JPH0451568A - カラー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】 〔産業の利用分野〕 本発明はカラー固体撮像素子及びその製造方法に係り、
特に、カラーフィルタの構造、マイクロレンズの構造及
びそれらの製造方法並びにボンディングパッド部の開口
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体基板上に、パッシベーション膜で被われた、光電
変換を行なう受光部及び上記受光部で発生した電気信号
を取り出す走査部が形成されているＣＣＤやＭＩＤなど
の固体撮像素子の上にカラーフィルタを形成する方法と
しては、例えば第２回フォトファブリケーシゴン技術シ
ンポジウム予稿集、第２３頁〜第２７頁（１９８７年）
に記載があるように、下記に示す方法が一般的である。

すなわち、受光部及び走査部のために凹凸のある基板表
面をポリグリシジルメタアクリレート（以下、ＰＧＭＡ
と略称）等の、熱硬化性があり、かつ、ポジ形のＤａｅ
ｐＵＶレジストにもなる透明材料を塗布して平坦化した
後、ゼラチン等の蛋白質に重クロム酸アンモニウム等を
感光剤として加えた感光性可染性材料を成膜する。続い
て、露光・現像により所望の位置に可染性材料のパター
ンを形成した後、第１色目の染料で染色し、さらに、混
色防止のために、ＰＧＭＡ等の保護膜で第１色目のフィ
ルタを被う。上記工程を所望の色数だけ繰り返し、三色
のカラーフィルタを形成する方法である。

また、上記のような固体撮像素子基板表面に積み上げて
行くこの種のフィルタ形成方法を通常、オンウェーハ方
式のカラーフィルタの製造方法と称しているが、この方
法では、外部電極を形成するボンディングパッド部が、
ＰＧＭＡ等の平坦化層や保護層で被われてしまうため、
平坦化層や保護層を成膜する度に、露光・現像するか、
あるいは、最終段階で露光・現像することにより、ボン
ディングパッド部上の積層膜をエツチング除去して選択
的に開口することが行なわれている。

なお、このようなオンウェーハ方式のカラーフィルタ及
びその製造方法に関連するものとしては、例えば、テレ
ビジョン学会誌、第３７巻、第７号第５５３頁（１９８
３年）及び東芝レビュー、第４３巻、第７号、第５４８
頁（１９８８年）などが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、上記従来のカラーフィルタの構成及びそ
の製造方法には、以下に示すような問題点があった。

すなわち、感光性可染性材料層として使われるゼラチン
等の天然蛋白質と重クロム酸アンモニウム等の感光剤と
の組成物は、膨潤があるためフィルタ層が変形して、解
像性が低く高解像度化が困難である。

また、フィルタ層とその表面を被覆する保護層とがペア
となって、フィルタ色の数に見合った分の多数の積層構
造になるため各フィルタ層が同一平面に揃わず段差が生
じるため、入射光が隣接するフィルタ間で散乱し、色に
じみが生じ解像度が低下する。

したがって、本発明の目的は、上記従来の問題点を解決
することにあり、その第１の目的は、平坦化された基板
上の同一平面内に解像性良く形成されたカラーフィルタ
を具備して成るカラー固体撮像素子を、そして、第２の
目的はその製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的を達成するために、まず、カラー固体撮
像素子の構造を以下のようにした。

その代表例について図面を用いて説明すると、第１図（
ｅ）と第２図（ｃ）にその主要断面を、また第３図に第
１図（ｅ）の平面図を示すように、予め光電変換を行な
う受光部１０１、上記受光部で発生した電気信号を取り
出す走査部１０２及び上記受光部と走査部とを保護する
パッシベーション膜が形成された半導体基板１００上に
、少なくともその上面が有機ケイ素材料で構成された透
明平坦化層１０３が設けられ、この平坦化層１０３上の
、受光部１０２に対応した位置に吸光剤を含む有機ケイ
素材料層１０６ａで構成された隔壁１０６ａ’　を介し
て各々のカラーフィルタ１０８〜１１１が同一平面内に
配設されている。そして、上記カラーフィルタ上に透明
保護膜１０６成膜し、さらに、上記透明保護膜の上の受
光部に対応した位置に凸状のマイクロレンズ１１２１を
形成した。

上記目的達成手段につき更に具体的に述べると、本発明
の第１の目的は、 （１）、光電変換を行なう受光部、前記受光部で発生し
た電気信号を取り出す走査部及び前記受光部と走査部と
を保護するパッシベーション膜が形成された半導体基板
上に、少なくとも上面が有機ケイ素材料で構成された透
明平坦化層を配し、前記平坦化層上の前記走査部上に位
置する領域に吸光剤を含む有機ケイ素材料層からなる隔
壁層を設けると共に、前記受光部上に位置する領域にカ
ラーフィルタ層を配設して、隣接する各々のフィルタ周
縁が吸光剤を含む有機ケイ素材料層からなる隔壁層で囲
まれたカラーフィルタを前記平坦化層上の同一平面内に
具備して成るカラー固体撮像素子により、また、 （２）、上記吸光剤を含む有機ケイ素材料層からなる隔
壁層とカラーフィルタ層とを有してなる層上に、透明材
料から成る保護膜を配設して成る上記（１）記載のカラ
ー固体撮像素子により、また。

（３）、上記各々のカラーフィルタ層上に透明材料から
成る保護膜を介して凸状のマイクロレンズを配設して成
る上記（２）記載のカラー固体撮像素子により、また、 （４）、上記透明平坦化層が、有機ケイ素材料層から成
る上記（１）記載のカラー固体撮像素子により、また、 （５）、上記透明平坦化層が、有機高分子材料層からな
る下地上に有機ケイ素材料層が積層された複合層から成
る上記（１）記載のカラー固体撮像素子により、また。

（６）、上記透明材料から成る保護膜が、有機ケイ素材
料層から成る上記（２）記載のカラー固体撮像素子によ
り、そしてまた、 （７）、上記凸状のマイクロレンズが有機ケイ素材料も
しくは有機高分子材料から成る上記（３）記載のカラー
固体撮像素子により、達成される。

ここで、本発明のカラー固体撮像素子を構成する材料に
ついて説明する。

先ず、上記（１）、（４）、（５）及び（６）有機ケイ
素材料層とは、部分加水分解されたアルコキシシランオ
リゴマ−、熱架橋性ポリオルガノシルセスキオキサン、
及びポリオルガノシルセスキオキサンから選ばれた少な
くとも１種を主成分とする材料層から構成されることが
望ましく、例えば、部分加水分解されたアルコキシシラ
ンオリゴマ−から成る商品名ＯＣＤ　（東京応化工業製
）、同じく商品名Ｈ８Ｇ　（日立化成工業製）、熱架橋
性ポリオルガノシルセスキオキサンから成る商品名ＴＳ
ＩＲ−２０５（東し・ダウコーニング・シリコーン製）
、ポリオルガノシルセスキオキサンから成る商品名ＴＳ
ＩＲ−１０５（東し・ダウコーニング・シリコーン製）
等が挙げられる。

また、上記（１）の吸光剤を含む有機ケイ素材料層から
なる隔壁層としては、少なくとも受光部が感受する波長
の光を吸収することのできる吸光剤を上記有機ケイ素材
料に含有させたものからなり、吸光剤としては、例えば
カーボンブラック、アニリンブラック等の顔料、その他
染料でも良く黒色系が望ましい。吸光剤の含有量は僅か
でもそれなりの効果があるが、有機ケイ素樹脂材料に対
し１〜２０％が望ましい。上記カーボンブラックとして
は、例えば大日本インキ化学工業製の商品名Ｄｉｓｐｅ
ｒｓｅ　Ｂｌａｃｋ　５ＤＰ−９２８、電気化学工業製
の商品名Ｄｅｎｋａ　Ｂｌａｃｋなど、アニリンブラッ
クとしては山水色素層の商品名Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｂｌａ
ｃｋ、東京色材製の商品名Ｎｏ、２５ｕｐｅｒ　Ｂｌａ
ｃｋなどを挙げることができる。

上記（５）記載の有機高分子材料層としては、透明で、
耐熱性、接着性及び平坦化能等に優れた有機高分子材料
層であれば良く、例えば、分子末端がエンドキャップさ
れたポリイミド前駆体を加熱等により硬化して成る透明
ポリイミドやＤ　ｅｅｐＵＶレジスト材料等が挙げられ
る。

