JPH10107238A - 固体撮像素子およびその製造方法 - Google Patents

固体撮像素子およびその製造方法

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JPH10107238A
JPH10107238A JP8254707A JP25470796A JPH10107238A JP H10107238 A JPH10107238 A JP H10107238A JP 8254707 A JP8254707 A JP 8254707A JP 25470796 A JP25470796 A JP 25470796A JP H10107238 A JPH10107238 A JP H10107238A
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JP
Japan
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color filter
pad portion
wiring pad
solid
imaging device
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JP8254707A
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Takaaki Sarai
孝明 皿井
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オンチップレンズをエッチバックにより形成
する固体撮像素子の製造方法における配線パッド部の受
けるエッチングダメージを軽減し、配線パッド部の安定
化を図った固体撮像素子およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 半導体基板上に形成されたセンサ部1や
パッド部2上に平坦化膜4を形成し、平坦化膜4上のセ
ンサ部1およびパッド部2上にカラーフィルタ3を形成
する。その後、レンズ材5を塗布した後、フォトリソグ
ラフィ工程と熱処理によりレンズパターン6をパターニ
ングする。次に、全面をエッチバックしてオンチップレ
ンズを形成する。このとき、パッド部2上のカラーフィ
ルタ3は残ったままであるため、パッド部2上のエッチ
バックされる膜厚が厚くなり、オンチップレンズのエッ
チバック時にパッド部2が受けるダメージを低減でき
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、例えばカメラ一体
型VTR等に用いられる固体撮像素子およびその製造方
法に関し、更に詳しくは、固体撮像素子受光部の前面側
にオンチップマイクロレンズを有する配線パッドの形成
方法を改良した固体撮像素子およびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、固体撮像素子の高解像度化や高性
能化への取組が進んでいる。この固体撮像素子では、各
画素毎の受光部の前面側に感度向上をはかるためのマイ
クロレンズが形成されているのが一般的である。マイク
ロレンズの作成法としてエッチバックにて形成するオン
チップ型マイクロレンズ(以下、単に「オンチップレン
ズ」と記す)がある。以下、本発明に関連する従来の固
体撮像素子用オンチップレンズの製造方法ついて図3を
参照して説明する。図3は従来の固体撮像素子用オンチ
ップレンズの製造プロセス図であり、(a)はオンチッ
プレンズのエッチバック前の工程断面図、(b)はオン
チップレンズのエッチバック後の工程断面図である。
【0003】固体撮像素子用オンチップレンズをエッチ
バックにて形成する場合、図3(a)に示すように、半
導体基板上に形成されたセンサ部1や配線パッド部(ボ
ンディングパッド部:以下、単に「パッド部」と略記す
る)2上に平坦化膜4をコータにより塗布する。平坦化
膜4上にはカラーフィルタ3が形成されるとともに、レ
ンズ材5をコータにより塗布した後、レジストを塗布し
てフォトリソグラフィ工程によるフォトマスク(レチク
ル:図示省略)を用いてセンサ部1に対応する位置にパ
ターニングする。その後、熱処理によりレジスト表面を
球面状にしてレンズパターン6を形成する。
【0004】次に、全面をエッチバック量7を以てエッ
チバックし、図3(b)に示すような、オンチップレン
ズ8を形成する。このとき、チップパッケージとの配線
に用いるパッド部2の金属を露出させるため、レンズ材
5のエッチバックの際にパッド部2上でも上層の平坦化
