JPH09139484A

JPH09139484A - 固体撮像素子の製造方法

Info

Publication number: JPH09139484A
Application number: JP7321004A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Otsuka; 洋一大塚
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】基板１表面上に有機材料からなる色フィ
ルタ固定層５を介して色フィルタ層６が形成され、該層
上に有機材料からなるレンズ固定層７を介してマイクロ
レンズ８が形成された固体撮像素子の製造方法におい
て、レンズ固定層５の選択的エッチングにより生じたレ
ンズ材層８ａの膜厚差によってマイクロレンズ８の厚
さ、大きさ、形状が不均一になり集光特性に差が生じて
撮像時のフィールド内の明暗差が生じることを防止す
る。【解決手段】レンズ固定層７の不要部分の選択的エッ
チングを、レンズ固定層７上にレンズ材層８ａを形成し
更に該層を加工してマイクロレンズ８を形成した後に行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の製
造方法、特に画素を成す受光素子が表面部に形成された
半導体基板表面上に有機材料からなる色フィルタ固定層
を介して色フィルタ層が形成され、該色フィルタ層上に
有機材料からなるレンズ固定層を介してマイクロレンズ
が形成された固体撮像素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６はカラー固体撮像素子の一つを示す
断面図である。同図において、１は半導体基板、２は該
基板１の表面部に形成された画素を成す受光素子、３は
スクライブライン、４は半導体基板１表面上にに形成さ
れたボンディングパッド、５は色フィルタ固定層で、ア
クリル系の樹脂からなる。尚、基板１表面と該色フィル
タ固定層５との間にはゲート絶縁膜、転送電極、層間
膜、アルミニウムからなる遮光膜等があるが、便宜上こ
れらの図示説明は省略する。

【０００３】６は該色フィルタ固定層５上に形成された
色フィルタ層、７は色フィルタ固定層５が形成された面
上に該色フィルタ固定層５を覆うように形成されたレン
ズ材層で、例えばアクリル系の樹脂からなる。８は該レ
ンズ固定層７上に形成されたマイクロレンズで、フォト
レジストからなる。尚、９はレンズ固定層７の表面に形
成された溝で、これは各隣接マイクロレンズ８・８間を
分離し、マイクロレンズ８・８同士がくっつくのを防止
するもので、従前は形成されていなかったが、最近、形
成する技術が開発された。尚、マイクロレンズ８が形成
される各領域を凹部にすることによってマイクロレンズ
８・８同士がくっつくことを防止するようにしても良
い。

【０００４】図７（Ａ）乃至（Ｄ）は図６に示す固体撮
像素子の製造方法の従来例の概略を工程順に示す断面図
である。（Ａ）基板１上に色フィルタ固定層５を形成後、該色フ
ィルタ固定層５上に色フィルタ層６を形成し、その後、
更にその表面上にレンズ固定層７を形成する。図７
（Ａ）はレンズ固定層７形成後の状態を示す。（Ｂ）次に、上記レンズ固定層７の不要部分、具体的に
はボンディングパッド４及びスクライブライン３上の部
分を選択的にエッチングする。その後、レンズ材層８ａ
をレンズ固定層７上にそのエッチング部分上をも含め形
成する。図７（Ｂ）はレンズ材層８ａ形成後の状態を示
す。

【０００５】（Ｃ）次に、上記レンズ材層８ａをフォト
リソグラフィ技術によりパターニングすることによって
図７（Ｃ）に示すように、各受光素子２に対応する部分
毎に分離してマイクロレンズ８、８、・・・とする。但
し、該マイクロレンズ８、８、・・・は現段階ではリフ
ロー処理の前なのでマイクロレンズ素子として好ましい
形状を有していない。（Ｄ）次に、上記互いに分離されたマイクロレンズ８、
８、・・・に対して熱処理（リフロー）を施して凸球面
形状を有するように整形する。これによって、各マイク
ロレンズ８、８、・・・は集光機能を発揮し得るように
なる。