上記（７）記載の有機ケイ素材料としては、アルカリ可
溶性有機ケイ素樹脂をマトリックス樹脂とするレジスト
材料等を挙げることができる。このようなアルカリ可溶
性有機ケイ素樹脂としては、例えば、下記の構造式（Ｉ
）で表されるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオ
キサン〔ただし、ｎは正の整数、ｍはゼロを含む正の整
数で、ｎ　／　（ｎ　＋　ｍ　）は０．４−１．０３等
がある。

さらに、上記式（１）をマトリッス樹脂とするレジスト
材料としては、式（１）と下記式（ＩＩ）で表されるα
−ジアゾアセトアセテート〔ただし、Ｒ１は多価アルコ
ールの残基で、例えば、コール酸アルキルエステル、ペ
ンタエリトリトール等の脂肪酸多価アルコールの残基等
が挙げられる〕との組成物あるいは、式（１）と下記式
（ｍ）で表される０−ナフトキノンジアジド〔但し、Ｒ
２はポリヒドロキシベンゾフェノン残基で、例えば、２
，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノンや２．３．４
．４′−テトラヒドロキシベンゾフェノンの残基等が挙
げられる〕 との組成物等が挙げられる。

なお、ここで示した式（１）と式（ＩＩ）の組成物は１
例えば特開平１−８０９４４号公報で、また、式（Ｉ）
と式（ｍ）の組成物は特開昭６２−１５９１４１号公報
ですでに知られている。

上記（７）記載の有機高分子材料層としては、アルカリ
可溶性有機高分子材料をマトリックス樹脂とするレジス
ト材料層を挙げることができる。

このようなアルカリ可溶性有機高分子材料としては、例
えば、ヒドロキシスチレンを含むポリマー、アクリル酸
を含むポリマー、メタアクリル酸を含むポリマー、及び
無水マレイン酸のアルコール分解物を含むポリマー等が
ある。

ここで使用されるカラーフィルタの材料は、染色可能な
可染性材料であればよく、特定物質に限定されるもので
はない。

天然蛋白質と重クロム酸アンモニウムの組成物、合成水
溶性樹脂と重クロム酸アンモニウムの組成物、合成水溶
性樹脂とアジド化合物との組成物等の周知の感光性可染
性材料を使用することができる。しかし、本発明のカラ
ー固体撮像素子の可染性材料は、本質的には、感光性を
必要としない。

上記第２の目的のうち、カラーフィルタの製造方法を主
たる目的とする第１の製造方法は、（９）、光電変換を
行なう受光部、前記受光部で発生した電気信号を取り出
す走査部及び前記受光部と走査部とを保護するパッシベ
ーション膜が予め形成された半導体基板上に、少なくと
もその上面が有機ケイ素材料で構成された透明平坦化層
を形成する工程と、前記平坦化層の上に可染性材料層を
成膜する工程と、前記可染性材料層の上に有機ケイ素系
レジストを成膜し、露光・現像により、受光部に対応し
た位置にレジストの残しパターンを形成する工程と、前
記有機ケイ素系レジストパターンをマスクに酸素を含む
ガスプラズマで可染性材料を選択的にエツチングし、受
光部に対応した位置に可染性材料層の残しパターンを形
成する工程と、前記有機ケイ素系レジストのパターンを
剥離する工程と、前記可染性材料層パターンの上に有機
ケイ素材料層を成膜する工程と、前記有機ケイ素材料層
の上に有機レジストを成膜し、露光・現像により所定の
可染性材料層パターンの位置にレジストの抜きパターン
を形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前
記有機ケイ素材料層をエツチングして所定の前記可染性
材料層パターンを選択的に露出させる工程と、前記レジ
ストパターンを剥離する工程と、この表面が露出された
所定の可染性材料層パターンを所定の第１色目の色で染
色する工程と、前記可染性材料層パターンの上に有機ケ
イ素材料層を成膜する工程から所定の可染性材料層パタ
ーンを第１色目の色で染色する工程までの一連の工程を
カラーフィルタを構成する色数に見合って複数回繰り返
し行ない、所定の色数のカラーフィルタを同一平面内に
形成する工程とを有して成るカラー固体撮像素子の製造
方法により、達成される。

また、上記（１）記載のカラー固体撮像素子を製造する
第２の製造方法は、 （１０）、光電変換を行なう受光部、前記受光部で発生
した電気信号を取り出す走査部及び前記受光部と走査部
とを保護するパッシベーション膜が予め形成された半導
体基板上に、少なくともその上面が有機ケイ素材料で構
成された透明平坦化層を形成する工程と、前記平坦化層
の上に可染性材料層を成膜する工程と、前記可染性材料
層の上に有機ケイ素系レジストを成膜し、露光・現像に
より、受光部に対応した位置にレジストの残しパターン
を形成する工程と、前記有機ケイ素系レジストパターン
をマスクに酸素を含むガスプラズマで可染性材料を選択
的にエツチングし、受光部に対応した位置に可染性材料
層の残しパターンを形成する工程と、前記有機ケイ素系
レジストのパターンを剥離する工程と、前記可染性材料
層パターン上を含む基板全面に吸光剤を含む有機ケイ素
材料層を成膜する工程と、この有機ケイ素材料層の上に
有機レジストを成膜し、露光・現像により所定の可染性
材料層パターンの位置にレジストの抜きパターンを形成
する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記吸光
剤を含む有機ケイ素材料層をエツチングして所定の前記
可染性材料層パターンの表面を選択的に露出させる工程
と、前記レジストパターンを剥離する工程と、この表面
が露出された所定の可染性材料層パターンを所定の第１
色目の色で染色する工程と、前記可染性材料層パターン
の上に吸光剤を含む有機ケイ素材料層を成膜する工程か
ら所定の可染性材料層パターンを第１色目の色で染色す
る工程までの一連の工程をカラーフィルタを構成する色
数に見合って複数回繰り返し行ない、所定の色数のカラ
ーフィルタを同一平面内に形成する工程とを有して成る
カラー固体撮像素子の製造方法により、そしてまた、（
１１）、上記（９）もしくは（１０）記載のカラー固体
撮像素子の製造方法における最終製造工程に引き続き、
透明保護膜として有機ケイ素材料層を成膜する工程を付
加して成る上記（２）記載のカラー固体撮像素子の製造
方法により、達成される。

次に、このカラーフィルタの製造を主たる目的とする本
発明の上記第１のカラー固体撮像素子の製造方法につき
第５図を用いてさらに具体的に説明する。

光電変換を行なう受光部１０１、上記受光部で発生した
電気信号を取り出す走査部１０２及び上記受光部と走査
部とを保護するパッシベーション膜が形成された半導体
基板１００上に、第５図（ａ）に示すごとく、上面が有
機ケイ素材料で構成された透明平坦化層１０３、続いて
、上記平坦化層１０３の上に可染性材料１０４、さらに
、上記可染性材料の上に有機ケイ素系レジスト１０５を
成膜し、露光・現像により、受光部１０１に対応した位
置にレジストの残しパターン１０５′を形成する。その
後、第５図（ｂ）に示すごとく、上記有機ケイ素系レジ
ストパターン１０５゛をマスクに酸素を含むガスプラズ
マで可染性材料１０４を選択的にエツチングし、受光部
１０１に対応した位置に可染性材料１０４残しパターン
１０４′を形成、続いて、上記有機ケイ素系レジストパ
ターンｉｏｓ’を剥離する。その後、第５図（ｃ）に示
すごとく、上記可染性材料のパターン１０４’の上に有
機ケイ素材料１０６を、さらに上記有機ケイ素材料１０
６の上に有機レジスト１０７を成膜し、露光・現像によ
り所望の可染性材料のパターンの位置にレジストの抜き
パターン１０７’を形成する。その後、第５図（ｄ）に
示すごとく、このレジストパターン１０７゛をマスクに
選択的にその表面が露出された上記有機ケイ素材料１０
６をフッ素系プラズマあるいはフッ素系エッチャントで
エツチングして下地の可染性材料パターン１０４゛を選
択的に露出させた後、このレジストパターン１０７′を
剥離する。続いて、この表面が露出された可染性材料の
パターンを所定のフィルタ色に染色する。

上記した第５図（ｃ）の有機ケイ素材料の成膜工程から
第５図（ｄ）の染色工程までの一連の工程を、フィルタ
を構成する色数に相当する回数分（複数回）繰り返し行
ない、所定の色数のカラーフィルタ１０８，１０９，１
１０，１１１を同一平面内に形成したカラー固体撮像素
子を得た。

