JPH0812904B2 - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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- JPH0812904B2 JPH0812904B2 JP2339355A JP33935590A JPH0812904B2 JP H0812904 B2 JPH0812904 B2 JP H0812904B2 JP 2339355 A JP2339355 A JP 2339355A JP 33935590 A JP33935590 A JP 33935590A JP H0812904 B2 JPH0812904 B2 JP H0812904B2
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
- H10F39/024—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12 of coatings or optical elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0035—Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
- H10F39/8063—Microlenses
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/331—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H10F77/334—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers or cold shields for infrared detectors
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、固体撮像素子の製造方法に関し、特に受
光面にマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方法
に関するものである。
光面にマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方法
に関するものである。
第２図は固体撮像素子の単位画素の配置例を示す上面
図である。フォトダイオードからなる光電変換部15,各
画素領域を分離する分離部16,及び光電変換部15で得ら
れた光電変換信号を転送するためのCCD転送部17が図に
示すように配置されている。固体撮像素子はこのような
単位画素がチップ上に複数個マトリクス状に配置されて
構成されており、また、チップにはチップの内部回路と
チップ外部との電気的接続を得るためのボンディングパ
ッドが設けられている。
図である。フォトダイオードからなる光電変換部15,各
画素領域を分離する分離部16,及び光電変換部15で得ら
れた光電変換信号を転送するためのCCD転送部17が図に
示すように配置されている。固体撮像素子はこのような
単位画素がチップ上に複数個マトリクス状に配置されて
構成されており、また、チップにはチップの内部回路と
チップ外部との電気的接続を得るためのボンディングパ
ッドが設けられている。
ところで、固体撮像素子の感度を高めるため、光電変
換素子が形成された基板上にマイクロレンズを設け、光
電変換素子以外の領域に当る光を集光するようにして有
効開口率を向上させたものがある。
換素子が形成された基板上にマイクロレンズを設け、光
電変換素子以外の領域に当る光を集光するようにして有
効開口率を向上させたものがある。
第３図はこのようなマイクロレンズを備えた固体撮像
素子の一例を示す上面模式図であり、図において、マイ
クロレンズ22は光電変換部21を覆って、さらに光電変換
素子以外の領域に広がって配置される。ボンディングパ
ッド23は画素領域の周囲に配置される。ボンディングパ
ッド23は一般的には10画素分程度の大きさの正方形又は
長方形の形状を有する。
素子の一例を示す上面模式図であり、図において、マイ
クロレンズ22は光電変換部21を覆って、さらに光電変換
素子以外の領域に広がって配置される。ボンディングパ
ッド23は画素領域の周囲に配置される。ボンディングパ
ッド23は一般的には10画素分程度の大きさの正方形又は
長方形の形状を有する。
マイクロレンズ22相互間のスペースは集光率向上の点
からより小さい方が望ましいが、プロセス上のマージン
を考慮して、一般的には0.5〜１μｍは確保される。
からより小さい方が望ましいが、プロセス上のマージン
を考慮して、一般的には0.5〜１μｍは確保される。
また、マイクロレンズ22の形状は画素の形状に合わせ
て最適化されるため、第３図に示すような楕円形状に限
らず、真円形状のものも考えられる。また画素間の縦方
向のスペースが小さい場合には、横方向からの集光だけ
を目的として、第４図に示すようなライン状のレンズが
形成されることもある。この場合、集光率は第３図のも
のより劣るが、形成が容易である。第４図においてもマ
イクロレンズ22間のスペースは１μｍ程度確保される。
て最適化されるため、第３図に示すような楕円形状に限
らず、真円形状のものも考えられる。また画素間の縦方
向のスペースが小さい場合には、横方向からの集光だけ
を目的として、第４図に示すようなライン状のレンズが
形成されることもある。この場合、集光率は第３図のも
のより劣るが、形成が容易である。第４図においてもマ
イクロレンズ22間のスペースは１μｍ程度確保される。
第５図は従来のこのようなマイクロレンズの形成方法
の一例を示す断面工程図であり、図において、１は半導
体基板である。フォトダイオード２は基板１の表面部に
設けられ、ポリシリコンゲート３は基板１上の、フォト
ダイオード２間の領域に配置される。ボンディングパッ
ド６は基板１上の、フォトダイオード２及びポリシリコ
ンゲート３が形成された画素領域の周囲に配置される。
絶縁層４はフォトダイオード2,ポリシリコンゲート３及
び基板１上に配置される。遮光膜５は画素領域のフォト
ダイオード２が形成された領域以外の絶縁層４上に配置