【０００６】その後、上記マイクロレンズ８、８、・・
・、レンズ固定層７及び色フィルタ固定層５をエッチバ
ックする。このエッチバックによりボンディングパッド
４及びスクライブライン３が開口する。以上に述べたよ
うに、図７に示した従来の固体撮像素子の製造方法にお
いては、レンズ固定層７の不要部分の選択的エッチング
による除去を、マイクロレンズ８、８、・・・となるレ
ンズ固定層８ａ形成前に行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示し
た従来の固体撮像素子の製造方法においては、レンズ固
定層７の不要部分の選択的エッチングによる除去を、マ
イクロレンズ８、８、・・・となるレンズ固定層８ａの
形成前に行っていたので、レンズ固定層８ａは選択的エ
ッチングにより段差、凹部のある色フィルタ固定層７上
に形成されることになり、その結果、マイクロレンズ
８、８、・・・の厚さ、形状にバラツキが生じるという
問題があった。

【０００８】即ち、レンズ固定層８ａは下地に凹凸があ
ると、膜厚は均一になりにくい。具体的には、ボンディ
ングパッド４やスクライブライン３による凹部のある部
分に近いところにおける膜厚は薄くなり、それから離れ
るに伴って厚くなり、ある程度以上離れると膜厚は余り
変化しないという傾向がある。そして、レンズ固定層８
ａの膜厚がそのように不均一になると、それの選択的エ
ッチング、リフローにより形成されるマイクロレンズ
８、８、・・・の厚さ、大きさ、形状も不均一になる。
そして、マイクロレンズ８、８、・・・の厚さ、大き
さ、形状はその集光特性に影響を及ぼすので、レンズ固
定層８ａの膜厚の不均一はマイクロレンズ８、８、・・
・の集光特性の不均一をもたらし、延いては、撮像時の
フィールド内の被写体によらない明暗差を生じる原因に
なる。

【０００９】また、従来の固体撮像素子の製造方法に
は、レンズ固定層７の不要部分の選択的エッチングによ
る除去にエッチングマスクとして用いポジ型フォトレジ
スト（一般的なクレゾールノボラック樹脂と感光剤から
成る）膜をその選択的エッチング終了後に除去するとき
の除去が困難で、完全な除去ができず残渣が残るため不
良になることが少なくなく、そのため、歩留りが悪いと
いう問題もあった。そこで、本願発明者がその原因を追
求をしたところ、そのポジ型フォトレジスト膜をマスク
としてレンズ固定層７をエッチングする際にエッチング
ガス中に或いはエッチング装置内部のフッ素がフォトレ
ジスト膜に作用してエッチング終了後における有機溶剤
によるそのフォトレジスト膜の剥離を困難にすることが
判明した。

【００１０】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、画素を成す受光素子が表面部に形成
された半導体基板表面上に有機材料からなる色フィルタ
固定層を介して色フィルタ層が形成され、該色フィルタ
層上に有機材料からなるレンズ固定層を介してマイクロ
レンズが形成された固体撮像素子の製造方法において、
レンズ固定層の不要部分を除去する選択的エッチングに
より生じるレンズ材層の膜厚差によってマイクロレンズ
の厚さ、大きさ、形状が不均一になり集光特性に差が生
じて撮像時のフィールド内の明暗差が生じることを防止
することを一つの目的とし、更には、レンズ固定層の不
要部分を除去する選択的エッチングに際してマスクとし
て用いたフォトレジスト膜の該選択的エッチング後にお
ける除去の困難性をなくして残渣を少なくし、以て残渣
による固体撮像素子の歩留り低下を防止することを他の
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の固体撮像素子
の製造方法は、レンズ固定層の不要部分の選択的エッチ
ングによる除去を、レンズ固定層上にレンズ材層を形成
し更に該レンズ材層を加工してマイクロレンズを形成し
た後に行うことを特徴とする。従って、請求項１の固体
撮像素子の製造方法によれば、レンズ材層は略平坦な色
フィルタ固定層上に形成されるので膜厚の不均一を伴う
ことなく形成することができ、そのレンズ材層を加工し
てマイクロレンズを形成するので、厚さ、大きさ、形状
の均一なマイクロレンズを形成することが可能になる。

