡착시키고, 추가로, 기판(2)에 수산화 나트륨을 분사하여 여분의 주석 이온을 제거한다.
또한, 촉매 흡착층 형성부(13)의 전단에 밀착층 형성부를 마련하고, 이 밀착층 형성부 내에 있어서, 오목부(2a)를 가지는 기판(2) 상에 실란 커플링제 등의 커플링제를 흡착시켜 기판(2) 상에 밀착층을 형성해도 된다(SAM 처리). 실란 커플링제를 흡착시켜 형성된 밀착층은 촉매 흡착층(22)과 기판(2)의 밀착성을 향상시키는 것이다.
다음에 금속층(21) 상에 촉매 흡착층(22)이 형성된 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 촉매 흡착층 형성부(13)로부터 가열 결합부(15) 내로 보내진다. 그리고, 이 가열 결합부(15)의 밀폐 케이싱 내에 있어서, 기판(2)은 산화를 억제하기 위하여 N2 가스가 충전된 불활성 분위기 중에서 핫플레이트 상에서 가열된다. 이와 같이 하여 기판(2)의 촉매 흡착층(22)이 가열 결합된다(Bake 처리). 이와 같이 촉매 흡착층(22)을 가열 결합함으로써, 촉매 흡착층(22) 내의 수분을 외방으로 방출한다.
이와 같이, 가열 결합부(15)에 있어서 기판(2) 상의 촉매 흡착층(22)을 가열 결합한 후, 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 레지스트 패턴 형성부(16)로 보내진다. 그리고 이 레지스트 패턴 형성부(16)에 있어서, 촉매 흡착층(22) 상에 개구(27a)를 가지는 레지스트 패턴(27)이 형성된다(도 10의 (c) 참조). 여기서 레지스트 패턴(27)의 개구(27a)는 기판(2)의 오목부(2a)를 둘러싸도록 형성되어 있다.
다음에 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 도금층 형성부(14)로 보내지고, 이 도금층 형성부(14)에 있어서, 레지스트 패턴(27)의 개구(27a) 내에 Co 또는 Co 합금을 포함하는 도금층(23)이 형성된다(도 10의 (d) 참조).
이 경우, 도금층 형성부(14)는 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같은 도금 처리 장치로 이루어지며, 기판(2)의 촉매 흡착층(22) 상에 무전해 도금 처리를 실시함으로써 Co 또는 Co 합금을 포함하는 도금층(23)을 형성할 수 있다.
도금층 형성부(14)에 있어서 도금층(23)을 형성하는 경우, 도금액으로서는 예를 들면 Co-W-B를 포함하는 도금액을 이용할 수 있고, 도금액의 온도는 40 ~ 75℃(바람직하게는 65℃)로 유지되어 있다.
Co-W-B를 포함하는 도금액을 기판(2) 상에 공급함으로써, 레지스트 패턴(27)의 개구(27a) 내에 형성된 촉매 흡착층(22) 상에 무전해 도금 처리에 의해, Co-W-B를 포함하는 도금층(23)이 형성된다.
다음에 촉매 흡착층(22) 상에 도금층(23)이 형성된 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 도금층 형성부(14)로부터 다시 가열 결합부(15)에 보내지고, 이 가열 결합부(15)에 의해 도금층(23)이 가열 결합된다.
이와 같이 기판(2) 상의 도금층(23)을 가열 결합함으로써, 도금층(23) 내의 수분을 외방으로 방출할 수 있고, 동시에 도금층(23) 내의 금속간 결합을 높일 수 있다.
다음에, 기판(2)의 레지스트 패턴(27)의 개구(27a) 내에 도금층(23)이 형성된 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 레지스트 패턴 제거부(17A)까지 보내지고, 이 레지스트 패턴 제거부(17A)에 있어서 레지스트 패턴(27)이 제거된다. 이와 같이 하여 기판(2) 상에 오목부(2a)로부터 상방으로 연장되고 또한 도금층(23)에 의해 형성된 차광체(23A)를 얻을 수 있다(도 10의 (e) 참조).
<광학 장치의 제조 방법의 제 2 변형례>
다음에 광학 장치의 제조 방법의 제 2 변형례에 대하여 도 11의 (a) ~ (c)에 의해 설명한다.