される。固体撮像素子の下地部７はこれら基板1,フォト
ダイオード2,ポリシリコンゲート3,絶縁層4,遮光膜5,及
びボンディングパッド６から構成される。平坦化樹脂層
18は下地部７上に配置される。
の一例を示す断面工程図であり、図において、１は半導
体基板である。フォトダイオード２は基板１の表面部に
設けられ、ポリシリコンゲート３は基板１上の、フォト
ダイオード２間の領域に配置される。ボンディングパッ
ド６は基板１上の、フォトダイオード２及びポリシリコ
ンゲート３が形成された画素領域の周囲に配置される。
絶縁層４はフォトダイオード2,ポリシリコンゲート３及
び基板１上に配置される。遮光膜５は画素領域のフォト
ダイオード２が形成された領域以外の絶縁層４上に配置
される。固体撮像素子の下地部７はこれら基板1,フォト
ダイオード2,ポリシリコンゲート3,絶縁層4,遮光膜5,及
びボンディングパッド６から構成される。平坦化樹脂層
18は下地部７上に配置される。
次に工程について説明する。
受光部２や転送部等を有する固体撮像素子の下地部７
を作製した後、該下地部７上に第５図（ａ）に示すよう
に、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等からなる透明な
平坦化樹脂膜18をスピン塗布法等により膜厚が４μｍ〜
６μｍ程度になるように形成する。この平坦化樹脂膜18
は下地部７の凹凸を吸収してマイクレンズの形状に悪影
響を及ぼさないようにする働きと、光路長を増加させて
マイクロレンズの集光能力を十分に発揮させるために必
要なものである。次に、第５図（ｂ）に示すように、平
坦化樹脂膜18のボンディングパッド部分を写真製版の手
法を用いて開孔する。続いてその上面に第５図（ｃ）に
示すように、熱可塑性を有する透光性材料からなる膜19
をスピン塗布法等により膜厚が２〜３μｍ程度になるよ
うに形成する。さらに第５図（ｄ）に示すように、受光
部２間の遮光膜５上やその他不用な部分の熱可塑性樹脂
膜19をエッチング等の手法を用いて除去し、必要とする
形状にパターニングする。最後に、パターニングされた
熱可塑性樹脂19′を軟化点以上に加熱して、第５図
（ｅ）に示すように半球状に変形させ、マイクロレンズ
を形成する。このようにして形成された固体撮像素子は
遮光部５に当たっていた光を集光できるため有効開口率
が大幅に向上し、これにより固体撮像素子の感度を大き
く向上させることができる。
を作製した後、該下地部７上に第５図（ａ）に示すよう
に、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等からなる透明な
平坦化樹脂膜18をスピン塗布法等により膜厚が４μｍ〜
６μｍ程度になるように形成する。この平坦化樹脂膜18
は下地部７の凹凸を吸収してマイクレンズの形状に悪影
響を及ぼさないようにする働きと、光路長を増加させて
マイクロレンズの集光能力を十分に発揮させるために必
要なものである。次に、第５図（ｂ）に示すように、平
坦化樹脂膜18のボンディングパッド部分を写真製版の手
法を用いて開孔する。続いてその上面に第５図（ｃ）に
示すように、熱可塑性を有する透光性材料からなる膜19
をスピン塗布法等により膜厚が２〜３μｍ程度になるよ
うに形成する。さらに第５図（ｄ）に示すように、受光
部２間の遮光膜５上やその他不用な部分の熱可塑性樹脂
膜19をエッチング等の手法を用いて除去し、必要とする
形状にパターニングする。最後に、パターニングされた
熱可塑性樹脂19′を軟化点以上に加熱して、第５図
（ｅ）に示すように半球状に変形させ、マイクロレンズ
を形成する。このようにして形成された固体撮像素子は
遮光部５に当たっていた光を集光できるため有効開口率
が大幅に向上し、これにより固体撮像素子の感度を大き
く向上させることができる。
従来の固体撮像素子の製造方法におけるマイクロレン
ズの形成は以上のように行なわれているので、以下のよ
うな問題点があった。
ズの形成は以上のように行なわれているので、以下のよ
うな問題点があった。
即ち、まずマイクロレンズの材料となる熱可塑性樹脂
膜は可視光に透明な材料を用いなければならないので、
可視光の波長領域に吸収を持つ材料は用いることができ
ない。すなわち感光性を持たないような材料を用いたと
きは、熱可塑性樹脂膜19の上面に他のフォトレジスト等
を用いてパターンを形成し、これをエッチング等の手法
を用いて熱可塑性樹脂膜19に写しとらなければならな
い。この場合、エッチングの終点を検出するときが難し
いので、平坦化樹脂膜18を熱可塑性樹脂膜19に比べてエ
ッチングに対する耐性の高いものを選ぶ必要があるが、
そうすると同時にボンディングパッド部分を開孔するこ
とが難しくなるという問題点があった。
膜は可視光に透明な材料を用いなければならないので、
可視光の波長領域に吸収を持つ材料は用いることができ
ない。すなわち感光性を持たないような材料を用いたと
きは、熱可塑性樹脂膜19の上面に他のフォトレジスト等
を用いてパターンを形成し、これをエッチング等の手法
を用いて熱可塑性樹脂膜19に写しとらなければならな
い。この場合、エッチングの終点を検出するときが難し
いので、平坦化樹脂膜18を熱可塑性樹脂膜19に比べてエ
ッチングに対する耐性の高いものを選ぶ必要があるが、
そうすると同時にボンディングパッド部分を開孔するこ
とが難しくなるという問題点があった。
また、熱可塑性樹脂膜19に可視光で感光するレジスト
を用い、直接露光，現像してパターニングした後吸収が
なくなるまで、光を照射する方法もあるが、吸収を完全
になくすことは不可能であり、しかもボンディングパッ
ド部分を開孔するためにもレジストが必要であることか
ら、熱可塑性樹脂膜を塗布，パターニングするのはボン
ディングパッド部分を開孔した後に行なわなければなら
ない。ところが開孔部分の段差は、６〜７μｍと非常に
大きいため熱可塑性樹脂膜19を塗布すると開孔部から放
射状に塗布むらを生じ、この塗布むらがそのままマイク
ロレンズの形状に反映され、撮像時に感度むらとなって
画面に現れるという問題点もあった。
を用い、直接露光，現像してパターニングした後吸収が
なくなるまで、光を照射する方法もあるが、吸収を完全