膜4をエッチバックし、最終的に同図(b)の形状を得
るというプロセスが採られている。
【0005】しかしながら、レンズ材5のエッチバック
量7はオンチップレンズ8の形状を最適化するように決
定されるため、曲率の大きなオンチップレンズ8を形成
するため等の理由でエッチバック量7を多くした場合、
パッド部2上の平坦化膜4が受けるエッチング量も大き
くなる。平坦化膜4のエッチング速度は、レンズ材5の
エッチング速度に比べて大きいため、パッド部2の金属
が露出した後も長時間エッチング雰囲気に曝されること
になる。この結果、パッド部2におけるダメージが生じ
る。特に、パッド部2に測定による針跡があるウェハに
オンチップレンズ8を形成した場合、パッド部2の金属
が半導体基板に直接接触して製品不良となる虞れがあ
る。
【0006】また、F値の小さい光に対する感度を向上
するためにはレンズ位置を低く形成する手法が用いられ
る。すなわち、平坦化膜4を使用せずにカラーフィルタ
3を直接保護膜上(図示省略)に形成すれば、レンズ位
置を低く形成できる。しかしながら、平坦化膜4を使用
せずにオンチップレンズ8を形成する場合、カラーフィ
ルタ3をフォトレジストによる露光・現像により形成す
る際、パッド部2の露出金属が現像液によってエッチン
グされてしまうという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、その課題は、曲率の大きなオ
ンチップレンズを形成するためにエッチバック量を多く
した場合のパッド部の受けるダメージを軽減することで
ある。また本発明の別の課題は、F値の小さい光に対す
る感度向上のために平坦化膜を使用せずにオンチップレ
ンズを形成する場合のパッド部がエッチングされるのを
防止し、パッド部の安定化を図った固体撮像素子および
その製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明による、固体撮像素子のセンサ部前面に設け
られるマイクロレンズをエッチバックによって形成する
固体撮像素子の製造方法においては、センサ部および配
線パッド部が少なくとも形成された半導体基板上に平坦
化膜を形成する工程と、平坦化膜上のセンサ部および配
線パッド部の位置にカラーフィルタを形成する工程と、
カラーフィルタ上のセンサ部に対応する位置にレンズ材
を形成してパターニングを行うとともに、配線パッド部
上のカラーフィルタを残したまま、エッチバックしてオ
ンチップレンズおよび配線パッド窓を形成する工程とを
含むこととする。これにより、配線パッド部上のエッチ
バックされる膜厚を厚くすることができ、オンチップレ
ンズのエッチバック時に配線パッド部が受けるダメージ
を低減することができる。
【0009】また、他の発明による、固体撮像素子のセ
ンサ部前面に設けられるマイクロレンズをエッチバック
によって形成する固体撮像素子の製造方法においては、
半導体基板上のセンサ部には所定のカラーフィルタを形
成し、半導体基板上の配線パッド部には、そのカラーフ
ィルタの少なくとも一番始めに形成したカラーフィルタ
を形成する工程と、これらカラーフィルタ上のセンサ部
に対応する位置にレンズ材を形成してパターニングを行
うとともに、配線パッド部上のカラーフィルタを残した
まま、エッチバックしてオンチップレンズおよび配線パ
ッド窓を形成する工程とを含むこととする。これによ
り、カラーフィルタ材の現像液等が直接配線パッド部の
金属に触れることを防ぐことができ、配線パッド部がエ
ッチングされることを防止できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0011】本発明は、オンチップレンズのエッチバッ
クとデバイスの配線パッド部の形成を同時に行う場合に
おいて、パッド部上にカラーフィルタを残した状態でエ
ッチバックを行うことを特徴とする。これにより、パッ
ド部へのダメージを減らすことを主眼とするものであ
る。
【0012】実施の形態例1 先ず、図1を参照して本発明の固体撮像素子およびその
製造方法の実施の形態例1を説明する。図1は本発明の
固体撮像素子用オンチップレンズの実施の形態例1の製
造プロセス図であり、エッチバック前の工程断面図であ
る。なお、従来の固体撮像素子の製造方法と同一部分に
は同一参照符号を付し、エッチバック後の工程断面図は
省略するものとする。
【0013】本発明の固体撮像素子の製造方法によって
オンチップレンズを形成する場合、図1に示すように、
半導体基板上に形成されたセンサ部1やパッド部2上に
