JPH09102595A - 遮光膜パターンの形成方法 - Google Patents

遮光膜パターンの形成方法

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JPH09102595A
JPH09102595A JP7257306A JP25730695A JPH09102595A JP H09102595 A JPH09102595 A JP H09102595A JP 7257306 A JP7257306 A JP 7257306A JP 25730695 A JP25730695 A JP 25730695A JP H09102595 A JPH09102595 A JP H09102595A
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JP
Japan
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light
shielding film
film
pattern
opening
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Pending
Application number
JP7257306A
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English (en)
Inventor
Masaru Sugimoto
大 杉本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光膜の下地の平坦化絶縁膜をエッチングす
ることなく、遮光膜に開口部を形成する。 【解決手段】 センサ領域(光電変換領域)4が形成さ
れた基体1上に平坦化絶縁膜7を形成し、平坦化絶縁膜
7上に遮光膜91を形成し、遮光膜91におけるセンサ
領域4位置を開口して開口部92以外への光の入射を遮
断する遮光膜パターン9を形成するにあたり、まず平坦
化絶縁膜7の形成後に、この膜7の上記開口部92形成
位置に、開口部92の形状に対応したレジストパターン
8を形成し、平坦化絶縁膜7上とレジストパターン8上
とに遮光膜91を形成する。次いでレジストパターン8
とレジストパターン8上の遮光膜91とを除去して開口
部92を形成し、遮光膜パターン9を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は遮光膜パターンの形
成方法に関し、特に固体撮像素子の遮光膜パターンを形
成するのに好適な遮光膜パターンの形成方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、固体撮像素子の遮光膜パターンを
形成するにあたっては、まず図2(a)に示すごとくシ
リコン(Si)の基板20全面に、シリコン酸化膜から
なる平坦化絶縁膜26を形成する。なお、平坦化絶縁膜
26の形成に先立ち、予め基板20には、電荷転送領域
21、チャンネルストップ領域22、光電変換領域(以
下、センサ領域と記す)23を形成し、かつ基板20上
にはゲート絶縁膜24、ゲート電極25を形成してお
く。
【0003】次いで図2(b)に示すように、スパッタ
リング法あるいは真空蒸着法によって、平坦化絶縁膜2
6上にアルミニウム(Al)等の金属薄膜からなる遮光
膜271を成膜し、続いて図2(c)に示すごとく遮光
膜271上に、センサ領域23直上位置が開口したフォ
トレジスト(以下、単にレジストと記す)パターン28
を形成する。そして図2(d)に示すように、レジスト
パターン28をマスクとしたエッチングによって、遮光
膜271のセンサ領域23位置に開口部272を形成
し、その後、図2(e)に示すようにレジストパターン
28を除去して、開口部272以外への光の入射を遮断
する遮光膜パターン27を形成する。
【0004】ところで従来、遮光膜271に開口部27
2を形成するためのエッチングには、ウエットエッチン
グ方式や反応性イオンエッチング(RIE)方式が採用
されていた。ところがウエットエッチング方式では、い
わゆるアンダーカットやエッチング液中の気泡等の問題
により微細加工が困難であり、近年進展している固体撮
像素子の画素の縮小によって、対応が不可能となってい
た。このため最近では、異方性エッチングであることか
ら、非常に微細なパターンであっても加工が可能である
RIE方式が広く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2
(d)に示す開口部272形成のためのエッチングにR