になくすことは不可能であり、しかもボンディングパッ
ド部分を開孔するためにもレジストが必要であることか
ら、熱可塑性樹脂膜を塗布，パターニングするのはボン
ディングパッド部分を開孔した後に行なわなければなら
ない。ところが開孔部分の段差は、６〜７μｍと非常に
大きいため熱可塑性樹脂膜19を塗布すると開孔部から放
射状に塗布むらを生じ、この塗布むらがそのままマイク
ロレンズの形状に反映され、撮像時に感度むらとなって
画面に現れるという問題点もあった。
さらに熱可塑性樹脂膜として可視光に吸収を持たない
感光性材料、例えば紫外線や遠紫外線に感光するような
材料を用いて直接露光，現像するという有力な方法があ
るが、微細加工や下地との重ね合わせ精度という点を考
慮するとｉ線やエキシマレーザのステッパーを用いて露
光を行う必要があり、現行の半導体プロセスにおいては
装置導入のコストや量産性などの面からも難しいという
問題点があった。
感光性材料、例えば紫外線や遠紫外線に感光するような
材料を用いて直接露光，現像するという有力な方法があ
るが、微細加工や下地との重ね合わせ精度という点を考
慮するとｉ線やエキシマレーザのステッパーを用いて露
光を行う必要があり、現行の半導体プロセスにおいては
装置導入のコストや量産性などの面からも難しいという
問題点があった。
この発明は上記のよう問題点を解消するためになされ
たもので、特別な工程や工程数を増やすことなく、従来
からよく用いられる装置を用いて高性能のマイクロレン
ズを備えた固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造
方法を得ることを目的としている。
たもので、特別な工程や工程数を増やすことなく、従来
からよく用いられる装置を用いて高性能のマイクロレン
ズを備えた固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造
方法を得ることを目的としている。
この発明に係る固体撮像素子の製造方法は、光電変換
素子に入射する光を集光するためのマイクロレンズを形
成する工程において、上記光電変換素子を形成した下地
部の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性
樹脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外
線又は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は
遠赤外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線
感光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上
記紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層
を形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この
後ウエハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、
上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去
し、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、
上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイ
クロレンズの形状に成形するようにしたものである。
素子に入射する光を集光するためのマイクロレンズを形
成する工程において、上記光電変換素子を形成した下地
部の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性
樹脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外
線又は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は
遠赤外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線
感光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上
記紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層
を形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この
後ウエハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、
上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去
し、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、
上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイ
クロレンズの形状に成形するようにしたものである。
本発明においては、光電変換素子を形成した下地部の
上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性樹脂
層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外線又
は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は遠紫
外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線感光
性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上記紫
外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層を形
成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この後ウ
エハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、上記
紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去し、
さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、上記
紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイクロ
レンズの形状に成形するようにしたから、平坦化樹脂膜
のボンディングパッド部分の開口を熱可塑性樹脂膜の塗
布，パターニング後に行うことにより熱可塑性樹脂膜の
塗布むらを抑えることができるため、感度むらがなく高
い集光能力を持ち、かつ可視光域に吸収のないマイクロ
レンズを備えた固体撮像素子を容易に製造することが可
能となる。
上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透光性樹脂
層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外線又
は遠紫外線感光性層を形成し、さらに該紫外線又は遠紫
外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又は遠紫外線感光
性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を持ちかつ上記紫
外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感光性樹脂層を形
成した後、該感光性樹脂層の不用部を除去し、この後ウ
エハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照射した後、上記
紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用部分を除去し、
さらに上記平坦化透光性材料の不用部分を除去し、上記
紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイクロ
レンズの形状に成形するようにしたから、平坦化樹脂膜
のボンディングパッド部分の開口を熱可塑性樹脂膜の塗
布，パターニング後に行うことにより熱可塑性樹脂膜の
塗布むらを抑えることができるため、感度むらがなく高
い集光能力を持ち、かつ可視光域に吸収のないマイクロ
レンズを備えた固体撮像素子を容易に製造することが可
能となる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による固体撮像素子の製造
方法におけるマイクロレンズの形成フローを示す断面工
程図であり、図において、第５図と同一符号は同一又は
相当部分である。
方法におけるマイクロレンズの形成フローを示す断面工
程図であり、図において、第５図と同一符号は同一又は
相当部分である。
次に本実施例におけるマイクロレンズの形成工程につ
いて説明する。
いて説明する。
受光部２や転送部等を有する固体撮像素子の下地部７
を従来例と同様に作製した後、該下地部７上に、第１図
（ａ）に示すように、透光性を有しかつ熱的に安定な材
料（例えば日本合成ゴム（株）製オプトマーSSシリーズ
などの熱硬化性樹脂や富士薬品（株）製FVRシリーズな
どの光硬化性樹脂）の層８をスピン塗布法などの方法に
より４μｍ〜５μｍ程度の厚さで形成し、それぞれの材
料に適した方法で硬化させる。その上面に第１図（ｂ）
に示すように、ポリメチルイソプロペニルケトン（PMIP
K）等の遠紫外線に感光する性質を有する透明なポジ型
フォトレジスト９（例えば東京応化工業（株）製ODURシ
リーズなど）をスピン塗布法などにより２μｍ程度の厚
さで形成する。さらにその上面に第１図（ｃ）に示すよ
うに、一般的な可視光で感光するノボラック系ポジ型フ
ォトレジスト10（例えば東京応化工業（株）製OFPR−80
0や三菱化成（株）製MCPR−2000Hなど）をスピン塗布法
などにより２μｍ程度の厚さで形成する。このとき、例
えばODURとMCPR−2000Hの組合せを用いたと仮定する
と、ODURに用いてられている溶媒はシクロヘキサノン、
MCPR−2000Hの溶媒はエチルセロソルブアセテートであ
り、ODURのポリマーはエチルセロソルブアセテートには
溶解しないため、MCPR−2000H塗布の際にODURが溶解す
る問題は生じない。次にｇ線ステッパーを用いてポジ型
フォトレジスト10を露光し、約２％のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液で現像して第１図（ｄ）に
示すように、マイクロレンズの元パターン10′を形成す
る。このとき例えばODURの場合、ｇ線に感光することは
なく、またテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶
液に対して安定であるためODURが悪影響を受けることは
ない。
を従来例と同様に作製した後、該下地部７上に、第１図
（ａ）に示すように、透光性を有しかつ熱的に安定な材
料（例えば日本合成ゴム（株）製オプトマーSSシリーズ
などの熱硬化性樹脂や富士薬品（株）製FVRシリーズな
どの光硬化性樹脂）の層８をスピン塗布法などの方法に
より４μｍ〜５μｍ程度の厚さで形成し、それぞれの材
料に適した方法で硬化させる。その上面に第１図（ｂ）
に示すように、ポリメチルイソプロペニルケトン（PMIP
K）等の遠紫外線に感光する性質を有する透明なポジ型
フォトレジスト９（例えば東京応化工業（株）製ODURシ
リーズなど）をスピン塗布法などにより２μｍ程度の厚
さで形成する。さらにその上面に第１図（ｃ）に示すよ
うに、一般的な可視光で感光するノボラック系ポジ型フ
ォトレジスト10（例えば東京応化工業（株）製OFPR−80
0や三菱化成（株）製MCPR−2000Hなど）をスピン塗布法
などにより２μｍ程度の厚さで形成する。このとき、例
えばODURとMCPR−2000Hの組合せを用いたと仮定する
と、ODURに用いてられている溶媒はシクロヘキサノン、
MCPR−2000Hの溶媒はエチルセロソルブアセテートであ
り、ODURのポリマーはエチルセロソルブアセテートには
