JPH06302794A

JPH06302794A - 固体撮像素子の製法

Info

Publication number: JPH06302794A
Application number: JP5114213A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Isokawa; 俊彦磯川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-04-19
Filing date: 1993-04-19
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】オンチップマイクロレンズを搭載した光電変
換部近傍にボンディングパッド部を有する固体撮像素子
の製法において、撮像むらを引き起こすことなくパッド
窓のパターニングを精度よく行えるようにする。【構成】アルミ電極10を含む固体撮像素子基板11上に
平坦化層12を形成し、その上にレンズ層となる感光性樹
脂層を塗布形成し、フォトリソグラフィーで矩形パター
ン13を得る。次に熱フローを施してレンズ14を得て、全
面にスピン・オン・グラス15を形成し、その上にパッド
窓開け用レジスト16を形成する。次にレジスト16をパタ
ーニングしてパターン16Ａを形成し、これをマスクとし
てグラス15をエッチングしパターン15Ａを得る。このパ
ターン15Ａをマスクとして平坦化層12をエッチングし、
パッド窓17を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像素子の製
法、特にオンチップマイクロレンズ（ＯＭＬ）を搭載し
た、光電変換部近傍にボンディングパッド部を有する固
体撮像素子の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、オンチップマイクロレンズを搭載
した光電変換部近傍にボンディングパッド部を有する固
体撮像素子の製法としては、例えば、図２の製造工程図
に示すような製法が知られている。この製法は、まず図
２の（Ａ）に示すように、光電変換部の近傍の固体撮像
素子基板21上にボンディングパッド部としてのアルミ電
極20が形成されており、このアルミ電極20を含む固体撮
像素子基板21の表面凹凸を一定値以下に抑えると共に、
上部に形成するオンチップマイクロレンズの焦点距離を
合わせるために、平坦化層22をスピンコートによって形
成する。この平坦化層22は、光学的に透明な感光性樹
脂、例えば、ＰＭＭＡ，ＰＧＭＡ等を用いる。

【０００３】続いて、ボンディングパッド部のみを開口
するように、平坦化層22を構成する樹脂に感度を有する
波長域にてフォトリソグラフィーを施し、パッド部を露
出させる。そののち、図２の（Ｂ）に示すように、レン
ズ層となる感光性樹脂23を平坦化層22と同様にスピンコ
ートによって形成し、次いで図２の（Ｃ）に示すよう
に、フォトリソグラフィー及び熱フローで、マイクロレ
ンズ24を形成すると共にパッド窓26を得るものである。
なお、図示していないが、ＰＮ接合ダイオード等よりな
るフォトダイオードは、各マイクロレンズ24の直下の固
体撮像素子基板21中に形成されている。また、簡略化の
ため、カラーフィルターは図示を省略している。

【０００４】また、図３の製造工程図に示す製法も知ら
れている。この製法は、まず図３の（Ａ）に示すよう
に、アルミ電極30を含む固体撮像素子基板31の表面凹凸
を一定値以下に抑えると共に、上部に形成するオンチッ
プマイクロレンズの焦点距離を合わせるために、平坦化
層32をスピンコートによって形成する。この平坦化層32
は光学的に透明なアクリル樹脂，ポリイミド樹脂，エポ
キシ樹脂，アルキッド樹脂等で形成され、続いて連続的
にレンズ層となる感光性樹脂33を、平坦化層32と同様に
スピンコートによって形成する。

【０００５】次いで、図３の（Ｂ）に示すように、フォ
トリソグラフィー及び熱フローで、マイクロレンズ34を
得たのち、パッド窓開け用レジスト35をマイクロレンズ
34を含む全面にスピンコートによって形成し、フォトリ
ソグラフィーによりパッド部のパターニングを行う。続
いてフッ化炭素ＣＦ₄と酸素Ｏ₂からなるプラズマでド
ライエッチングを行い、アルミ電極30上の平坦化層32を
除去し、次いで、図３の（Ｃ）に示すように、レジスト
35を剥離除去することによりパッド窓36を得るものであ
る。