먼저 전공정에 있어서, 반도체 웨이퍼 등으로 이루어지는 기판(실리콘 기판)(2)에 대하여 오목부(2a)가 형성되고, 오목부(2a)가 형성된 기판(2)이 본 발명에 따른 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10) 내에 반송된다. 이 경우, 기판(2)의 오목부(2a)의 저면에는 Pd 이온을 흡착할 수 있는 금속층(21)이 형성되어 있다.
다음에, 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템(10) 내에 있어서, 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 촉매 흡착층 형성부(13)로 보내진다. 그리고 이 촉매 흡착층 형성부(13)에 있어서, 기판(2)의 오목부(2a) 저면에 마련된 금속층(21) 상에, 예를 들면 촉매가 되는 Pd 이온이 흡착되어 촉매 흡착층(22)이 형성된다(도 11의 (b) 참조).
촉매 흡착 처리로서는, 예를 들면, 기판(2)에 대하여 염화 팔라듐 수용액을 노즐에 의해 분사하여, 촉매가 되는 Pd 이온을 기판(2)의 오목부(2a) 저면에 흡착시키는 처리를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 기판(2)에 대하여 염화 주석 용액을 분사하여, 주석 이온을 기판(2)의 오목부(2a) 저면에 흡착하고, 다음에, 기판(2)에 염화 팔라듐 수용액을 분사하여 주석 이온을 Pd 이온과 치환하여 Pd 이온을 흡착시키고, 추가로, 기판(2)에 수산화 나트륨을 분사하여 여분의 주석 이온을 제거한다.
또한, 촉매 흡착층 형성부(13)의 전단에 밀착층 형성부를 마련하고, 이 밀착층 형성부 내에 있어서, 오목부(2a)의 저면에 실란 커플링제 등의 커플링제를 흡착시켜 기판(2)의 오목부(2a) 저면에 밀착층을 형성해도 된다(SAM 처리). 실란 커플링제를 흡착시켜 형성된 밀착층은 촉매 흡착층(22)과 기판(2)의 오목부(2a) 저면의 밀착성을 향상시키는 것이다.
다음에, 오목부(2a) 저면의 금속층(21) 상에 촉매 흡착층(22)이 형성된 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 촉매 흡착층 형성부(13)로부터 가열 결합부(15) 내로 보내진다. 그리고, 이 가열 결합부(15)의 밀폐 케이싱 내에 있어서, 기판(2)은 산화를 억제하기 위하여 N2 가스가 충전된 불활성 분위기 중에서 핫플레이트 상에서 가열된다. 이와 같이 하여 기판(2)의 촉매 흡착층(22)이 가열 결합된다(Bake 처리). 이와 같이 촉매 흡착층(22)을 가열 결합함으로써, 촉매 흡착층(22) 내의 수분을 외방으로 방출한다.
이와 같이, 가열 결합부(15)에 있어서 기판(2)의 오목부(2a) 저면 상의 촉매 흡착층(22)을 가열 결합한 후, 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 도금층 형성부(14)로 보내진다.
다음에, 도금층 형성부(14)에 있어서, 기판(2)의 촉매 흡착층(22) 상에 Co 또는 Co 합금을 포함하는 도금층(23)이 형성된다(도 11의 (c) 참조).
이 경우, 도금층 형성부(14)는 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같은 도금 처리 장치로 이루어지며, 기판(2)의 오목부(2a) 저면에 형성된 촉매 흡착층(22) 상에 무전해 도금 처리를 실시함으로써 Co 또는 Co 합금을 포함하는 도금층(23)을 형성할 수 있다. 도금층(23)은 기판(2)의 오목부(2a) 저면에 형성된 촉매 흡착층(22)으로부터 상방으로 성장하여, 오목부(2a) 전역이 도금층(23)에 의해 매립된다.
도금층 형성부(14)에 있어서 도금층(23)을 형성하는 경우, 도금액으로서는 예를 들면 Co-W-B를 포함하는 도금액을 이용할 수 있고, 도금액의 온도는 40 ~ 75℃(바람직하게는 65℃)로 유지되어 있다.
Co-W-B를 포함하는 도금액을 기판(2) 상에 공급함으로써, 기판(2)의 오목부(2a) 저면에 형성된 촉매 흡착층(22) 상에 무전해 도금 처리에 의해, Co-W-B를 포함하는 도금층(23)이 형성된다.
다음에 촉매 흡착층(22) 상에 도금층(23)이 형성된 기판(2)은, 기판 반송 암(11)에 의해 도금층 형성부(14)로부터 다시 가열 결합부(15)에 보내지고, 이 가열 결합부(15)에 의해 도금층(23)이 가열 결합된다.