その後、第５図（ｅ）に示すごとく、透明保護膜として
有機ケイ素材料層１０６を成膜したカラー固体撮像素子
を得た。

次ぎに本発明の上記（１）のカラー固体撮像素子を得る
ための上記第２のカラー固体撮像素子の製造方法につき
第１図及び第３図を用いてさらに具体的に説明する。

光電変換を行なう受光部１０１、上記受光部で発生した
電気信号を取り出す走査部１０２及び上記受光部と走査
部とを保護するパッシベーション膜が形成された半導体
基板１００上に、第１図（ａ）に示すごとく、上面が有
機ケイ素材料で構成された透明平坦化層１０３、続いて
、上記平坦化層１０３の上に可染性材料１０４、さらに
、上記可染性材料の上に有機ケイ素系レジスト１０５を
成膜し、露光・現像により、受光部１吋に対応した位置
にレジストの残しパターン１０５′を形成する。その後
、第１図（ｂ）に示すごとく、上記有機ケイ素系レジス
トパターン１０５゛をマスクに酸素を含むガスプラズマ
で可染性材料１０４を選択的にエツチングし、受光部１
０１に対応した位置に可染性材料１０４残しパターン１
０４゛を形成、続いて、上記有機ケイ素系レジストパタ
ーン１０５′を剥離する。なお、これまでの工程は、上
記第１のカラー固体撮像素子の製造方法で説明した第５
図（ａ）〜（ｂ）と同一工程である。

その後、第１図（ｃ）に示すごとく、上記可染性材料の
パターン１０４′の上に吸光剤を含む有機ケイ素材料１
０６ａを成膜し、さらにこの有機ケイ素材料１０６ａの
上に有機レジスト１０７を成膜し、露光・現像により所
望の可染性材料のパターンの位置にレジストの抜きパタ
ーン１０７′を形成する。その後、第１図（ｄ）に示す
ごとく、このレジストパターン１０７′をマスクに選択
的にその表面が露出された上記有機ケイ素材料１０６ａ
をフッ素系プラズマあるいはフッ素系エッチャントでエ
ツチングして下地の可染性材料パターン１０４′を選択
的に露出させた後、このレジストパターン１０７′を剥
離する。続いて、この表面が露出された可染性材料のパ
ターンを所定のフィルタ色に染色する。

上記した第１図（ｃ）の吸光剤を含む有機ケイ素材料の
成膜工程から第１図（ｄ）の染色工程までの一連の工程
を、フィルタを構成する色数に相当する回数分（複数回
）繰り返し行ない、所定の色数のカラーフィルタ１０８
，１０９，１１０，１１１を各々が吸光剤を含む有機ケ
イ素材料層１０６ａから構成される隔壁層１０６ａ’で
囲まれ、同一平面内に形成したカラー固体撮像素子を得
た。なお、第３図は、第１図（ｅ）の平面図を示したも
ので、各々のカラーフィルタ１０８，１０９，１１０，
１１１は、周囲が隔壁層１０６ａ’で囲まれていること
がわかる。

その後、第１図（ａ）に示すごとく、透明保護膜として
有機ケイ素材料層１０６を成膜したカラー固体撮像素子
を得た。　続いて、上記第２の目的のうち、マイクロレ
ンズの製造を主たる目的とする製造方法は、 （１２）、上記（１１）記載の透明保護膜を成膜する工
程の後に、ＤｅｅｐＵＶレジストを成膜し、露光・現像
により、受光部に対応した位置にレジストの残しパター
ンを形成する工程、上記レジストの残しパターンを加熱
し、凸状のマイクロレンズを形成する工程とを付加して
成る上記（３）記載のカラー固体撮像素子の製造方法に
より、また、（１３）、上記（１１）記載の透明保護膜
を成膜する工程の後に、ＵＶレジストを成膜し、露光・
現像により、受光部に対応した位置にレジストの残しパ
ターンを形成する工程、上記レジストのパターンを全面
露光した後、加熱し、凸状のマイクロレンズを形成する
工程とを付加して成る上記（３）記載のカラー固体撮像
素子の製造方法により、達成される。なお、レンズ製造
工程において、上記（１２）の製造方法では、レジスト
の残しパターンを加熱するのみであるのに、（１３）の
製造方法ではレジストの残しパターンを全面露光した後
加熱するのは、この全面露光により、ＵＶレジストの光
吸収特性を改善するためである。つまり、ＤｅｅｐＵＶ
レジストの場合は４００ｎｍ以上の波長の吸収が少ない
のに対し、ＵＶレジストの場合は吸収が無視できない程
度に大きく、この光吸収特性を低減するために全面露光
が必要となる。

さらにこのマイクロレンズの具体的製造方法について、
第２図を用いて説明する・ 第２図（ａ）に示すごとく、透明保護膜１０６の上に、
ＤｓｅｐＵＶレジスト１１２を成膜する。続いて、第２
図（ｂ）に示すごとく、露光・現像により、受光部に対
応した位置にレジストの残しパターン１１２′を形成す
る。さらに、第２図（Ｃ）に示すごとく、上記レジスト
の残しパターン１１２゛を加熱し、凸状のマイクロレン
ズ１１２Ｍを形成した。

一方１次の方法によってもマイクロレンズを製造するこ
とが可能であった。

第２図（ａ）に示すごとく、透明保護膜１０６の上に、
ＵＶレジスト１１２を成膜する。その後、第２図（ｂ）
に示すごとく、露光・現像により、受光部に対応した位
置にレジストの残しパターン１１２゛を形成し、続いて
、上記レジストの残しパターン１１２′を全面露光する
。さらに、第２図（ｃ）に示すごとく、上記レジストパ
ターン１１２′を加熱し、凸状のマイクロレンズ１１２
１を形成した。

最後に、上記第２の目的のうち、ボンディングパッド部
の開口を主たる目的とする製造方法は、（１４）、固体
撮像素子基板上に予め形成されたボンディングパット部
上に、上記透明平坦化層形成工程及びカラーフィルタ形
成工程後の透明保護膜形成工程で順次積層された平坦化
層及び透明保護層からなる積層膜上に、有機レジストを
成膜する工程と、前記ボンディングパット部を前記積層
膜から露出させるための所定のマスクパターンを介して
露光し、現像することにより所定の有機レジストパター
ンを形成する工程と、前記有機レジストパターンをマス
クとして前記積層膜をドライエツチング加工してボンデ
ィングパッド部を露出、開口させる工程を含む上記９も
しくは１０記載のカラー固体撮像素子の製造方法により
、また、（１５）、上記ボンディングパッド部上の透明
平坦化層及び透明保護層を含む積層膜をドライエツチン
グ加工することにより開口し、固体撮像素子基板に設け
られた前記ボンディングパッド部を露出する工程におい
て、前記積層膜が有機ケイ素系材料で形成されている場
合にはフッ素を含むガスプラズマにより、有機高分子材
料で形成されている場合には、酸素を含むガスプラズマ
によりドライエツチング加工する工程を含むボンディン
グパッド部加工工程を有して成る上記（１４）記載のカ
ラー固体撮像素子の製造方法により、また、（１６）、
上記固体撮像素子基板に配設されたボンディングパッド
部上に積層された透明平坦化層上に、有機レジストを成
膜し、所定のマスクを介して露光し、現像することによ
り所定の有機レジストパターンを形成する工程と、前記
有機レジストパターンをマスクとして前記透明平坦化層
をドライエツチングして開口し、ボンディングパッド部
を露出させる工程と、前記有機レジストをカラーフィル
タの表面保護層として残存させる工程とを含むボンディ
ングパッド部加工工程を有する上記（１４）記載のカラ
ー固体撮像素子の製造方法により、達成される。

