JPH02285672A - 固体撮像素子及びその製造方法 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、基板上の受光部に複数の色相のカラーフィル
タ層を段階的に形成した固体撮像素子及びその製造方法
に関するものである。

【従来技術】

一般にこの種のカラーフィルタ層を備えた固体撮像素子
としては、例えば特開昭５５−１９８８５号公報に開示
されたものが従来例として周知である。そして、この従
来例においては、複数の色相のカラーフィルタ層を段階
的に形成した例として、第４法（第４実施例に相当）に
詳細な説明が記載され、その具体的構成が同公報の第９
図及び第１０図に示されている。しかしながら、その製
造方法及び工程、つまり半導体ウェハの電極部分及びス
クライブライン等も含めた製造工程等に関して、詳細に
は説明されていないので、−船釣な製造工程について第
４〜８図に基づき従来例を説明す・る。 第４図において、１は半導体ウェハ等のシリコン基板で
あり、該シリコン基板上にスクライブライン２に沿って
切断され、−個のチップとなる固体撮像素子３の領域が
多数個区画され、各固体撮像素子３の領域には、夫々多
数の受光部４及び電極部５が搭載されている。そして、
前記シリコン基板１上は第５（Ａ）〜（Ｅ）図に示した
ように下地処理され、第６（Ａ）〜（Ｋ）図に示したよ
うに着色フィルター処理がなされるのである。 第５　（＾）〜（［）図において、（Ａ）図の様に受光
部４が隣設状態に凹陥しており、この凹陥している受光
部４を穴埋めするように、（Ｂ）図に示したように感光
性透明樹脂層６をスピンコードし、次に前記受光部４の
パターンに対応するマスク７を被着させて　（Ｃ）図に
示したように露光し、専用の現像液で処理することによ
り　（Ｄ）図に示したように各受光部４の感光性透明樹
脂層６がそれぞれ残って、その表面が略平坦になる。そ
して、その平坦な表面上に前記同様の感光性透明樹脂を
スピンコードし、ベース層８を形成して更にその表面を
平坦にする。この場合に前記電極部５は配線、即ちワイ
ヤーボンデングを行うために、前記ベース層８を除去し
て露出させ、又前記スクライブライン２の部分は各固体
撮像素子３を切断してチップにする際に、切削された樹
脂粉末が飛散して一面に付着し、その除去作業が困難で
あるため、スクライブライン上の感光性透明樹脂、即ち
ベース層８を除去して露出させである。 このように下地処理が成された後に、第６　（＾）〜（
Ｋ）図に示した工程で着色フィルター層が形成される。 即ち、（Ａ）図に示す下地処理されたシリコン基板１上
に　（Ｂ）図に示したように第１層目のフィルタ層９と
なるゼラチンをスピンコードし、その第１層目のフィル
タ層９は一般に赤色にしであるので、その赤色のフィル
タ層９を形成する位置に対応して、その部分だけを残す
ようなパターンマスクを使用して、露光及び現像すると
　（Ｃ）図に示したように、前記受光部４の赤色に対応
するフィルタ層９だけが残る。この残ったフィルタ層９
を公知の染色手段により染色し、次に　（Ｄ）図に示し
たように感光性透明樹脂により中間層１０をスピンコー
ドし、電極部５及びスクライブライン２の部分が除去で
きるように、それに対応するパターンマスクを使用して
、露光及び現像すると　（［）図に示したように、電極
部５及びスクライブライン２の部分に対応する部分のみ
が除去され、前記赤色フィルタ層９を含む全体が被覆さ
れた中間層１０が形成される。 前記同様の工程によって、（Ｆ）〜（Ｈ）図に示したよ
うに、緑色フィルタ層１１と中間層１２とが順次形成さ
れ、更に　（１）〜（に）図に示したように、青色フィ
ルタ層１３と表面の保護層１４とが順次形成されて、各
隣設する受光部４に夫々異なった色相のフィルタ層９．
１１．１３が夫々絶縁性のベース層８゜中間層１０．１
２を介して段階的に積層され、その上部に保護層１４が
形成された半導体ウェハをスクライブライン２に沿って
チップ状に切断することで、実質的なカラーフィルタ付
き固体撮像素子が形成される。 そして、チップ状に切断された固体撮像素子は、第７図
に示したように、各電極部５と複数本のリードフレーム
１５との間にワイヤー１６をボンデングすることにより
接続させ、その後に固体撮像素子とワイヤー１６の全部