IE方式を用いた場合には、RIE方式が、遮光膜27
1の下地となる平坦化絶縁膜26のシリコン酸化膜と、
遮光膜271とのエッチング速度の選択性に乏しいこと
から、オーバーエッチングによって、平坦化絶縁膜26
をエッチングしてしまうことが避けられないといった難
点がある。
【0006】一般に、平坦化絶縁膜26は、ゲート電極
25や基板20と遮光膜パターン27との層間絶縁膜と
して働くほか、遮光膜パターン27から金属不純物等が
基板20内へ拡散し、白点や固定欠陥が生じるのを防ぐ
役割を果たしている。このため、RIEによって平坦化
絶縁膜26をエッチングし過ぎると、金属不純物が基板
20内に拡散して白点や固定欠陥が生じてしまうのであ
る。また、RIEによる平坦化絶縁膜26の膜減りを予
め考慮に入れて、平坦化絶縁膜26を厚く成膜し、平坦
化絶縁膜26のエッチングを防止する対策も図られてい
るが、平坦化絶縁膜26を厚く成膜すると、センサ領域
23上に張り出した遮光膜パターン27の直下の平坦化
絶縁膜26から、光が電荷転送領域21へ漏れ込む、い
わゆるスミアが生じ易くなり、固体撮像素子の画質が劣
化してしまう。
【0007】以上のことから、遮光膜の下地の平坦化絶
縁膜をエッチングすることなく、遮光膜に開口部を形成
することができる遮光膜パターンの形成方法の開発が切
望されている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る遮
光膜パターンの形成方法では、基体上に遮光膜を形成
し、該遮光膜の所定位置を開口してこの開口部以外への
光の入射を遮断する遮光膜パターンを形成するにあた
り、まず基体上の上記開口部形成位置に、開口部の形状
に対応したレジストパターンを形成し、次いで基体上と
レジストパターン上とに遮光膜を形成し、続いてレジス
トパターンとこのレジストパターン上の遮光膜とを除去
する、いわゆるリフトオフ法を用いて開口部を形成する
ことを上記課題の解決手段としている。
【0009】また請求項3の発明に係る遮光膜パターン
の形成方法では、光電変換領域が形成された基体上に絶
縁膜を形成した後、リフトオフ法によって、絶縁膜上
に、光電変換領域位置に開口部を有する遮光膜パターン
を形成することを上記課題の解決手段としている。
【0010】請求項1の発明では、リフトオフ法を用い
ることから、基体をオーバーエッチングすることなく遮
光膜に開口部が形成される。またリフトオフ法を用いて
開口部を形成することから、開口部のエッジ形状がレジ
ストパターンの形状を引き継いで精度良く加工される。
【0011】請求項3の発明では、リフトオフ法を用い
ることから、絶縁膜をオーバエッチングすることがなく
遮光膜に開口部が形成されるとともに、開口部のエッジ
形状がレジストパターンの形状を引き継いで精度良く加
工される。また絶縁膜がオーバーエッチングされないた
め、絶縁膜をRIEによる膜減り量を考慮に入れた膜厚
に形成する必要がなく、よって絶縁膜を薄く形成するこ
とが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る遮光膜パター
ンの形成方法を図面に基づいて説明する。図1は本発明
の一実施形態を工程順に示す要部側断面図であり、本発
明を電荷転送型固体撮像素子(以下、CCD固体撮像素
子と記す)における遮光膜パターンの形成に適用した例
を示す図である。
【0013】この実施形態では、遮光膜パターンを形成
するに先立ち、まず図1(a)に示すごとく通常の方法
にて、本発明の基体となるシリコン(Si)基板1に不
純物拡散層からなる電荷転送領域2を例えばライン状に
形成配置する。これととともに、電荷転送領域2のライ
ン方向に沿ってその側方にチャンネルストップ領域3を
形成し、電荷転送領域2の側方でかつ該電荷転送領域2
とチャンネルストップ領域3との間に、本発明の光電変
換領域となる例えば島状のセンサ領域4を形成する。ま
たSi基板1表面にゲート絶縁膜5を形成するともに、
ゲート絶縁膜5上でかつ電荷転送領域2の上方にゲート
電極6を形成する。この後は、ゲート電極6を覆うよう
にしてSi基板1上に、本発明における絶縁膜として、
シリコン酸化膜からなる平坦化絶縁膜7を形成する。
【0014】次に、平坦化絶縁膜7上にフォトレジスト
(以下、レジストと記す)膜を形成し、この後リソグラ
フィによってレジスト膜をパターニングして、図2
(b)に示すごとく、平坦化絶縁膜7における後述する
遮光膜の開口部の形成位置に、開口部の形状に対応した
レジストパターン8を形成する。このレジストパターン
8の形成には、露光波長に合った、従来から用いられて