このボンディングパッド部の開口方法について、第４図
を用いてさらに具体的に説明する。

第４図（ａ）に示すごとく、ボンディングパッド１１３
上には、透明平坦化層１０３及び透明保護膜１０６が積
層されている。マイクロレンズ１１２１が有機ケイ素材
料層から成る上記（７）記載のカラー固体撮像素子の場
合には、まず、全面に有機レジスト１１４を成膜、露光
・現像処理により、ボンディングパッド１１３部上に有
機レジストの抜きパターン１１４゛を形成する。その後
、第３図（ｂ）に示すごとく、上記レジストのパターン
１１４゛をマスクにフッ素系プラズマでボンディングパ
ッド１１３上の有機ケイ素材料１０６をエツチングする
。　これにより、有機ケイ素材料から成る保護膜１０６
は除かれ、さらに、平坦化層１０３がすべて有機ケイ素
材料からなる場合には平坦化層１０３も、また、平坦化
層１０３が有機高分子材料からなる下地の上に有機ケイ
素材料が被覆された２層の積層体でも上面の有機ケイ素
材料が除かれる。続いて、第４図（Ｃ）に示すごとく、
酸素を含むプラズマで表面に露出した有機高分子材料（
有機レジストバタン１１４′、あるいは有機レジストバ
タン１１４′及び平坦化層１０３の下地として残ってい
た有機高分子材料層）を同時にエツチングすることによ
り、ボンディングパッド１１３部を開口することができ
た。

一方、マイクロレンズ１１２ｇが有機高分子材料層から
成る上記（７）記載のカラー固体撮像素子の場合には、
まず、全面に有機系レジスト１１４を成膜した後、露光
・現像処理により、ボンディングパッド部１１３上にこ
の有機系レジストの抜きノ（ターン１１４′を形成する
。その後、上記レジストのパターン１１４゛をマスクに
フッ素系プラズマでボンディングパッド上の透明保護膜
１０６をエツチングする。平坦化層１０３が有機ケイ素
材料のみの場合には、平坦化層１０３もエツチングされ
るので、続いて有機系レジストバタン１１４゛を剥離す
れば良い。

平坦化層１０３が有機高分子材料と有機ケイ素材料の積
層体で構成された場合も上面の有機ケイ素材料は除かれ
るので、続いて酸素を含むプラズマで表面に露出したボ
ンディングパッド上の有機高分子材料をエツチングし、
その後、有機レジストバタン１１４′を剥離することに
より、ボンディングパッド部を開口することができた。

ただし、この場合には、マイクロレンズ１１２ｔがエツ
チングされないよう有機レジスト膜１１４を厚く形成す
る必要があった。

なお、これら材料の具体例は前述したとおりであり、特
に、本製造方法にとって重要となる有機ケイ素系レジス
トとしては、マイクロレンズ材料に用いたアルカリ可溶
性有機ケイ素樹脂をマトリックス樹脂とするレジスト材
料等を挙げることができる。

〔作用〕

本発明のカラー固体撮像素子及びその製造方法において
は、透明性及び平坦化能に優れた有機ケイ素材料を平坦
化層に用いた。これにより、カラーフィルタの膜厚差が
減少し、分光感度のバラツキ、入射光の散乱、及び色に
じみが解消された。

有機ケイ素材料を平坦化層に用いることは、後述するよ
うに、酸素プラズマによるカラーフィルタのドライエツ
チングのストッパ層としての役割もある。しかし、有機
ケイ素材料はその材料によっては厚く形成することが困
難なものもあるので、平坦化層とエツチングストッパ層
の役割を分離し、平坦化層に有機高分子材料を、エツチ
ングストッパ層に有機ケイ素材料を用いることも可能で
あった。このような有機高分子材料としては５分子末端
をエンドキャップし、さらに、ポリマー骨格の対称性を
下げることにより平坦化能を上げ、かつ、ポリマー骨格
を非共役にすることにより透明性を改良した、ポリイミ
ド前駆体を硬化してつくられた溶融平坦化透明ポリイミ
ドが、特に優れていた。

さらに１本発明のカラー固体撮像素子及びその製造方法
においては、感光性可染性材料を、フォトリソグラフィ
により、パターニングするのではなく、有機ケイ素系レ
ジストのパターンをマスクに酸素プラズマで可染性材料
をドライ加工するので、本質的には、可染性材料に感光
性が必要でなくなった。また、パターニング時に膨潤が
なく。

さらに、有機ケイ素糸ＤｅａｐＵＶレジストを用いれば
、基板からの反射光によるカブリもなくなり、可染性材
料パターンの解像性が非常に高くなった。

また、可染性材料のパターンを平坦化層上の同一平面内
に形成し、有機ケイ素材料のパターンをマスクに部分染
色を繰り返し行なうことにより、複数色のカラーフィル
タを同一平面内に形成したので、フィルタと保護層の多
層構造にならず、入射光が散乱したり１色にじみが生じ
たりすることがなくなった。特にこの有機ケイ素材料の
パターンをマスクとして可染性材料のパターンを選択的
に染色を繰り返す際に、吸光剤を含む有機ケイ素材料の
パターンをマスクとして用いた場合、染色後におけるフ
ィルタのパターンが隣接する各々のフィルタの周囲にこ
の吸光剤を含む有機ケイ素材料のパターンが隔壁として
残り、この隔壁がブラックマトリクスを構成する。それ
故、この隔壁が隣合うフィルタを通る散乱光、或いは斜
め入射の光を吸収し遮るので、カラーフィルタの分高感
度が崩れることなく（色にじみなく）、高精細なカラー
固体撮像素子の実現を可能とする。

なお、有機ケイ素系レジストとしては、その役割からし
て、特に限定されるものではないが、剥離性を考慮する
とポジ形レジストが好ましく、さらに、アルカリ現像方
式であることが好ましい。

ここでは１式（Ｉ）と式（ＩＩ）の組成物、及び式（Ｉ
）と式（ＩＩＩ）の組成物をもって、その有用性を示し
た。

次に、本発明のカラー固体撮像素子及びその製造方法に
おいては、白土のマイクロレンズを最上層に形成したの
で見かけ上の開口率が上がり、有効光量が多くなったの
で、感度が向上した。ここで、マイクロレンズ材料とし
ては、汎用のＵＶ及びＤｅｅｐＵＶレジストを用いるこ
とができるが、アルカリ可溶性樹脂をマトリックス樹脂
とするアルカリ現像方式のレジストの場合には、透過率
に関する耐熱信頼性に注意が必要であり、有機ケイ素の
マトリックス樹脂としては式（Ｉ）のものが、また、有
機高分子のマトリックス樹脂としては、ヒドロキシスチ
レンを含むポリマー、さらに、好ましくは、ヒドロキシ
スチレン成分を減らしてアルカリ可溶性にしたポリマー
が好ましい。これらレジストは、パターニング後、熱流
動を利用して白土マイクロレンズにすることができるが
、ＵＶレジストの場合には、ベーク前に、全面露光によ
るブリーチング（波長４００ｎｍ以上の光の吸収を低減
する）が必要である。

さらに、ボンディングパッド部の開口を最終段階でのド
ライエツチング加工により、−括して行なうことができ
るようになった。その際、ボンディングパッド上には有
機高分子材料と有機ケイ素材料が積層されているので、
プラズマガスを１回交換する必要がある。つまり、有機
ケイ素材料層をエツチングする場合には、フッ素を含む
プラズマガスで、また、有機高分子材料層をエツチング
する場合には、酸素を含むプラズマガスで行ないはよい
。

以上により、高感度、高解像性で、分光感度のバラツキ
が少ないカラー固体撮像素子を簡単な工程で製造可能と
なった。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

実施例１゜ まず、第５図（ａ）に示すように、受光部１０１と走査
部１０２とがパッシベーション膜で被われた半導体基板
１００上に、有機ケイ素材料として東し・ダウコーニン
グ・シリコーン製商品名ＴＳＩＲ−２０５を１μｍ厚に
塗布し、１５０℃で３０分ベータして、平坦化層１０３
とした。その後、日本化薬層商品名ＣＦＲ６３３Ｌ１を
０．８μｍ厚に塗布し、９０℃、　３０分ベークして、
　フィルタ材となる可染性材料層１０４とした。続いて
、前記式（Ｉ）と式（Ｉ［Ｉ）の組成物（日立化成工業
製の商品名ＲＵ−１６００Ｐ　）を１μｍ厚に塗布し、
９０℃、３０分ベークして、有機ケイ素系レジスト１０
５を成膜した０次いで、受光部１０１に対応した位置に
このレジスト１０５の残しパターンを形成するように所
定のマスク（図示せず）を通して露光し、０．６６ｗ　
ｔ％Ｍ　ｅ　４Ｎ　ＯＨ水溶液で現像、リンス処理して
レジストマスクパターン１０５′を形成した。