溶解しないため、MCPR−2000H塗布の際にODURが溶解す
る問題は生じない。次にｇ線ステッパーを用いてポジ型
フォトレジスト10を露光し、約２％のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液で現像して第１図（ｄ）に
示すように、マイクロレンズの元パターン10′を形成す
る。このとき例えばODURの場合、ｇ線に感光することは
なく、またテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶
液に対して安定であるためODURが悪影響を受けることは
ない。
続いて基板の上面から超高圧水銀ランプ，重水素ラン
プ等の光源を用いて遠紫外線を全面照射する。このと
き、パターニングされたポジ型フォトレジスト10′は遠
紫外線を吸収するためフォトマスクと同等の効果を奏
し、レジストパターン10′の形成された下の遠紫外線フ
ォトレジスト９は感光せず、レジストパターン10′が存
在しない部分の遠紫外線フォトレジスト９のみが感光す
る。この後遠紫外線フォトレジスト９を現像すれば、第
１図（ｅ）に示すように、上部にあったポジ型フォトレ
ジスト10′をそのまま写し取ったパターン９′を形成す
ることが可能となる。ここで、例えばODURを用いた場
合、現像液の主成分であるメチルエチルケトンにポジ型
フォトレジスト10′が溶解するため、ポジ型フォトレジ
スト10′の剥離も同時に行うことができる。
プ等の光源を用いて遠紫外線を全面照射する。このと
き、パターニングされたポジ型フォトレジスト10′は遠
紫外線を吸収するためフォトマスクと同等の効果を奏
し、レジストパターン10′の形成された下の遠紫外線フ
ォトレジスト９は感光せず、レジストパターン10′が存
在しない部分の遠紫外線フォトレジスト９のみが感光す
る。この後遠紫外線フォトレジスト９を現像すれば、第
１図（ｅ）に示すように、上部にあったポジ型フォトレ
ジスト10′をそのまま写し取ったパターン９′を形成す
ることが可能となる。ここで、例えばODURを用いた場
合、現像液の主成分であるメチルエチルケトンにポジ型
フォトレジスト10′が溶解するため、ポジ型フォトレジ
スト10′の剥離も同時に行うことができる。
そして平坦化樹脂膜８のボンディングパッド部分を開
孔するために再度ポジ型フォトレジスト11を塗布し、写
真製版の手法を用いて第１図（ｆ）に示すようにパター
ニングし、そしてこのポジ型フォトレジスト11をマスク
として、プラズマエッチングなどの手法を用いて平坦化
樹脂膜８のボンディングパッド部分を第１図（ｇ）に示
すように開孔する。
孔するために再度ポジ型フォトレジスト11を塗布し、写
真製版の手法を用いて第１図（ｆ）に示すようにパター
ニングし、そしてこのポジ型フォトレジスト11をマスク
として、プラズマエッチングなどの手法を用いて平坦化
樹脂膜８のボンディングパッド部分を第１図（ｇ）に示
すように開孔する。
最後に基板を熱可塑性樹脂９の軟化点以上に加熱し
て、パターニングされた熱可塑性樹脂９′を熱フローさ
せて第１図（ｈ）に示すように半球状にし、マイクロレ
ンズを形成する。基板を加熱する温度や時間は用いた熱
可塑性樹脂９の種類や必要とするマイクロレンズの形状
によって異なるが、例えば上で述べたODURの場合、150
℃〜160℃で15分程度加熱すればよい。
て、パターニングされた熱可塑性樹脂９′を熱フローさ
せて第１図（ｈ）に示すように半球状にし、マイクロレ
ンズを形成する。基板を加熱する温度や時間は用いた熱
可塑性樹脂９の種類や必要とするマイクロレンズの形状
によって異なるが、例えば上で述べたODURの場合、150
℃〜160℃で15分程度加熱すればよい。
このように、本実施例では光電変換素子を形成した下
地部７の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透
光性樹脂層８を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示
す遠紫外線感光性層９を形成し、さらに該遠紫外線感光
性樹脂層９の上面にノボラック系ポジ型フォトレジスト
10を形成した後、該レジスト10の不用部を除去し、この
後ウエハ表面全面に遠紫外線を照射して遠紫外線感光性
樹脂層９を感光させ、現像により遠紫外線感光性樹脂層
９不用部分を除去し、さらに上記平坦化透光性樹脂層８
にボンディングパッド用の開孔を設けた後、上記遠紫外
線感光性樹脂層９を熱処理してマイクロレンズの形状に
成形するようにしたから、平坦化樹脂膜８のボンディン
グパッド部分の開孔を熱可塑性樹脂膜９の塗布，パター
ニング後に行うことにより熱可塑性樹脂膜９の塗布むら
を抑えることができるため、感度むらがなく高い集光能
力を持つマイクロレンズを得ることができ、さらにマイ
クロレンズ材料である熱可塑性樹脂素子が遠紫外線感光
性で可視光の波長領域に吸収を持たないので、可視光の
全波長域において良好な分光感度特性を有する高感度な
固体撮像素子を従来からの一般的に用いられている製造
装置において特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うこ
となく得ることで可能となり、同時に歩留まりの向上も
期待できる。
地部７の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な透
光性樹脂層８を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示
す遠紫外線感光性層９を形成し、さらに該遠紫外線感光
性樹脂層９の上面にノボラック系ポジ型フォトレジスト
10を形成した後、該レジスト10の不用部を除去し、この
後ウエハ表面全面に遠紫外線を照射して遠紫外線感光性
樹脂層９を感光させ、現像により遠紫外線感光性樹脂層
９不用部分を除去し、さらに上記平坦化透光性樹脂層８
にボンディングパッド用の開孔を設けた後、上記遠紫外
線感光性樹脂層９を熱処理してマイクロレンズの形状に
成形するようにしたから、平坦化樹脂膜８のボンディン
グパッド部分の開孔を熱可塑性樹脂膜９の塗布，パター
ニング後に行うことにより熱可塑性樹脂膜９の塗布むら