【０００６】なお、この際、カラーフィルターがある場
合は、フッ化炭素ＣＦ₄と酸素Ｏ₂からなるプラズマ
で、アルミ電極30上の平坦化層32と共にフィルター用保
護膜（図示せず）を除去し、そして最後に、パッド窓開
け用レジスト35を剥離除去することとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
固体撮像素子の製法において、図２に示す製法では、パ
ッド部（アルミ電極20）を露出させてパッド窓26を先に
形成し、続いてレンズ層となる感光性樹脂23をスピンコ
ートで形成するため、パッド窓26の段差部分により、感
光性樹脂23のコーティングの際、塗りむらが生じ、結果
的にオンチップマイクロレンズ24の形状が、図４におい
て27で示すように、チップ内でばらつくこととなり、撮
像むら等の不具合が生ずることとなる。

【０００８】また図３に示す製法では、パッド窓開け用
レジスト35とレンズ34を形成している樹脂との界面で一
部の両材料が混合し、パッド窓開口後、パッド窓開け用
レジスト35の剥離を行っても、図５に示すように、剥離
液に対して不溶な界面層35ａが形成される。この界面層
35ａは不均一に形成されると共に透過率を減少させるの
で、透過率の不均一による撮像むらを増加して、歩留り
を低下させる。

【０００９】これに対し、２つの樹脂間に水溶性樹脂を
介在させることによって、樹脂間の不溶な界面層の生成
を防止することが提案されている（特開昭５９−１７５
７２５号公報参照）。しかし、この手法においては、パ
ッド窓開け用レジストのパターニング後、露出した水溶
性樹脂部分を水又は水を含む溶液で除去する際、サイド
方向の溶解が進行するので、精度のよいパターニングが
困難であると共に、パターンのリフトオフによるパッド
窓開け用レジストの剥がれがダストの原因となる。

【００１０】本発明は、従来の固体撮像素子の製法にお
ける上記問題点を解消するためになされたもので、パッ
ド窓の凹凸によるレンズ層用樹脂の塗りむらが原因とな
る撮像むら、あるいはレンズとパッド窓開け用レジスト
との間に形成される不溶な界面層が原因となる撮像むら
を引き起こすことなく、パッド窓のパターニングが精度
よくできるようにした固体撮像素子の製法を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、オンチップマイクロレンズを搭
載した、光電変換部近傍にボンディングパッド部を有す
る固体撮像素子の製法において、固体撮像素子基板上に
オンチップマイクロレンズを形成したのち、該オンチッ
プマイクロレンズ上にスピン・オン・グラス等の酸化膜
を形成し、該酸化膜上にパッド窓開け用レジスト膜を形
成してパターニングを行い、前記ボンディングパッド部
に通じるパッド窓を形成するものである。

【００１２】このようにパッド窓開け工程をマイクロレ
ンズ形成後に行うため、レンズ形成用樹脂の塗りむらが
発生しない。またマイクロレンズとパッド窓開け用レジ
ストとの間に、スピン・オン・グラス等の酸化膜を介在
させているので、マイクロレンズ形成用樹脂とレジスト
膜が混合することがなく、不溶な界面層の生成を防止で
き、界面層に起因する撮像むらの発生を防止することが
できる。

【００１３】

【実施例】次に実施例について説明する。図１は、本発
明に係る固体撮像素子の製法の一実施例を説明するため
の製造工程を示す図である。なお、図１において、簡略
化のため受光部及びカラーフィルター部分の図示を省略
している。まず、図１の（Ａ）に示すように、ボンディ
ングパッド部を構成するアルミ電極10を含む固体撮像素
子基板11の表面凹凸を一定値以下に抑えると共に、上部
に形成するオンチップマイクロレンズの焦点距離を合わ
せるために、平坦化層12をスピンコートによって形成す
る。この平坦化層12は、光学的に透明な感光性樹脂を用
いて形成する。次いで、熱処理等で平坦化層12を構成す
る樹脂を硬化させたのち、連続してレンズ層となる感光
性樹脂を同様にスピンコートによって形成し、フォトリ
ソグラフィーでマイクロレンズを形成する位置に矩形パ
ターン13を得る。