次に、第５図（ｂ）に示すように、レジストマスクパタ
ーン１０５′をマスクに、　ＣＦ４を１０％含むＱ２ガ
スのプラズマで可染性材料層１０４を選択的にエツチン
グし、さらに、　レジストマスクパターン１０５′を全
面露光後、基板上に現像液を乗せ、揺動、高速回転して
、レジストマスクパターン１０５′を剥離し、可染性材
料層パターン１０４′を形成した。

続いて、第５図（ｃ）に示すように、この可染性材料層
パターン１０４′の上に、部分染色マスク材となる有機
ケイ素材料１０６として東し・ダウコーニング・シリコ
ーン製の商品名ＴＳＩＲ−２０５を１μｍ厚に塗布し、
１５０℃で３０分ベークした後、東京応化製の商品名０
ＦＰＲ−８００を１μｍ厚に塗布し、９０℃、３０分ベ
ークして、ポジ形しジスト層１０７を成膜した。次いで
、所望の可染性材料層パターン１０４′の位置にこのポ
ジ形しジスト層１０７の抜きパターン１０７′を形成す
るように所定のマスク（図示せず）通して露光し、２．
３８ｗ　ｔ％Ｍｅ４ＮＯＨ水溶液で現像、リンスしてレ
ジストパターン１０７゛を形成した。

その後、第５図（ｄ）に示すように、ＣＦ４ガスのプラ
ズマで有機ケイ素材料１０６を選択的にエツチングして
、所定の可染性材料層パターン１０４′の表面を露出せ
しめ、続いて、レジストパターン１０７′を全面露光後
、基板上に現像液を乗せ、揺動。

高速回転して、レジストパターン１０７゛を剥離した。

次いで、所望の第１色目の染料で可染性材料溜パターン
１０４゛を選択的に染色した。なお、染色溶液として次
の溶液を使用した６ シアン　ニアジッドサイアニン６Ｂ （日本化薬層の商品名、Ｋ　ａｙａｎｏｌＣｙａｎｉｎ
ｅ　６　Ｂ　） イエロー：ミーリングイエロー０ （日本化薬層の商品名、Ｋ　ａｙａｎｏｌＭ　ｉｌｌｉ
ｎｇ　　Ｙ　ｅｌｌｏｗ　　Ｏ）グリーン：アシッドサ
イアニングリーンＧ（日本化薬層の商品名、Ｋ　ａｙａ
ｎｏｌＣｙａｎｉｎｅ　　Ｇ　ｒｅｅｎ　　Ｇ　）マゼ
ンタ：アシッドサイアニン５Ｒ （日本化薬層の商品名、Ｋ　ａｙａｎｏｌＭｉｌｌｉｎ
ｇ　　５　Ｒ） さらに、第５図（ｃ）に示した上記ＴＳＩＲ−２０５の
成膜工程から第５図（ｄ）に示した染色工程までの各工
程を、残された他の可染性材料層パターン１０４′につ
いても同様に行ないそれぞれ第２色目、第３色目、第４
色目の染色を行なう。

そして最後に、透明保護膜１０６としてＴＳＩＲ−２０
５からなる有機ケイ素材料を１μｍ厚に成膜して、第１
図（ｅ）に示すようなフィルタパターン１０８，１０９
．１０９及び１１０から構成されるカラーフィルタを同
一平面内に形成した固体撮像素子を得た。

実施例２゜ この例は、前記実施例１の各工程を踏襲しなからも第５
図（ｃ）に示した上記有機ケイ素材料層（Ｔ　Ｓ　Ｉ　
Ｒ−２０５）　１０６の成膜工程において、この有機ケ
イ素材料中に吸光剤を含有させたものを用いて、第３図
にその平面図を示すようなブラックマトリクス方式のカ
ラーフィルタを備えたカラー固体撮像素子及びその製造
方法の一実施例を示すものである。

以下、第１図及び第３図にしたがって説明するが、第１
＠（ａ）〜（ｂ）の内容は実施例１の第５図（ａ）〜（
ｂ）と同一なので説明を省略し、第１図（ｃ）から説明
する。

先ず、第１図（ｃ）に示すように、第１図（ｂ）の工程
で可染性材料層パターン１０４′が形成された基板１０
０の上に、部分染色マスク材となる有機ケイ素材料１０
６ａとして東し・ダウコーニング・シリコーン製の商品
名ＴＳＩＲ−２０５を１μｍ厚に塗布し、１５０℃で３
０分ベークした。

ただし、この有機ケイ素材料（樹脂）　１０６ａ中には
、吸光剤としてカーボンブラックの微粉を１〜２０ｗｔ
％分散、含有せしめた。この後、マスク材として東京応
化層の商品名０ＦＰＲ−８００を１−厚に塗布し、９０
℃、３０分ベータして、ポジ形レジスト層１０７を成膜
した。次いで、所望の可染性材料層パターン１０４′の
位置にこのポジ形レジスト層１０７の抜きパターン１０
７゛を形成するように所定のマスク（図示せず）通して
露光し、　Ｚ、３８ｗ　ｔ％Ｍ　ｅ　、　Ｎ　ＯＨ水溶
液で現像し、　リンス処理してレジストパターン１０７
′を形成した。

その後、第１図（（１）に示すように、ＣＦ４ガスのプ
ラズマで有機ケイ素材料１０６ａを選択的にエツチング
して、所定の可染性材料層パターン１０４′の表面を露
出せしめ、続いて、レジストパターン１０７′を全面露
光後、基板上に現像液を乗せ、揺動。

高速回転して、レジストパターン１０７′を剥離した。

次いで、所望の第１色目の染料で可染性材料層パターン
１０４゛を選択的に染色した。なお、染色溶液として次
の溶液を使用した。

シアン　ニアジッドサイアニン６Ｂ （日本化薬層の商品名、Ｋ　ａｙａｎｏｌＣｙａｎｉｎ
ｅ　６　Ｂ　） イエロー：ミーリングイエロー０ （日本化薬層の商品名、ＫａｙａｎｏｌＭｉｌｌｉｎｇ
　　Ｙｅｌｌｏｗ　　Ｏ）グリーン：アシッドサイアニ
ングリーンＧ（日本化薬層の商品名、Ｋ　ａｙａｎｏｌ
Ｃｙａｎｉｎｅ　　Ｇ　ｒｅｅｎ　　Ｇ　）マゼンタ：
アシッドサイアニン５Ｒ （日本化薬層の商品名、Ｋ　ａｙａｎｏｌＭｉｌｌｉｎ
ｇ　　５　Ｒ） さらに、第１図（Ｃ）に示した上記ＴＳＩＲ−２０５の
成膜工程から第１図（ｄ）に示した染色工程までの各工
程を、残された他の可染性材料層パターン１０４′につ
いても同様に行ないそれぞれ第２色目、第３色目、第４
色目の染色を行なう。

そして最後に、透明保護膜１０６としてＴＳＩＲ−２０
５からなる有機ケイ素材料を１μｍ厚に成膜して、第１
図（ｅ）に示すようなフィルタパターンｌｏｇ、　１０
９．１０９及び１１０から構成されるカラーフィルタを
同一平面内に形成した固体撮像素子を得た。なお、有機
ケイ素材料１０６ａをマスクとして上記可染性材料層パ
ターン１０４′の選択的な染色が終了したときに残存し
た有機ケイ素材料１０６ａ’は、そのまま隣接する各々
のフィルタ間の領域に積極的に隔壁として残しブラック
マトリクスを構成する。この様子を第３図に平面図で示
した。

各フィルタは、この残存させた有機ケイ素材料１０６ａ
　’　が隔壁となってブラックマトリクスパターン中に
配設されているため、隣接するフィルタからの散乱光や
、反射光がこの隔壁に吸収されフィルタの分解能を著し
く向上させ、前記実施例１の構成よりも格段に優れてい
る。また、！ｌｉｌ造方法についても、実施例１と殆ど
同一で格別工程数を増加させることなく、第１図（ｃ）
工程において、やがてフィルタと成る可染性材料層パタ
ーン１ｏ４゛を選択的に染色する時のマスクとなる有機
ケイ素材料（樹脂）　１０６ａ中に吸光剤を含有させる
のみでよく、この点でも優れている。

なお、本実施例では吸光剤としてカーボンブラックを用
いたが、その他この種の有機ケイ素材料（樹脂）　１０
６ａに分散させ得る有色物質（顔料）の使用、もしくは
有機ケイ素樹脂を染料で染色する等いずれも光を吸収す
る機能を有するものであれば使用可能であることは云う
までもない。