を抑えることができるため、感度むらがなく高い集光能
力を持つマイクロレンズを得ることができ、さらにマイ
クロレンズ材料である熱可塑性樹脂素子が遠紫外線感光
性で可視光の波長領域に吸収を持たないので、可視光の
全波長域において良好な分光感度特性を有する高感度な
固体撮像素子を従来からの一般的に用いられている製造
装置において特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うこ
となく得ることで可能となり、同時に歩留まりの向上も
期待できる。
なお、上記実施例では固体撮像素子が色分解機能をも
つものについては特に述べなかったが、色分解機能をカ
ラーフィルタを用いて実現するものにおいては、平坦化
樹脂膜８の膜厚を薄くしてこの下にカラーフィルタを形
成する、あるいはカラーフィルタ層を平坦化樹脂膜８の
代用とすることもできる。
つものについては特に述べなかったが、色分解機能をカ
ラーフィルタを用いて実現するものにおいては、平坦化
樹脂膜８の膜厚を薄くしてこの下にカラーフィルタを形
成する、あるいはカラーフィルタ層を平坦化樹脂膜８の
代用とすることもできる。
また、上記実施例では、ボンディングパッド部の開孔
を熱可塑性樹脂９′の熱フロー前に行なうものについて
述べたが、ボンディングパッド部の開孔は熱可塑性樹脂
９′を熱フローさせた後でもよい。
を熱可塑性樹脂９′の熱フロー前に行なうものについて
述べたが、ボンディングパッド部の開孔は熱可塑性樹脂
９′を熱フローさせた後でもよい。
また、ポジ型フォトレジスト11について材質を特に述
べなかったが、ポジ型フォトレジスト10と11は使用目的
は異なるが、もちろん同じ物を用いてよい。
べなかったが、ポジ型フォトレジスト10と11は使用目的
は異なるが、もちろん同じ物を用いてよい。
また、遮光膜５の材料としては、アルミニウム，タン
グステンシリサイドなど光透過率の低いものなら何でも
よい。
グステンシリサイドなど光透過率の低いものなら何でも
よい。
さらに、上記実施例では可視光領域に吸収のない熱可
塑性樹脂として遠紫外線感光樹脂を用いたか、所望の波
長域で吸収がなければ熱可塑性の紫外線感光性樹脂等を
用いることもできることはいうまでもない。
塑性樹脂として遠紫外線感光樹脂を用いたか、所望の波
長域で吸収がなければ熱可塑性の紫外線感光性樹脂等を
用いることもできることはいうまでもない。
以上のように本発明によれば、光電変換素子を形成し
た下地部の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な
透光性樹脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示
す紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を形成し、さらに該
紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又
は遠紫外線感光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を
持ちかつ上記紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感
光性樹脂層を形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除
去し、この後ウエハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照
射した後、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用
部分を除去し、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分
を除去し、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処
理してマイクロレンズの形状に成形するようにしたか
ら、平坦化樹脂膜のボンディングパッド部分の開孔を熱
可塑性樹脂膜の塗布，パターニング後に行うことにより
熱可塑性樹脂膜の塗布むらを抑えることができるため、
感度むらがなく高い集光能力を持つマイクロレンズを得
ることができ、さらにマイクロレンズ材料である熱可塑
性樹脂素子が可視光の波長領域に吸収を持たないので、
可視光の全波長域において良好な分光感度特性を有する
高感度な固体撮像素子を従来からの一般的に製造装置に
おいて特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うことなく
得ることが可能となり、同時に歩留まりの向上も期待で
きる効果がある。
た下地部の上面に表面を平坦化するための熱的に安定な
透光性樹脂層を形成し、該樹脂層の上面に熱可塑性を示
す紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を形成し、さらに該
紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の上面に上記紫外線又
は遠紫外線感光性樹脂層よりも長い波長の光に感光性を
持ちかつ上記紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高い感
光性樹脂層を形成した後、該感光性樹脂層の不用部を除
去し、この後ウエハ表面全面に紫外線又は遠紫外線を照
射した後、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用
部分を除去し、さらに上記平坦化透光性材料の不用部分
を除去し、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処
理してマイクロレンズの形状に成形するようにしたか
ら、平坦化樹脂膜のボンディングパッド部分の開孔を熱
可塑性樹脂膜の塗布，パターニング後に行うことにより
熱可塑性樹脂膜の塗布むらを抑えることができるため、
感度むらがなく高い集光能力を持つマイクロレンズを得
ることができ、さらにマイクロレンズ材料である熱可塑
性樹脂素子が可視光の波長領域に吸収を持たないので、