及びリードフレーム１５の一部を透明樹脂１７でモール
、ドし一個の製品としての固体撮像素子が完成する。

【発明が解決しようとする課題】

前記従来例における固体撮像素子は、その表面に形成さ
れた保護層１４がベース層８及び中間層１０゜１２と同
様の樹脂で形成されているので、平滑性及び耐薬品性に
劣り、表面の保護機能に問題点を有するばかりでなく、
リードフレーム接続後にチップ状の固体撮像素子を透明
樹脂でモールドした際、泡の発生が生じ乱反射が多くな
ると云う問題点も有している。又、従来例における製造
方法にあっても、電極部５及びスクライブライン２に対
応する部分を露出させるために、各フィルタ層の形成時
及び中間層並びに保護層形成時において、その都度露光
現像工程を夫々行っているため、工程数が多く作業性が
悪いばかりでなく、その都度露光現像工程によって、前
記電極部５及びスクライブライン２の近傍が第８図に示
した状態になる。つまり、露光現像工程をその都度行う
ことにより、積層されるベース層１０．中間層１２及び
保護層１４が、各電極部及びスクライブラインに望む境
界部分が順次肉薄になり、他の部分が盛り上がって全体
的に歪みの生じたものとなっているのである。 従って、従来例においては、表面の保護機能の向上及び
モールド樹脂中の泡による乱反射の防止と、生産性の向
上並びに歪みの除去とに重大な課題を有している。 ［課題を解決するための手段］ 前記従来例における課題を解決する具体的手段として本
発明は、基板上の受光部に、感光性樹脂を染料で染色し
た複数の色相のフィルタ層と透明な中間層及び保護層と
を順次積層してカラーフィルタ部を形成し、該カラーフ
ィルタ部の上面にガラス板を貼着した固体撮像素子、並
びに基板上の受光部に、感光性樹脂を染料で染色した複
数の色相のフィルタ層と透明な中間層及び保護層とを順
次積層して固体撮像素子を製造する方法であって、前記
透明な中間層及び保護層はコート手段により積層して形
成する手段と、前記複数の色相のフィルタ層が積層され
たカラーフィルタ部の上面にガラス板を貼着させる手段
と、該ガラス板が貼着された領域以外の領域をドライエ
ツチングにより除去する手段を含むことを特徴とする固
体撮像素子の製造方法を提供するものであり、前記ガラ
ス板の存在により表面保護作用が一段と向上するばかり
でなく、モールド樹脂はガラス板を避けてモールドする
ため、泡の発生及び泡による乱反射の心配が全くなく、
更に前記中間層及び保護層の積層形成において、パター
ンマツチング及び露光現像処理が省略できるので、作業
性が向上すると共に、最終段階でドライエツチング工程
を行ってガラス板で覆われたカラーフィルタ部の領域以
外に積層した樹脂を除去するので、端子部及びスクライ
ブラインを簡単に露出させることができるのである。

【実施例１ 次に本発明を図示の実施例により更に詳しく説明する。 尚、理解を容易にするため従来例と同一部分には同一符
号を付してその詳細は省略する。 第１図において、１は半導体ウェハ等のシリコン基板で
あり、該シリコン基板上にスクライブライン２に沿って
切断され、−個のチップとなる固体撮像素子３の領域が
多数個区画され、各固体撮像素子３の領域には、夫々多
数の受光部４及び電極部５が搭載されている。そして、
前記各隣設する受光部４には夫々穴埋め用の感光性透明
樹脂層６が充填され、その上にベース層８を設けて全体
を平坦にし、該ベース層上に異なった色相のフィルタ層
１１．９．１３が夫々絶縁性の中間層１０．１２を介し
て段階的に積層され、且つ上部の保護層１４を積層した
構成は、前記従来例と同じである。 本願発明においては、前記保護層１４におけるカラーフ
ィルタ部２１の表面に更に平滑性を付与し、且つ表面を
保護するのために、ガラス板２２を一体的に貼着させた
構成しに、前記スクライブライン２と電極部５との上部
には樹脂製のベース層、中間層及び保護層が存在しない
構成を有している。 又、各前記フィルタ層に関し、第１層目のフィルタ層１
１を緑色にし、第２層目のフィルタ層９が赤色で、第３
層目のフィルタ層１３を青色に形成しである。尚、第２
層目と第３層目は入れ代わっても同じである。 前記構成の固体撮像素子を製造する方法に関し、第２図
（Ａ）〜（１）に基づいて説明する。先ず、シリコン基