実施例３゜ 受光部１０１及び走査部１０２が予めパッシベーション
膜で被われた半導体基板１００上に、平坦化層を構成す
る有機ケイ素材料として東京応化層の商品名ＯＣＤを１
μｍ厚に塗布し、３５０℃、３０分ベークして平坦化層
１０３とし、以下、実施例１及び２と同様にして、カラ
ー固体撮像素子を得た。

実施例４゜ 受光部１０１及び走査部１０２が予めパッシベーション
膜で被われた半導体基板１００上に、平坦化層を構成す
る有機ケイ素材料として日立化成工業製の商品名Ｈ８Ｇ
を０．８μｍ厚に塗布し、３５０℃、３０分ベークして
平坦化層１０３とし、以下、実施例１及び２と同様にし
て、カラー固体撮像素子を得た。

実施例５゜ 受光部１０１及び走査部１０２が予めパッシベーション
膜で被われた半導体基板１００上に、平坦化層を構成す
る下地有機高分子材料として下記式（ｒＶ）で表される
ポリイミド前駆体を ２．２μｍ厚に塗布し、２００℃、３０分、次いで３０
０℃、３０分ベーク。続いて、平坦化層の上層を構成す
る有機ケイ素材料として東し・ダウコーニング・シリコ
ーン製の商品名ＴＳＩＲ−２０５を０．２μｍ厚に塗布
し、１５０℃、３０分ベークして２Ｍ膜から成る平坦化
層１０３とした。その後、実施例１及び２と同様にして
、カラー固体撮像素子を得た。

実施例６゜ 受光部１０１及び走査部１０２が予めパッシベーション
膜で被われた半導体基板１００上に、平坦化層を構成す
る下地有機高分子材料として東京応化層の商品名０ＥＢ
Ｒ−１００を１μｍ厚に塗布し、２００’Ｃ１３０分ベ
ータ。続いて、平坦化層の上層を構成する有機ケイ素材
料として東し・ダウコーニング・シリコーン製商品名Ｔ
ＳＩＲ−２０５を０．２μｍ厚に塗布し、１５０℃、３
０分ベークして２層膜から成る平坦化層１０３とした。

その後、実施例１及び２と同様にして、カラー固体撮像
素子を得た。

実施例７゜ 実施例１及び２の有機ケイ素材料１０６として使用した
ＴＳＩＲ−２０５の代わりに、東京応化層の商品名ＯＣ
Ｄを用いて１μｍ厚に塗布し、２００℃、３０分ベーク
して、実施例１及び２と同様にして、カラー固体撮像素
子を得た。

実施例８゜ 実施例１及び２の有機ケイ素材料１０６として使用した
ＴＳＩＲ−２０５の代わりに°、日立化成工業製の商品
名Ｈ８Ｇを用いて０．８μｍ厚に塗布し、２００℃、３
０分ベークして、実施例１及び２と同様にして、カラー
固体撮像素子を得た。

実施例９゜ 実施例５の有機ケイ素材料１０６として使用したＴＳＩ
Ｒ−２０５の代わりに、東京応化層の商品名ＯＣＤを用
いて１μｍ厚に塗布し、　２００℃、３０分ベークして
、実施例５と同様にして、カラー固体撮像素子を得た。

実施例１０゜ 実施例５の有機ケイ素材料１０６として使用したＴＳＩ
Ｒ−２０５の代わりに、日立化成工業製の商品名Ｈ８Ｇ
を用いて０．８μｍ厚に塗布し、２００℃、３０分ベー
クして、実施例５と同様にして、カラー固体撮像素子を
得た。

以下の実施例１１〜１８は、カラーフィルタ上にマイク
ロレンズを形成したカラー固体撮像素子及びその製造方
法について例示したものである。

実施例１１゜ 第２図はカラーフィルタ上に透明保護膜を介してマイク
ロレンズを形成する工程図を示したもので、以下図面に
したがって説明する。

第２図（ａ）に示すように、実施例１及び２で得た素子
の上に、マイクロレンズ構成材料として前記式（１）と
式（■）（ここでは、コール酸メチル−トリス（α−ジ
アゾアセトアセテート）の組成物を２．５μｍ厚に塗布
し、９０℃、３０分ベークして、有機ケイ素糸Ｄｅｅｐ
ＵＶレジスト１１２を成膜した。次いで、第２図（ｂ）
に示すように、受光部１０１（図省略）に対応した位置
にレジストの残しパターン１１２゛を形成するよう所定
のマスクを通して露光し、０．０４５Ｎ　（ＨＯＣＨ２
ＣＨ，）、ＮＯＨ水溶液で現像、リンス処理して、マイ
クロレンズ構成材料としてのレジストパターン１１２′
を形成した。続いて、上記レジストパターン１１２′を
１６０℃、１０分ベークして、第２図（ｃ）に示すよう
な凸状のマイクロレンズ１１２ｒを形成した。

実施例１２゜ 第２図（ａ）に示すように、実施例１及び２で得た素子
の上に、マイクロレンズ構成材料として前記式（Ｉ）と
式（ｍ）の組成物（日立化成工業製の商品名ＲＵ　−１
６００Ｐ　）を２．５ｐｍ厚に塗布し、９０℃、３０分
ベータして、有機ケイ素系ＵＶレジスト１１２を成膜し
た。次いで１、第２図（ｂ）に示すように、受光部１０
１（図省略）に対応した位置にレジストの残しパターン
１１２′を形成するよう所定のマスクを通して露光し、
０．６６ｗ　ｔ％Ｍ　ｅ　４Ｎ　ＯＨ水溶液で現像、リ
ンス処理して、マイクロレンズ構成材料としてのレジス
トパターン１１２゛を形成した。その後、このレジスト
パターン１１２′を全面露光して、ブリーチングさせた
。つまり、この全面露光は、レンズとしての不要な吸収
（波長４００ｎｍ以上のもの）を取り除くために行うも
のである。

続いて、上記レジストパターン１１２゛を１６０℃で、
１０分間ベークして、第２図（ｃ）に示すような凸状の
マイクロレンズ１１２Ｍを形成した。

実施例１３゜ 実施例５で得た素子の上に、実施例１１と同様にして、
マイクロレンズ１１２ｒを形成した。

実施例１４゜ 実施例５で得た素子の上に、実施例１２と同様にして、
マイクロレンズ１１２１を形成した。

実施例１５゜ 第２図（ａ）に示すように、実施例１及び２で得た素子
の上に、マイクロレンズ構成材料として日立化成工業製
の商品名ＲＵ　−２００ＯＮを２．５μｍ厚に塗布し、
９０℃で、３０分間ベークして、有機系ＤｅｅｐＵＶレ
ジスト１１２を成膜した。

次いで第２図（ｂ）に示すように、受光部１０１（図省
略）に対応した位置にこのレジストの残しパターン１１
２゛を形成するよう所定のマスクを通して露光し、専用
現像液で現像、リンス処理して、マイクロレンズとなる
レジストパターン１１２′を形成した。続いて、上記レ
ジストパターン１１２゛　を１６０℃で、１０分間ベー
クして、第２図（ｃ）に示すような凸状のマイクロレン
ズ１１２１を形成した。

実施例１６゜ 第２図（ａ）に示すように、実施例１及び２で得た素子
の上に、マイクロレンズ構成材料として川原油化製の商
品名ＳＭＡレジンと、０−ナフトキノンジアジドとの組
成物を２．５μｍ厚に塗布し、９０℃で、３０分間ベー
クして、有機系ＵＶレジスト１１２を成膜した。次いで
１．第２図（ｂ）に示すように、受光部１０１（図省略
）に対応した位置にレジストの残しパターン１１２′を
形成するよう所定のマスクを通して露光し、０．６０ｗ
ｔ％Ｍ　ｅ　４Ｎ　ＯＨ水溶液で現像、リンス処理して
、マイクロレンズとなるレジストパターン１１２゛を形
成した。その後、このレジストパターン１１２′を全面
露光して、ブリーチングさせた。続いて、上記レジスト
パターン１１２゛を１６０℃で、１０分間ベークして、
第２図（Ｃ）に示すような凸状のマイクロレンズ１１２
Ｉを形成した。