平坦化膜4を形成し、平坦化膜4上のセンサ部1、およ
び本発明の特徴事項として、パッド部2上にもカラーフ
ィルタ3を形成する。このとき、カラーフィルタ3は、
材質のパターニング・染色といった工程を経るか、カラ
ーレジストをパターニングするという工程で形成され
る。従って、パッド部2上にカラーフィルタ3を残すた
めには、カラーフィルタ3のパターニングの際にパッド
部2上にカラーフィルタ3の材料が残るように、カラー
フィルタパターニング用のレチクルを形成しておけば良
い。カラーフィルタ3を残す大きさは、パッド部2の面
積よりも大きくする必要がある。これにより、パッド部
2上のエッチバックされる膜厚が厚くなり、オンチップ
レンズのエッチバック時にパッド部2が受けるダメージ
を低減することができる。
【0014】また、固体撮像素子のカラーフィルタ3
は、一つのデバイスに対して複数色形成されることが多
く、この場合は、各色のレイヤーを一層ずつ形成するた
め、パッド部2のダメージが少なくなるようにパッド部
2上に残すカラーフィルタ3の枚数を任意に調整するこ
とができる。これにより、エッチング条件に合わせたパ
ッド部2のダメージの回避を図ることができる。
【0015】その後、レンズ材5をコータにより塗布し
た後、フォトリソグラフィ工程と熱処理により、レチク
ル(図示省略)を用いてセンサ部1に対応する位置にレ
ンズパターン6をパターニングする。次に、全面をエッ
チバックしてオンチップレンズおよびパッド部窓を形成
する。
【0016】実施の形態例2 本実施の形態例は、オンチップレンズの集光状態を改善
するため実施の形態例1で用いた平坦化膜を使用しない
場合等に、少なくとも一番始めに形成したカラーフィル
タをパッド部上に残すという製造方法であり、これを図
2を参照して説明する。図2は本発明の固体撮像素子用
オンチップレンズの実施の形態例2の製造プロセス図で
あり、エッチバック前の工程断面図である。
【0017】図2に示す本発明の固体撮像素子の製造方
法では、同様にパッド部2上にカラーフィルタを残し、
パッド部2上のエッチバックされる膜厚を増加し、オン
チップレンズエッチングバック時のダメージを減らすよ
うにする。特に、実施の形態例1で使用した平坦化膜4
を使用しない場合には、本発明のように少なくとも一番
始めに形成したカラーフィルタ9をパッド部2上に残す
ことが必要である。この理由を以下に示す。
【0018】カラーフィルタを形成するには、材質の露
光・現像を行いカラーフィルタ構造を形成し、その後必
要に応じて染色を行う。例えば、カラーレジストのよう
に、カラーフィルタの材質が有色である場合には染色工
程は必要としない。また、複数色のカラーフィルタを形
成するためには、この作業を所定回繰り返すことにな
る。何れの場合にも、材質の構造を形成するためには、
露光・現像といった工程を経ることになる。
【0019】ところで、パッド部2では配線を行うため
に金属が露出している。この露出している金属は、カラ
ーフィルタ材の現像液でエッチングされることになる。
これを防ぐため、少なくとも一番始めに形成したカラー
フィルタ9をパッド部2上に残すようなレチクル(図示
省略)にてパターニングを行う。これにより、カラーフ
ィルタ材の現像液等が直接パッド部2の金属に触れるこ
とを防ぎ、パッド部2がエッチングされることを防止で
きる。一番始めに形成したカラーフィルタ9によってパ
ッド部2を覆った後は、必要に応じて何層かのカラーフ
ィルタで覆うようにしても良い。なお、平坦化膜4を使
用しない構造を用いるのは、前述のようにオンチップレ
ンズの集光状態の改善を目的としてレンズ形成位置を低
くするためである。
【0020】その後、レンズ材5をコータにより塗布し
た後、フォトリソグラフィ工程と熱処理により、レチク
ルを用いてセンサ部1に対応する位置にレンズパターン
6をパターニングする。次に、全面をエッチバックして
オンチップレンズおよびパッド部窓を形成する。以降の
工程は重複するためその説明を省略する。
【0021】本発明は前記実施例に限定されず、種々の
実施形態を採ることができる。例えば上記実施の形態例
では固体撮像素子について説明したが、画素中に増幅回
路が形成されたAMI(Amplified MOS Intelligent Ima
ger)デバイスや、MOS型デバイス、CCDラインセン
サなどにも適用可能であり、固体撮像素子の構造に何ら
限定されない。また、その他画像入力デバイスにも応用
が可能なことは言うまでもない。
【0022】
【発明の効果】以上説明した本発明の固体撮像素子およ