이와 같이 기판(2) 상의 도금층(23)을 가열 결합함으로써, 도금층(23) 내의 수분을 외방으로 방출할 수 있고, 동시에 도금층(23) 내의 금속간 결합을 높일 수 있다.
이와 같이 하여 기판(2)의 오목부(2a) 내에 도금층(23)을 매립할 수 있고, 이 도금층(23)에 의해 차광체(23A)를 얻을 수 있다. 또한 오목부(2a) 내에 매립된 도금층(23)을 추가로 성장시킴으로써, 기판(2)의 오목부(2a)로부터 상방으로 돌출하는 차광체(23A)를 얻을 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태 및 변형예에 있어서, 차광체를 포함하는 광학 장치로서 고체 촬상 소자의 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않고 차광체를 포함하는 광학 장치로서 예를 들면 LED와 컬러 필터와 차광체를 포함하는 터치 패널을 구비한 표시 장치를 이용해도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 도금층 형성부(14)와 가열 결합부(15)를 각각의 장치로 구성한 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않고, 도 8에서 나타내는 도금층 형성부(14)에 있어서, 기판(2)의 상방에 램프 조사부(200)(UV광 등), 또는 기판(2)을 덮는 핫플레이트(도시 생략) 등의 가열원을 마련하여, 도금층 형성부(14) 내에서 도금층의 가열 결합을 행해도 된다.
2 : 기판
2a : 오목부
10 : 광학 장치의 제조 시스템
11 : 기판 반송 암
13 : 촉매 흡착층 형성부
14 : 도금층 형성부
15 : 가열 결합부
16 : 레지스트 패턴 형성부
17 : 에칭 처리부
17A : 레지스트 패턴 제거부
18 : 카세트 스테이션
19 : 제어부
19A : 기억 매체
21 : 금속층
22 : 촉매 흡착층
23 : 도금층
23A : 차광체
27 : 레지스트 패턴
30 : 고체 촬상 소자
33 : 컬러 필터층
36 : 포토다이오드
2a : 오목부
10 : 광학 장치의 제조 시스템
11 : 기판 반송 암
13 : 촉매 흡착층 형성부
14 : 도금층 형성부
15 : 가열 결합부
16 : 레지스트 패턴 형성부
17 : 에칭 처리부
17A : 레지스트 패턴 제거부
18 : 카세트 스테이션
19 : 제어부
19A : 기억 매체
21 : 금속층
22 : 촉매 흡착층
23 : 도금층
23A : 차광체
27 : 레지스트 패턴
30 : 고체 촬상 소자
33 : 컬러 필터층
36 : 포토다이오드
Claims (2)
- 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법에 있어서,
오목부를 가지는 기판을 준비하는 공정과,
상기 오목부를 가지는 기판 상에 Co-W-B를 포함하는 도금액을 공급하여 무전해 도금 처리를 실시함으로써, 상기 오목부 내로부터 상기 기판의 외방으로 돌출함과 동시에 Co-W-B를 포함하는 도금층으로 이루어지는 차광체를 형성하는 공정
을 구비하고,
광이 투과하는 차광체의 두께는, 차광체에 대하여 비스듬히 입사한 입사광의 방향으로 50 nm ~ 100 nm로 되어 있고, 상기 차광체의 두께에 있어서 적색광, 녹색광, 청색광의 투과율은, NiB로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 Ta로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 W로 이루어지는 차광체에 비해 낮고, 1 % 미만인 것을 특징으로 하는 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 방법. - 차광체를 포함하는 광학 장치의 제조 시스템에 광학 장치의 제조 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서,
광학 장치의 제조 방법은,
오목부를 가지는 기판을 준비하는 공정과,
상기 오목부를 가지는 기판 상에 Co-W-B를 포함하는 도금액을 공급하여 무전해 도금 처리를 실시함으로써, 상기 오목부 내로부터 상기 기판의 외방으로 돌출함과 동시에 Co-W-B를 포함하는 도금층으로 이루어지는 차광체를 형성하는 공정
을 구비하고,
광이 투과하는 차광체의 두께는, 차광체에 대하여 비스듬히 입사한 입사광의 방향으로 50 nm ~ 100 nm로 되어 있고, 상기 차광체의 두께에 있어서 적색광, 녹색광, 청색광의 투과율은, NiB로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 Ta로 이루어지는 차광체, PVD에 의해 형성된 W로 이루어지는 차광체에 비해 낮고, 1 % 미만인 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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