実施例１７゜ 実施例５で得た素子の上に、実施例１５と同様にして、
マイクロレンズ１１２ｒを形成した。

実施例１８゜ 実施例５で得た素子の上に、実施例１６と同様にして、
マイクロレンズ１１２Ｍを形成した。

以下の実施例１９〜２２は、外部取り出し電極となるボ
ンディングパットが形成された固体撮像素子基板１００
上にカラーフィルタ、或いは更にその上にマイクロレン
ズが形成された場合におけるボンディングパットの開口
に関するものであり、第４図に示した工程図を用いて説
明する。

実施例１９゜ 第４図（ａ）に示すように、実施例１１で得た素子の上
に、東京応化製商品名０ＦＰＲ−８００を３μｍ厚に塗
布し、９０℃で、３０分間ベークして、有機レジスト膜
１１４を成膜した。その後、ボンディングパッド１１３
部上に、この有機レジスト膜１１４の抜きパターン１１
４′を形成するよう所定のマスク（図省略）を通して露
光し、２．３８ｗｔ％Ｍ　ｅ　４Ｎ　０Ｈ水溶液で現像
、リンス処理して、レジストパターン１１４′を形成し
た。

続いて、第４図（ｂ）に示すように、このレジストパタ
ーン１１４′　をマスクとして、ＣＦ４ガスのプラズマ
でボンディングパッド１１３上の有機ケイ素材料１０６
と１０３とを選択的にエツチングした。

次いで、第４図（Ｑ）に示すように、ｏ２ガスのプラズ
マで上記レジストパターン１１４′をエツチング除去し
て、ボンディングパッド部１１３を露出、開口した。

実施例２０゜ 実施例１３で得た素子の上に、第４図（ａ）に示すよう
に、東京応化製商品名０ＦＰＲ−８００を２μｍ厚に塗
布し、９０℃で、３０分間ベークして、有機レジスト膜
１１４を成膜した。その後、第４図（ｂ）　　に示すよ
うに、ボンディングパッド部１１３上に抜きパターン１
１４′を形成するよう所定のマスクを通して露光し、２
．３８ｗ　ｔ％Ｍ　ｅ　４Ｎ　ＯＨ水溶液で現像、リン
ス処理して、　レジストパターン１１４゛　を形成した
。続いて、ＣＦ４ガスのプラズマでボンディングパッド
１１３上の有機ケイ素保護膜１０６と平坦化層１０３上
面の有機ケイ素材料層部分とを連続してエツチング除去
した。

次いで、第４図（ｃ）に示すように、ＣＦ４を１０％含
む０２ガスのプラズマで上記レジストパターン１１４゛
と、平坦化層１０３の下層有機材料層部分とを同時にエ
ツチング除去して、ボンディングパッド部１１３を露出
、開口した。

実施例２１゜ 実施例１５で得た素子の上に、第４図（ａ）に示すよう
に、東京応化製商品名０ＦＰＲ−８００を３μｍ厚に塗
布し、９０℃で、３０分間ベークして。

有機レジスト膜１１４を成膜した。

その後、第４図（ｂ）　　に示すように、ボンディング
パッド部１１３上に抜きパターン１１４′を形成するよ
う所定のマスクを通して露光し、２．３８ｗ　ｔ％Ｍ　
ｅ　４Ｎ　ＯＨ水溶液で現像、リンス処理して、レジス
トパターン１１４′を形成した。

続いて、第４図（ｃ）に示すように、ＣＦ４ガスのプラ
ズマでボンディングパッド上の有機ケイ素材料１０６，
１０３を連続してエツチングし、最後に、有機レジスト
パターン１１４′を剥離して、ボンディングパッド部１
１３を露出、開口した。

実施例２２゜ 実施例１７で得た素子の上に、第４図（ａ）に示すよう
に、東京応化製商品名０ＦＰＲ−８００を２μｍ厚に塗
布し＋　９０℃で、３０分間ベータして、有機レジスト
膜１１４を成膜した。

その後、第４図（ｂ）に示すように、ボンディングパッ
ド部１１３上に抜きパターン１１４′を形成するよう所
定のマスクを通して露光し、２．３８ｗ　ｔ％Ｍ　ｅ　
４Ｎ　ＯＨ水溶液で現像し、リンス処理して、レジスト
パターン１１４′を形成した。

続いて、第４図（ｃ）に示すように、ＣＦ４ガスのプラ
ズマでボンディングパッド１１３上の有機ケイ素保護膜
１０６と平坦化層１０３上面の有機ケイ素材料部分を連
続してエツチング除去した。次いで、ＣＦ、を１０％含
む０２ガスのプラズマで上記レジストパターン１１４゛
の一部と平坦化層１０３の下層有機材料部分とをエツチ
ング除去し、最後に、先のエツチング処理で残存した有
機レジストパターン１１４′を剥離して、ボンディング
パッド部１１３を露出、開口した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、分光感度のバラ
ツキや色にじみのない高感度、高解像性のカラー固体撮
像素子を簡単な工程で製造することができるようになっ
た。特に各々のフィルタの周囲を吸光剤を含む有機ケイ
素材料層から成るブラックマトリクスで構成したフィル
タを配設したカラー固体撮像素子については効果が顕著
である。