びその製造方法によれば、固体撮像素子の製造に際し、
配線パッド部上にカラーフィルタを残した状態のまま、
オンチップレンズおよび配線パッド窓のエッチバックを
始めるようにしたため、オンチップレンズ部と配線パッ
ド部との被エッチング量の差を低減し、配線パッド部に
対するダメージを減らすことができる。これにより、配
線パッド部を過剰にエッチングすることにより生じるリ
ーク等の製品不良の発生を防ぐことができる。
【0023】また別の発明による固体撮像素子およびそ
の製造方法では、カラーフィルタの下層に平坦化膜を持
たない構造の固体撮像素子において、配線パッド部上に
少なくとも一番始めに形成したカラーフィルタを形成す
るようにしたため、カラーフィルタを現像する際に配線
パッド部がエッチングされることを防止することがで
き、配線パッド部における電気的接続の安定を図ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の固体撮像素子用オンチップレンズの
実施の形態例1の製造プロセス図であり、エッチバック
前の工程断面図である。
【図2】 本発明の固体撮像素子用オンチップレンズの
実施の形態例2の製造プロセス図であり、エッチバック
前の工程断面図である。
【図3】 従来の固体撮像素子用オンチップレンズの製
造プロセス図であり、(a)はオンチップレンズのエッ
チバック前の工程断面図、(b)はオンチップレンズの
エッチバック後の工程断面図である。
【符号の説明】
1……センサ部、2……パッド部、3……カラーフィル
タ、4……平坦化膜、5……レンズ材、6……レンズパ
ターン、7……エッチバック量、8……オンチップレン
ズ、9……一番始めに形成したカラーフィルタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子のセンサ部前面に設けられ
    るマイクロレンズをエッチバックによって形成する固体
    撮像素子の製造方法において、 センサ部および配線パッド部が形成された半導体基板上
    に平坦化膜を形成する工程と、 前記平坦化膜上のセンサ部および配線パッド部の位置に
    カラーフィルタを形成する工程と、 前記カラーフィルタ上のセンサ部に対応する位置にレン
    ズ材を形成してパターニングを行うとともに、前記配線
    パッド部上のカラーフィルタを残したまま、エッチバッ
    クしてオンチップマイクロレンズおよび配線パッド窓を
    形成する工程とを含むことを特徴とする固体撮像素子の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 前記配線パッド部上に形成されるカラー
    フィルタは、前記配線パッド部の面積よりも大と成すと
    ともに、前記配線パッド部のエッチングダメージが少な
    くなるように、カラーフィルタの枚数が任意に調整可能
    であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 固体撮像素子のセンサ部前面に設けられ
    るマイクロレンズをエッチバックによって形成する固体
    撮像素子の製造方法において、 半導体基板上のセンサ部には所定のカラーフィルタを形
    成し、半導体基板上の配線パッド部には、該カラーフィ
    ルタの少なくとも一番始めに形成したカラーフィルタを
    形成する工程と、 前記カラーフィルタ上のセンサ部に対応する位置にレン
    ズ材を形成してパターニングを行うとともに、前記配線
    パッド部上のカラーフィルタを残したまま、エッチバッ
    クしてオンチップマイクロレンズおよび配線パッド窓を
    形成する工程とを含むことを特徴とする固体撮像素子の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 前記配線パッド部上に形成されるカラー
    フィルタは、前記配線パッド部の面積よりも大と成すと
    ともに、前記配線パッド部のエッチングダメージが少な
    くなるように、カラーフィルタの枚数が任意に調整可能
    であることを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記請求項1、2、3または請求項4に
    記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする固
    体撮像素子。
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