可視光の全波長域において良好な分光感度特性を有する
高感度な固体撮像素子を従来からの一般的に製造装置に
おいて特殊な工程や大幅な工程数の増加を伴うことなく
得ることが可能となり、同時に歩留まりの向上も期待で
きる効果がある。
第１図は本発明の一実施例による固体撮像素子の製造方
法におけるマイクロレンズの作製フローを示す断面工程
図、第２図は固体撮像素子の単位画素内の配置の一例を
示す上面模式図、第３図はマイクロレンズを設けた固体
撮像素子の一例を示す上面模式図、第４図はマイクロレ
ンズを設けた固体撮像素子の他の例を示す上面模式図、
第５図は従来の固体撮像素子の製造方法におけるマイク
ロレンズの作製フローを示す断面工程図である。 図において、１は半導体基板、２は光電変換部、３はポ
リシリコンゲート、４は絶縁層、５は遮光膜、６はボン
ディングパッド、７は固体撮像素子の下地部、８は平坦
化樹脂層、９は遠紫外線感光性を有する熱可塑性樹脂
層、10,11はポジ型フォトレジストである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
法におけるマイクロレンズの作製フローを示す断面工程
図、第２図は固体撮像素子の単位画素内の配置の一例を
示す上面模式図、第３図はマイクロレンズを設けた固体
撮像素子の一例を示す上面模式図、第４図はマイクロレ
ンズを設けた固体撮像素子の他の例を示す上面模式図、
第５図は従来の固体撮像素子の製造方法におけるマイク
ロレンズの作製フローを示す断面工程図である。 図において、１は半導体基板、２は光電変換部、３はポ
リシリコンゲート、４は絶縁層、５は遮光膜、６はボン
ディングパッド、７は固体撮像素子の下地部、８は平坦
化樹脂層、９は遠紫外線感光性を有する熱可塑性樹脂
層、10,11はポジ型フォトレジストである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板に光電変換素子と、この光電変
換素子に入射する光を集光するためマイクロレンズを設
けた固体撮像素子の製造方法において、 上記光電変換素子の上面に表面を平坦化するための熱的
に安定な透光性樹脂層を形成する工程と、 上記透光性樹脂層の上面に熱可塑性を示す紫外線又は遠
紫外線感光性樹脂層を形成する工程と、 上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の上面に上記紫外
線又は遠紫外線感光性樹脂層よりも長い波長の光に感光
性を持ちかつ上記紫外線又は遠紫外線に対する吸収も高
い感光性樹脂層を形成した後、該感光性樹脂層の不用部
分を除去してパターンを形成する工程と、 さらにその上面より紫外線又は遠紫外線を基板全面に照
射した後、上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層の不用
部分を除去する工程と、 上記平坦化透光性材料の不用部分を除去する工程と、 上記紫外線又は遠紫外線感光性樹脂層を熱処理してマイ
クロレンズの形状に成形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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339355A JPH0812904B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の製造方法 |
| US07/788,378 US5286605A (en) | 1990-11-30 | 1991-11-06 | Method for producing solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339355A JPH0812904B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206966A JPH04206966A (ja) | 1992-07-28 |
| JPH0812904B2 true JPH0812904B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=18326680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339355A Expired - Lifetime JPH0812904B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5286605A (ja) |
| JP (1) | JPH0812904B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5767559A (en) * | 1991-05-24 | 1998-06-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Thin film type photoelectric conversion device |
| US5605783A (en) * | 1995-01-06 | 1997-02-25 | Eastman Kodak Company | Pattern transfer techniques for fabrication of lenslet arrays for solid state imagers |
| DE69625411T2 (de) * | 1995-07-11 | 2003-10-30 | Interuniversitair Micro-Electronica Centrum Vzw, Leuven-Heverlee | Herstellungsverfahren für mehrschichtige Mikrolinsen und deren Verwendung |
| JP3308778B2 (ja) * | 1995-09-29 | 2002-07-29 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置の製造方法 |
| GB9618717D0 (en) * | 1996-09-07 | 1996-10-16 | Philips Electronics Nv | Image sensor |