板１の各受光部４は、（Ａ）図に示したように、感光性
透明樹脂層６により穴埋めされ、その表面を略平坦にし
、更にその平坦な表面上に前記従来例と同様に感光性透
明樹脂をスピンコードしてベース層８を形成したもので
ある。この場合に従来例と相違する点は、前記電極部５
及びスクライブライン２も一緒にベース層８で覆ってし
まい、露光及び現像工程を行わないことである。そこで
使用される感光性透明樹脂は、ネガ型感光性樹脂（商品
名ｒｓＡＮＢｏ　　ＡＲ−ＧＪ　、三宝化学研究所製）
であり、約４，０００〜６．０００人の範囲の厚みで形
成される。 このように下地処理が成された後に、　（Ｂ）図に示し
た工程で第１層目のフィルタ層１１となるじラチンをス
ピンコードする。この場合の層の厚みはは略ｉｏ、ｏｏ
ｏ〜１３．０００人である。その第１層目のフィルタ層
１１を形成する位置に対応して、その部分だけが露光す
るようなパターンマスクを使用して、露光及び現像する
と　（Ｃ）図に示したように、前記受光部４の緑色に対
応するフィルタ層１１だけが残る。この残ったフィルタ
層１１を公知の染色手段により緑色に染色すると、その
層の厚みが略１５，０００〜１６．０００人になる。 次に　（Ｄ）図に示したように感光性透明樹脂により中
間層１０をスピンコートし、前記同様に電極部５及びス
クライブライン２の部分をそのまま覆ってしまう。この
場合の中間層の厚みも、約４．０００〜６．０００人の
範囲の厚みで形成する。 前記第１層目の緑色のフィルタ層１１及び中間層１０を
形成した後に、その中間層１０の上に　（［）図に示し
たように、前記と同様の工程、即ちスピンコード、パタ
ーンニング露光、現像及び染色工程によって第２層目の
赤色のフィルタ層９を形成し、更に　（Ｆ）図に示した
ように、中間層１２をスピンコードして形成する。この
場合も、赤色のフィルタ層９の染色後の厚みが略１５．
０００〜１６，０００人で、中間＠１２の厚みは前記同
様に約４．０００〜６．０００人の範囲で、且つ電極部
５及びスクライブライン２の部分をそのまま覆うことも
同じである。 更に、前記同様の工程によって、ＣＧ）図に示したよう
に、中間層１２の上部に受光部４に対応して青色フィル
タ層１３を形成し、その上部に保護層１４が順次形成さ
れ、結果的には各隣設する受光部４に夫々異なった色相
のフィルタ層１１．９．１３が夫々絶縁性のベース層８
．中間層１０．１２を介して段階的に積層され、その上
部に保護層１４が形成され、且つ電極部５及びスクライ
ブライン２が前記絶縁性の樹脂層によって全面的に覆わ
れた半導体ウェハが得られるのである。そして、前記青
色フィルタ層１３は略４．０００人の厚みで形成され、
染色後は略６．０００人の厚みになり、先に積層された
各色フィルタ層と中間層とにおける全体的な段差を少な
くするために、前記保護層１４は略１０゜０００〜１１
．０００人の厚みにして、部分的な段差を吸収させ、実
質的に半導体ウェハの表面を略平坦に形成させる。 次に、前記保護層１４の上部で且つカラーフィルタ部２
１の上部に、（Ｈ）図に示したように、約１闇の厚みの
ガラス板２２を貼着して一体的に形成し、（１）図に示
したように、ドライエツチングすると、ガラス板２２の
ない部分、即ちカラーフィルタ部２１以外の領域に露出
している保護層１４から中間層１２゜１０及びベース層
８が順次エツチングされて除去され、電極部５及びスク
ライブライン２が露出した状態になる。そして、半導体
ウェハをスクライブライン２に沿ってチップ状に切断す
ることで、カラーフィルタ付き固体撮像素子が形成され
る。 そして、第３図に示したようにくチップ状に切断された
カラーフィルタ付き固体撮像素子は、従来例と同様に、
各電極部５と複数本のリードフレーム１５との間にワイ
ヤー１６をボンデングすることにより接続させ、その後
に透明樹脂１７でモールドするのであるが、前記従来例
と異なる点は、ガラス板２２の上面を露出させ、そのガ
ラス板の縁部から側面とワイヤー１６の全部及びリード
フレーム１５の一部をモールドすることであり、それに
よってモールド樹脂による泡の問題点が解決されている
のである。更に、このモールド樹脂は、前記ガラス板２
２の上面を覆う訳ではないので、受光機能に全く寄与せ
ず、従って透明なモールド樹脂を使用する必要もないの