いるレジストを用いることができる。またレジスト膜
は、後に行うレジストパターン8と遮光膜との除去が容
易なように、加工性の許す限り厚く形成することが望ま
しい。
【0015】ここでは、例えばポジ型レジストを用い、
約2.0μmの膜厚のレジスト膜を形成する。そして例
えば縮小投影露光装置によって、開口部の形成位置にの
みレジスト膜が残るようにレジスト膜を選択的に露光
し、次いで現像を行ってレジストパターン8を形成す
る。このときの露光量は、使用したレジストの感度にも
依存するが、概ね200mJ/cm2 〜300mJ/c
2 程度である。
【0016】なおレジストパターン8の形状としては、
その側壁が、レジストパターン8の上面側から下面側に
向けて内方に傾斜する逆テーパー状となるように形成す
ることが望ましい。これは、後の遮光膜の形成の際に、
レジストパターン8が遮光膜で完全に覆われてしまい、
レジストパターン8およびその上の遮光膜の除去が困難
になるのを防止するためである。逆テーパー状に形成す
る方法としては、例えば露光量の調整やフォーカスオフ
セットの調整等が上げられる。
【0017】こうしてレジストパターン8を形成した後
は、従来から広く用いられている例えば真空蒸着装置に
よって、図1(c)に示すごとく平坦化絶縁膜7上とレ
ジストパターン8上とに、金属薄膜からなる遮光膜91
を形成する。ここでは、約0.133×10-4Pa台ま
で排気した真空蒸着装置の真空チャンバー内にSi基板
1を配置し、原料となる粒状のアルミニウムを電子ビー
ム加熱により溶解し、平坦化絶縁膜7上とレジストパタ
ーン8上とに蒸着させて約0.5μmのアルミニウム薄
膜からなる遮光膜91を形成する。
【0018】上記遮光膜91の形成は、スパッタリング
法を用いて行うこともできる。しかしながら、スパッタ
リング法は段差被覆性が良いことから、この方法を用い
た場合にはレジストパターン8が遮光膜91で完全に覆
われてしまい、レジストパターン8およびその上の遮光
膜91の除去が困難になることもある。したがって、先
のレジストパターン8の形成の際、その側壁に充分に逆
テーパーを付けておき、かつターゲットとSi基板1と
の間隔を離して、低いガス圧力下で被着粒子の方向性を
高めておくことが重要である。
【0019】遮光膜91の形成後は、Si基板1ごと発
煙硝酸または有機系剥離液に10分間から20分間程度
浸漬し、レジストパターン8をその上面に形成された遮
光膜9ごと剥離除去し、その後洗浄する。このことによ
り、図2(d)に示すように遮光膜9におけるセンサ領
域4直上位置に開口部92を形成し、開口部92以外の
箇所への光の入射を遮断する遮光パターン9を得る。な
お、この工程では、周辺回路部の配線パターンも同時に
加工することができる。また、上記遮光パターン9の形
成後は、通常の方法にてパッシベーション膜、平坦化絶
縁膜、色フィルター、マイクロレンズ等を形成すること
により、固体撮像素子を得ることができる。
【0020】上記した実施形態では、平坦化絶縁膜7に
おける遮光膜パターン9の開口部92形成位置に、予め
レジストパターン8を設けて開口部92形成位置の平坦
化絶縁膜7を保護しておき、その後遮光膜91を成膜
し、レジストパターン8をその上面に形成された遮光膜
91ごと除去する、いわゆるリフトオフ法を用いてい
る。このため、遮光膜パターン9の下地となる平坦化絶
縁膜7をオーバエッチングすることなく開口部92を形
成することができるので、遮光膜パターン9からSi基
板1への不純物拡散による白点や固定欠陥の発生を減少
させることができる。
【0021】またリフトオフ法を用いて開口部92を形
成することから、開口部92のエッジ形状もレジストパ
ターン8の形状を引き継いで非常に精度良く加工するこ
とができるので、各画素毎のセンサ領域4における受光
量をほぼ等しくでき、画素間の感度ばらつきに起因する
画質の劣化を防止することができる。さらに、RIEを
行うことなく開口部92を形成することができるので、
平坦化絶縁膜7をRIEによる膜減り量を考慮に入れた
膜厚に形成する必要がなく、平坦化絶縁膜7を薄く形成
することができる。よって、スミアの発生を低減するこ
とができる。したがって上記実施形態を用いれば、特性
の向上したCCD固体撮像素子を得ることができる。
【0022】なお、上記実施形態では、本発明をCCD
固体撮像素子における遮光膜パターンの形成に適用した
場合を説明したが、これに限定されるものでなく、MO
S型固体撮像素子における遮光膜パターンの形成にも適
用可能である。また本発明の遮光膜パターンの形成方法
は、液晶表示素子にも適用可能である。さらに上記実施