【００１２】請求項２の固体撮像素子の製造方法は、請
求項１記載の固体撮像素子の製造方法において、レンズ
固定層の不要部分の選択的エッチングを、フォトレジス
トをマスクとし、且つエッチングガスとしてフッ素を含
まないものを用いると共に、エッチング装置として少な
くとも内面側にフッ素を含まないものを用いて為すこと
を特徴とする。従って、請求項２の固体撮像素子の製造
方法によれば、色フィルタ固定層及びレンズ固定層の不
要部分の選択的エッチングに際しエッチングマスクとし
て用いたフォトレジストにはフッ素が作用せず、有機溶
剤による剥離性が低下しない。依って、選択的エッチン
グ終了後におけるフォトレジスト膜を残渣を生じること
なく除去することができ、延いてはその残渣による歩留
り低下を防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示実施の形態に
従って詳細に説明する。図１（Ａ）乃至（Ｅ）及び第２
図（Ｆ）乃至（Ｈ）は本発明の一つの実施の形態の概略
を工程［（Ａ）〜（Ｈ）］順に示す断面図である。（Ａ）基板１上の色フィルタ固定層（厚さ例えば１．０
μｍ）５上に色フィルタ層６を形成した後レンズ固定層
（厚さ例えば１．３μｍ）７を形成し、該レンズ固定層
７の表面に後で詳述する方法により溝（厚さ例えば０．
０５乃至０．３μｍ）９を形成する。図１（Ａ）は溝９
形成後の状態を示す。

【００１４】尚、上記色フィルタ固定層５及びレンズ固
定層７は本実施の形態においては可視光に対する透明性
の高いアクリル系熱硬化性樹脂からなり、具体的には、
例えば、オプトマーＳＳ２２１１Ｓ（商品名日本合成
ゴム株式会社製）を用い、これを公知のスピンコーティ
ング法により塗布し、その後、ホットプレート等により
約２００℃で約３００秒間加熱（ベーク）するという方
法で形成される。色フィルタ固定層５の厚さは例えば
１．０μｍ、レンズ固定層７の厚さは例えば１．３μｍ
というように設定されているが、これは固体撮像素子の
構造（セルサイズ、各層の厚さ）等により異なる。ちな
みに、この樹脂は、後で不要部分のエッチングの際にエ
ッチングマスクとして用いられるポジ型フォトレジスト
膜と比較してエッチング速度が約２倍と速いという性質
を有するので、エッチングマスクとして形成するポジ型
フォトレジスト膜の膜厚を余り厚くしないでも済むとい
う利点がある。尚、詳細は後で説明する。

【００１５】（Ｂ）次に、図１（Ｂ）に示すように、上
記色フィルタ固定層７上にレンズ材層（厚さ例えば１．
５μｍ）８ａを形成する。該レンズ材層８ａの材料とし
ては、可視光領域での透明性が高く、レンズ形成後の耐
熱性、耐光性に優れ、且つパターニング時の解像度が高
いフォトレジストが望ましい。そこで、本実施の形態に
おいては、例えばＴＭＲ−Ｐ３（商品名東京応化工業
株式会社製）等を用いている。レンズ材層８ａの形成
は、公知のスピンコーティング法でそのフォトレジスト
を塗布し、その後、ホットプレート法等によりこれを例
えば約１１０℃で９０秒間予備加熱（プリベーク）する
という方法で為される。尚、レンズ材層８ａの厚さは本
実施の形態では１．５μｍであるが、固体撮像素子の構
造（セルサイズ、色フィルタ固定層の厚さ、色フィルタ
層の厚さ等）により最適値は自ずと異なってくる。