である。 又、前記したようにベース層、中間層及び保護層が最終
段階でドライエツチング手段により、カラーフィルタ部
２１以外の領域全体に亘って除去されるので、それ等の
各層に使用される樹脂は高価な感光性樹脂を使用する必
要もなくなるのである。 【発明の効果】 以上説明したように本発明に係る固体撮像素子は、基板
上の受光部に、感光性樹脂を染料で染色した複数の色相
のフィルタ層と透明な中間層及び保護層とを順次積層し
てカラーフィルタ部を形成し、該カラーフィルタ部の上
面にガラス板を貼着した構成にしたので、固体撮像素子
の表面が平滑になり、しかもその表面層が無機質である
ので耐薬品性に優れ、保護機能が著しく向上すると云う
優れた効果を奏する。 又、本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、基板上の
受光部に、感光性樹脂を染料で染色した複数の色相のフ
ィルタ層と透明な中間層及び保護層とを順次積層して固
体撮像素子を製造する方法であって、前記透明な中間層
及び保護層はコート手段により積層して形成する手段と
、前記複数の色相のフィルタ層が積層されＩＣカラーフ
ィルタ部の上面にガラス板を貼着させる手段と、該ガラ
ス板が貼着された領域以外の領域をドライエツヂングに
より除去する手段を含む工程にしたことにより、前記中
間層及び保護層の積層形成において、パターンマツヂン
グ及び露光現像処理が省略できるので、作業性が向上す
ると共に、最終段階でドライエツチング工程を行って電
極部及びスクライブライン上の樹脂が除去されるので、
作業性に優れ、しかもガラス板の存在により全面的にそ
の表面が平坦になり歪みのない固体撮像素子を製造する
ことができると云う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固体撮像素子の要部のみを拡大し
て示した断面図、第２図　（＾）〜（Ｉ）は本発明に係
る色フィルタ層の製造工程を順次略示的に示した要部の
みの拡大断面図、第３図は本発明の固体撮像素子にリー
ドフレームを接続し樹脂モルトした状態の略示的断面図
、第４図は一般的な半導体ウェハの一部を拡大して示し
た略示的平面図、第５図（Ａ）〜（Ｅ）は第４図のｖ−
ｖ線に沿う断面に対応し、従来例にお（プる下地処理工
程を順次略示的に示した要部のみの拡大断面図、第６図
（Ａ）〜（Ｋ）は第４図の■−■線に沿う断面に対応し
、従来例に係る色フィルタ層の製造工程を順次略示的に
示した要部のみの拡大断面図、第７図は従来例の固体撮
像素子にリードフレームを接続し樹脂モールドした状態
の略示的断面図、第８図は同従来例の電極部とスクライ
ブライン近傍とを更に拡大して示した略示的断面図であ
る。 １・・・・・・シリコン基板　２・・・スクライブライ
ン３・・・・・・撮像素子領域　４・・・・・・受光部
５・・・・・・電極部　　　　６・・・・・・穴埋め用
樹脂７・・・・・・パターンマスク８・・・・・・ベー
ス層９・・・・・・赤色フィルタ層１０．１２・・・中
間層１１・・・・・・緑色フィルタ層１３・・・・・・
青色フィルタ層１４・・・・・・保護層　　　　２１・
・・・・・カラーフィルタ部２２・・・・・・ガラス板 特許出願人　　　凸版印刷株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上の受光部に、感光性樹脂を染料で染色した
   複数の色相のフィルタ層と透明な中間層及び保護層とを
   順次積層してカラーフィルタ部を形成し、該カラーフィ
   ルタ部の上面にガラス板を貼着した固体撮像素子。
2. （２）ガラス板の厚みを略１ｍｍにした前記請求項（１
   ）記載の固体撮像素子。
3. （３）基板上の受光部に、感光性樹脂を染料で染色した
   複数の色相のフィルタ層と透明な中間層及び保護層とを
   順次積層して固体撮像素子を製造する方法であって、前
   記透明な中間層及び保護層はコート手段により積層して
   形成する手段と、前記複数の色相のフィルタ層が積層さ
   れたカラーフィルタ部の上面にガラス板を貼着させる手
   段と、該ガラス板が接着された領域以外の領域をドライ
   エッチングにより除去する手段を含むことを特徴とする
   固体撮像素子の製造方法。