| JP3931936B2 (ja) * | 1998-05-11 | 2007-06-20 | セイコーエプソン株式会社 | マイクロレンズアレイ基板及びその製造方法並びに表示装置 |
| US6577342B1 (en) * | 1998-09-25 | 2003-06-10 | Intel Corporation | Image sensor with microlens material structure |
| JP2001147515A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-05-29 | Ricoh Co Ltd | フォトマスク設計方法、フォトマスク設計装置、コンピュータ読取可能な記憶媒体、フォトマスク、フォトレジスト、感光性樹脂、基板、マイクロレンズ及び光学素子 |
| FR2812450B1 (fr) * | 2000-07-26 | 2003-01-10 | France Telecom | Resine, bi-couche de resine pour photolithographie dans l'extreme ultraviolet (euv) et procede de photolithogravure en extreme ultraviolet (euv) |
| JP2003112321A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-15 | Sony Corp | 加工用マスター基材及び同マスター基材の製造方法 |
| KR100462757B1 (ko) * | 2002-03-14 | 2004-12-20 | 동부전자 주식회사 | 이미지 센서용 반도체 소자 제조 방법 |
| JP4383959B2 (ja) | 2003-05-28 | 2009-12-16 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置およびその製造方法 |
| CN101290942B (zh) * | 2003-05-28 | 2013-03-27 | 佳能株式会社 | 光电转换器件 |
| KR20060059873A (ko) * | 2003-08-22 | 2006-06-02 | 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 | 고체 촬상 장치 및 상기 고체 촬상 장치를 구비한 촬상장치 및 고체 촬상 장치의 마이크로렌즈 어레이 제조 방법 |
| TWI222178B (en) * | 2003-11-12 | 2004-10-11 | United Microelectronics Corp | Manufacturing method of image sensor device |
| CN100490163C (zh) * | 2003-11-21 | 2009-05-20 | 联华电子股份有限公司 | 图像传感器元件的制造方法 |
| US20070148807A1 (en) | 2005-08-22 | 2007-06-28 | Salman Akram | Microelectronic imagers with integrated optical devices and methods for manufacturing such microelectronic imagers |
| KR100672698B1 (ko) * | 2004-12-24 | 2007-01-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
| KR100720509B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2007-05-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
| US7728283B2 (en) * | 2007-03-05 | 2010-06-01 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Illuminance detecting apparatus comprising a light shielding element containing openings for each detector element |
| JP5422914B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2014-02-19 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4732841A (en) * | 1986-03-24 | 1988-03-22 | Fairchild Semiconductor Corporation | Tri-level resist process for fine resolution photolithography |
| US4694185A (en) * | 1986-04-18 | 1987-09-15 | Eastman Kodak Company | Light sensing devices with lenticular pixels |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339355A patent/JPH0812904B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-06 US US07/788,378 patent/US5286605A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04206966A (ja) | 1992-07-28 |
| US5286605A (en) | 1994-02-15 |
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