形態では、レジストパターンの形成に際してポジ型レジ
ストを用いたが、ネガ型レジストを用いてもよいのはも
ちろんである。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明に係
る遮光膜パターンの形成方法よれば、リフトオフ法によ
って、基体をオーバーエッチングすることなく、エッジ
が非常に精度良く加工された開口部を形成できることか
ら、オーバーエッチングによる素子特性の劣化や画素毎
の特性のばらつきを防止できるので、特性の向上した液
晶表示素子、固体撮像素子等の素子を得ることができ
る。
【0024】請求項3の発明に係る遮光膜パターンの形
成方法によれば、リフトオフ法によって、絶縁膜をオー
バエッチングすることがなく遮光膜に開口部を形成でき
るので、遮光膜パターンから基板への不純物拡散を防止
でき、かつ遮光膜パターンの下地である絶縁膜を薄く形
成できる。よって、この発明を固体撮像素子の遮光膜パ
ターンの形成に用いた場合には、上記不純物拡散による
白点や固定欠陥の発生を減少させることができるととも
に、スミアの発生を低減することができる。またリフト
オフ法によって、開口部のエッジ形状を非常に精度良く
加工できることから、この発明を用いれば画素間の感度
ばらつきに起因する画質の劣化を防止できるので、特性
の向上した固体撮像素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は、本発明に係る遮光膜パター
ンの形成方法の一実施形態を工程順に示す要部側断面図
である。
【図2】(a)〜(e)は、従来法の一例を工程順に示
す要部側断面図である。
【符号の説明】
1 Si基板(基体) 4 センサ領域(光電変換領域) 7 平坦化絶縁膜 8 レジストパターン 9 遮光膜パターン 91 遮光膜 92 開口部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体上に遮光膜を形成し、該遮光膜の所
    定位置を開口して該開口部以外への光の入射を遮断する
    遮光膜パターンを形成する方法において、 前記基体上の前記開口部形成位置に、該開口部の形状に
    対応したレジストパターンを形成する工程と、 前記基体上と前記レジストパターン上とに遮光膜を形成
    する工程と、 前記レジストパターンと該レジストパターン上の遮光膜
    とを除去して開口部を形成する工程とを有すること特徴
    とする遮光膜パターンの形成方法。
  2. 【請求項2】 前記レジストパターンの形成工程では、
    このレジストパターンの側壁を、該レジストパターンの
    上面側から下面側に向けて内方に傾斜する逆テーパ状に
    形成することを特徴とする請求項1記載の遮光膜パター
    ンの形成方法。
  3. 【請求項3】 光電変換領域が形成された基体上に絶縁
    膜を形成し、該絶縁膜上に遮光膜を形成し、該遮光膜に
    おける前記光電変換領域位置を開口して該開口部以外へ
    の光の入射を遮断する遮光膜パターンを形成する方法に
    おいて、 前記絶縁膜の形成後、該絶縁膜の前記開口部形成位置
    に、該開口部の形状に対応したレジストパターンを形成
    する工程と、 前記絶縁膜上と前記レジストパターン上とに遮光膜を形
    成する工程と、 前記レジストパターンと該レジストパターン上の遮光膜
    とを除去して開口部を形成する工程とを有すること特徴
    とする遮光膜パターンの形成方法。
JP7257306A 1995-10-04 1995-10-04 遮光膜パターンの形成方法 Pending JPH09102595A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968114A (zh) * 2021-02-01 2021-06-15 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968114A (zh) * 2021-02-01 2021-06-15 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制作方法
US11908983B2 (en) 2021-02-01 2024-02-20 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Display panel and manufacturing method thereof

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