【００１４】続いて、図１の（Ｂ）に示すように、矩形
パターン13を構成する感光性樹脂の熱軟化点以上で熱フ
ローを施し、マイクロレンズ14を得る。次にマイクロレ
ンズ14を含む全面にスピン・オン・グラス15を形成し、
続いてパッド窓開け用レジスト16を同様にスピンコート
で形成する。次いで、フォトリソグラフィーでボンディ
ングパッド部を開口するようにパターニングして、パッ
ド窓開け用レジストパターン16Ａを得る。続いて、図１
の（Ｃ）に示すように、パッド窓開け用レジストパター
ン16Ａをマスクとし、スピン・オン・グラス15のエッチ
ングをバッファードフッ酸（ＢＨＦ）等により行い、パ
ターン15Ａを得る。

【００１５】次いで、図１の（Ｄ）に示すように、パッ
ド窓開け用レジストパターン16Ａを除去したのち、パタ
ーン15Ａをマスクとして、フッ化炭素ＣＦ₄と酸素Ｏ₂
からなるプラズマでドライエッチングを行い、アルミ電
極10上の平坦化層12を除去し、パッド窓17を得る。この
際、スピン・オン・グラスパターン15Ａはフッ化炭素Ｃ
Ｆ₄と酸素Ｏ₂からなるプラズマに対して、充分なマス
ク性があるためプロセスマージンが大きい。そして最後
に、図１の（Ｅ）に示すように、スピン・オン・グラス
パターン15Ａをバッファードフッ酸（ＢＨＦ）等により
除去することにより、オンチップマイクロレンズ14を搭
載したボンディングパッド部を有する固体撮像素子が得
られる。

【００１６】この実施例により得られる固体撮像素子に
おいては、パッド窓開け工程をマイクロレンズ形成後に
行うため、レンズ形成用樹脂の塗りむらが原因となる撮
像むらが生じない。またパッド窓開け用レジストとマイ
クロレンズとの間に、スピン・オン・グラスが介在する
こととなり、従来の製法において生じていた不溶な界面
層が生成されるのを防止でき、界面層に起因する撮像む
らによる歩留り低下を回避することができる。

【００１７】なお、上記実施例では、マイクロレンズと
レジスト膜との間に介在させるものとして、スピン・オ
ン・グラスを用いたものを示したが、スピン・オン・グ
ラス等の酸化膜以外でも、マイクロレンズを構成する樹
脂材料と異なり、且つ平坦化層のプラズマエッチング時
に、良好なマスク性を有する材料であれば、同様に用い
ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、パッド窓開け工程をマイクロレンズ形
成後に行うため、レンズ形成用樹脂の塗りむらが発生せ
ず、それにより撮像むらの生じない固体撮像素子が得ら
れる。またマイクロレンズとパッド窓開け用レジストと
の間に、スピン・オン・グラス等の酸化膜を介在させた
ので、マイクロレンズ形成用樹脂とレジスト膜が混合す
ることなく、不溶な界面層の生成を防止することがで
き、界面層に起因する撮像むらによる歩留りの低下を回
避することの可能な固体撮像素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像素子の製法の一実施例を
説明するための製造工程図である。

【図２】従来の固体撮像素子の製法の一例を説明するた
めの製造工程図である。

【図３】従来の固体撮像素子の製法の他の例を説明する
ための製造工程図である。

【図４】図２に示した従来例の問題点を説明するための
説明図である。

【図５】図３に示した従来例の問題点を説明するための
説明図である。

【符号の説明】

10 アルミ電極 11 固体撮像素子基板 12 平坦化層 13 矩形パターン 14 マイクロレンズ 15 スピン・オン・グラス 15Ａスピン・オン・グラスパターン 16 パッド窓開け用レジスト 16Ａパッド窓開け用レジストパターン 17 パッド窓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オンチップマイクロレンズを搭載した、
光電変換部近傍にボンディングパッド部を有する固体撮
像素子の製法において、固体撮像素子基板上にオンチッ
プマイクロレンズを形成したのち、該オンチップマイク
ロレンズ上にスピン・オン・グラス等の酸化膜を形成
し、該酸化膜上にパッド窓開け用レジスト膜を形成して
パターニングを行い、前記ボンディングパッド部に通じ
るパッド窓を形成することを特徴とする固体撮像素子の
製法。