そして、この改良されたブラックマトリクスで構成され
たフィルタを配設したカラー固体撮像素子は、格別に工
程数が増加することも無く、フィルタを選択的に染色す
る際に使用するマスク材としての有機ケイ素材料層に吸
光剤を含有させるのみで容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例となるブラックマトリクスタ
イプのカラーフィルタを備えた固体撮像素子及びその製
造工程を示す素子断面図、第２図は同じく更にマイクロ
レンズを備えた本発明のカラー固体撮像素子及びその製
造工程を示すマイクロレンズ周辺部の断面図、第３図は
第１図のフィルタ面を示した平面図、第４図は同じく本
発明のカラー固体撮像素子製造におけるボンディングパ
ッド部の加工工程の一例を示す断面図、そして第５図は
本発明の他の一実施例となるカラー固体撮像素子におけ
るフィルタの製造工程を示す素子断面図である。 符号の説明 １００・・・固体撮像素子基板、 １０１・・・受光部、　　　　１０２・・・走査部。 １０３・・・平坦化層、　　　１０４′・・・可染性材
料パターン、１０５′・・・有機ケイ素系レジストパタ
ーン、１０６・・・有機ケイ素材料層、 １０６ａ・・・吸光剤を含む有機ケイ素材料層、１０６
ａ’・・・フィルタ隔壁（ブラックマトリクス）、１０
７゛・・・有機系レジストパターン。 １０８．１０９．１１０．１１１・・・カラーフィルタ
、１１２・・・マイクロレンズ材料層、 １１２゛・・・マイクロレンズ材料層パターン、１１２
Ｉ・・・マイクロレンズ、 １１３・・・ボンディングパッド、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光電変換を行なう受光部、前記受光部で発生した電
   気信号を取り出す走査部及び前記受光部と走査部とを保
   護するパッシベーション膜が形成された半導体基板上に
   、少なくとも上面が有機ケイ素材料で構成された透明平
   坦化層を配し、前記平坦化層上の前記走査部上に位置す
   る領域に吸光剤を含む有機ケイ素材料層からなる隔壁層
   を設けると共に、前記受光部上に位置する領域にカラー
   フィルタ層を配設して、隣接する各々のフィルタ周縁が
   吸光剤を含む有機ケイ素材料層からなる隔壁層で囲まれ
   たカラーフィルタを前記平坦化層上の同一平面内に具備
   して成るカラー固体撮像素子。 ２、上記吸光剤を含む有機ケイ素材料層からなる隔壁層
   とカラーフィルタ層とを有してなる層上に、透明材料か
   ら成る保護膜を配設して成る請求項１記載のカラー固体
   撮像素子。 ３、上記各々のカラーフィルタ層上に透明材料から成る
   保護膜を介して凸状のマイクロレンズを配設して成る請
   求項２記載のカラー固体撮像素子。 ４、上記透明平坦化層が、有機ケイ素材料層から成る請
   求項１記載のカラー固体撮像素子 ５、上記透明平坦化層が、有機高分子材料層からなる下
   地上に有機ケイ素材料層が積層された複合層から成る請
   求項１記載のカラー固体撮像素子。 ６、上記透明材料から成る保護膜が、有機ケイ素材料層
   から成る請求項２記載のカラー固体撮像素子。 ７、上記凸状のマイクロレンズが有機ケイ素材料もしく
   は有機高分子材料から成る請求項３記載のカラー固体撮
   像素子。 ８、上記有機ケイ素材料層が、部分加水分解されたアル
   コキシシランオリゴマ−、熱架橋性ポリオルガノシルセ
   スキオキサン及びポリオルガノシルセスキオキサンから
   選ばれた少なくとも１種を主成分とする請求項１、４、
   ５、及び６項記載のカラー固体撮像素子。 ９、上記有機高分子材料層が、分子末端がエンドキャッ
   プされたポリイミド前１体を硬化して形成された透明ポ
   リイミド層から成る請求項５記載のカラー固体撮像素子
   。 １０、上記マイクロレンズを構成する有機ケイ素材料層
   が、アルカリ可溶性有機ケイ素樹脂をマトリックス樹脂
   とするレジスト材料層から成る請求項７記載のカラー固
   体撮像素子。 １１、上記アルカリ可溶性有機ケイ素樹脂が、下記の構
   造式（ I ）で表されるアルカリ可溶性ポリオルガノシ
   ルセスキオキサン ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） 〔ただし、ｎは正の整数、ｍはゼロを含む正の整数で、
   ｎ／（ｎ＋ｍ）は０．４〜１．０〕から成る請求項１０
   記載のカラー固体撮像素子。 １２、上記マイクロレンズを構成する有機高分子材料層
   が、アルカリ可溶性有機高分子材料をマトリックス樹脂
   とするレジスト材料層から成る請求項７記載のカラー固
   体撮像素子。 １３、上記アルカリ可溶性有機高分子材料が、ヒドロキ
   シスチレンを含むポリマー、アクリル酸を含むポリマー
   、メタアクリル酸を含むポリマー及び無水マレイン酸の
   アルコール分解物を含むポリマーから選ばれた少なくと
   も１種から成る請求項１２記載のカラー固体撮像素子。 １４、光電変換を行なう受光部、前記受光部で発生した
   電気信号を取り出す走査部及び前記受光部と走査部とを
   保護するパッシベーション膜が予め形成された半導体基
   板上に、少なくともその上面が有機ケイ素材料で構成さ
   れた透明平坦化層を形成する工程と、前記平坦化層の上
   に可染性材料層を成膜する工程と、前記可染性材料層の
   上に有機ケイ素系レジストを成膜し、露光・現像により
   、受光部に対応した位置にレジストの残しパターンを形
   成する工程と、前記有機ケイ素系レジストパターンをマ
   スクに酸素を含むガスプラズマで可染性材料を選択的に
   エッチングし、受光部に対応した位置に可染性材料層の
   残しパターンを形成する工程と、前記有機ケイ素系レジ
   ストのパターンを剥離する工程と、前記可染性材料層パ
   ターンの上に有機ケイ素材料層を成膜する工程と、前記
   有機ケイ素材料層の上に有機レジストを成膜し、露光・
   現像により所定の可染性材料層パターンの位置にレジス
   トの抜きパターンを形成する工程と、前記レジストパタ
   ーンをマスクに前記有機ケイ素材料層をエッチングして
   所定の前記可染性材料層パターンを選択的に露出させる
   工程と、前記レジストパターンを剥離する工程と、この
   表面が露出された所定の可染性材料層パターンを所定の
   第１色目の色で染色する工程と、前記可染性材料層パタ
   ーンの上に有機ケイ素材料層を成膜する工程から所定の
   可染性材料層パターンを第１色目の色で染色する工程ま
   での一連の工程をカラーフィルタを構成する色数に見合
   って複数回繰り返し行ない、所定の色数のカラーフィル
   タを同一平面内に形成する工程とを有して成るカラー固
   体撮像素子の製造方法。 １５、光電変換を行なう受光部、前記受光部で発生した
   電気信号を取り出す走査部及び前記受光部と走査部とを
   保護するパッシベーション膜が予め形成された半導体基
   板上に、少なくともその上面が有機ケイ素材料で構成さ
   れた透明平坦化層を形成する工程と、前記平坦化層の上
   に可染性材料層を成膜する工程と、前記可染性材料層の
   上に有機ケイ素系レジストを成膜し、露光・現像により
   、受光部に対応した位置にレジストの残しパターンを形
   成する工程と、前記有機ケイ素系レジストパターンをマ
   スクに酸素を含むガスプラズマで可染性材料を選択的に
   エッチングし、受光部に対応した位置に可染性材料層の
   残しパターンを形成する工程と、前記有機ケイ素系レジ
   ストのパターンを剥離する工程と、前記可染性材料層パ
   ターン上を含む基板全面に吸光剤を含む有機ケイ素材料
   層を成膜する工程と、この有機ケイ素材料層の上に有機
   レジストを成膜し、露光・現像により所定の可染性材料
   層パターンの位置にレジストの抜きパターンを形成する
   工程と、前記レジストパターンをマスクに前記吸光剤を
   含む有機ケイ素材料層をエッチングして所定の前記可染
   性材料層パターンの表面を選択的に露出させる工程と、
   前記レジストパターンを剥離する工程と、この表面が露
   出された所定の可染性材料層パターンを所定の第１色目
   の色で染色する工程と、前記可染性材料層パターンの上
   に吸光剤を含む有機ケイ素材料層を成膜する工程から所
   定の可染性材料層パターンを第１色目の色で染色する工
   程までの一連の工程をカラーフィルタを構成する色数に
   見合って複数回繰り返し行ない、所定の色数のカラーフ
   ィルタを同一平面内に形成する工程とを有して成る請求
   項１記載のカラー固体撮像素子の製造方法。 １６、上記請求項１４もしくは１５記載のカラー固体撮
   像素子の製造方法における最終製造工程に引き続き、透
   明保護膜として有機ケイ素材料層を成膜する工程を付加
   して成る請求項２記載のカラー固体撮像素子の製造方法
   。 １７、上記請求項１６記載のカラー固体撮像素子の製造
   方法における最終製造工程に引き続き、ＤｅｅｐＵＶレ
   ジストを成膜、露光・現像により、受光部に対応した位
   置にレジストの残しパターンを形成する工程と、前記レ
   ジストの残しパターンを加熱し、凸状のマイクロレンズ
   を形成する工程とを付加して成る請求項３記載のカラー
   固体撮像素子の製造方法。 １８、上記請求項１６記載のカラー固体撮像素子の製造
   方法における最終製造工程に引き続き、ＵＶレジストを
   成膜、露光・現像により、受光部に対応した位置にレジ
   ストの残しパターンを形成する工程と、前記レジストの
   残しパターンを全面露光した後、加熱し、凸状のマイク
   ロレンズを形成する工程とを付加して成る請求項３記載
   のカラー固体撮像素子の製造方法。 １９、固体撮像素子基板上に予め形成されたボンディン
   グパット部上に、上記透明平坦化層形成工程及びカラー
   フィルタ形成工程後の透明保護膜形成工程で順次積層さ
   れた平坦化層及び透明保護層からなる積層膜上に、有機
   レジストを成膜する工程と、前記ボンディングパット部
   を前記積層膜から露出させるための所定のマスクパター
   ンを介して露光し、現像することにより所定の有機レジ
   ストパターンを形成する工程と、前記有機レジストパタ
   ーンをマスクとして前記積層膜をドライエッチング加工
   してボンディングパッド部を露出、開口させる工程を含
   む請求項１４もしくは１５記載のカラー固体撮像素子の
   製造方法。 ２０、上記ボンディングパッド部上の透明平坦化層及び
   透明保護層を含む積層膜をドライエッチング加工するこ
   とにより開口し、固体撮像素子基板に設けられた前記ボ
   ンディングパッド部を露出する工程において、前記積層
   膜が有機ケイ素系材料で形成されている場合にはフッ素
   を含むガスプラズマにより、有機高分子材料で形成され
   ている場合には、酸素を含むガスプラズマによりドライ
   エッチング加工する工程を含むボンディングパッド部加
   工工程を有して成る請求項１９記載のカラー固体撮像素
   子の製造方法。 ２１、上記固体撮像素子基板に配設されたボンディング
   パッド部上に積層された透明平坦化層上に、有機レジス
   トを成膜し、所定のマスクを介して露光し、現像するこ
   とにより所定の有機レジストパターンを形成する工程と
   、前記有機レジストパターンをマスクとして前記透明平
   坦化層をドライエッチングして開口し、ボンディングパ
   ッド部を露出させる工程と、前記有機レジストをカラー
   フィルタの表面保護層として残存させる工程とを含むボ
   ンディングパッド部加工工程を有する請求項１９記載の
   カラー固体撮像素子の製造方法。