【００１６】このようなレンズ材層８ａは、ボンディン
グパッド３上、スクライブライン３上の不要部分の選択
的エッチングを終えておらず、従って、表面が略平坦な
色フィルタ固定層７上に形成されるので、膜厚を均一に
することが容易に為し得る。尚、色フィルタ固定層７は
厳密には溝９が形成されているので、完全な平坦とはい
えないが、しかし、その深さは例えば０．０５乃至０．
３μｍ程度と極めて浅く、レンズ材層８ａの表面の平坦
性に影響を及ぼす程の値ではないので、略平坦といえる
し、レンズ材層８ａの膜厚の均一性が溝９によって囲ま
れたところのマイクロレンズを形成すべき各領域におい
ては全く損なわれていないので、溝９の形成されている
ことが本発明の目的達成の阻害要因になることは全くな
い。

【００１７】（Ｃ）次に、図１（Ｃ）に示すように、レ
ンズ材層８ａを選択的にエッチングすることにより各マ
イクロレンズを形成すべき部分以外においてレンズ材層
を除去することにより、互いに分離されてマイクロレン
ズ８、８、・・・となる部分のみを残存させる。各マイ
クロレンズ８、８、・・・は各受光素子２、２、・・・
上に存在し、集光特性を発揮すべきものではあるが、現
段階では集光に適した形状を有していない。尚、この選
択的エッチングは、縮小露光装置を用いてレンズ材層８
ａをパターン露光し、次に公知の方法で現像処理を施
し、更に、約１１０℃で約１２０秒間例えばホットプレ
ートを用いて加熱（ポストベーク）し、その後、紫外線
照射による脱色（ブリーチング）露光することにより行
う。

【００１８】また、脱色露光はレンズ材層８、８、・・
・に可視光領域における透明性を付与するために行うも
のであり、レンズ材中に存在する紫外線感光剤を紫外線
照射により分解することにより透明性を高めるものであ
る。この脱色露光は具体的には、例えばＮＳＲ−１５０
５Ｇ４Ｄ（商品名株式会社ニコン製）の露光装置を用
い、露光光線の波長が４３６ｎｍ（ｇ線）、露光量８０
０ｍｊ／ｃｍ² の条件で行う。（Ｄ）次に、レンズ材層８、８、・・・を、それに対し
て熱処理を施すことによりリフローさせて図１（Ｄ）に
示すように凸球面上に成形し、集光機能を充分に発揮す
るような形状に整形する。この熱処理は例えば温度約１
５０℃で、３００秒間ホットプレート等を用いて加熱す
ることにより行う。このような加熱処理により各マイク
レンズ８を、集光機能を有し対応する受光素子２の感度
を有効に高める形状にすることができる。

【００１９】（Ｅ）次に、図１（Ｅ）に示すように、レ
ンズ固定層７選択的エッチング用のポジ型フォトレジス
ト膜（厚さ例えば２．５μｍ）１０を形成する。この形
成は、材料として例えばＰＦＲ−３６５０（商品名日
本合成ゴム株式会社製）を用い、公知のスピンコーティ
ングにより塗布し、その後、例えばホットプレートを用
いる等して約１００℃で９０秒間加熱（ベーク）するこ
とにより行う。（Ｆ）次に、図２（Ｆ）に示すように、フォトレジスト
膜１０に対してパターニングすることにより不要部分を
除去する。具体的には、ボンディングパッド４及びスク
ライブライン３上の部分を除去する。パターニングは、
先ず縮小露光装置によってパターン露光を行い、その
後、現像処理を施し更にポストベークすることにより行
う。

【００２０】その現像は、例えば、現像液としてＭＮＤ
−３／６０秒パドル現像（東京応化株式会社製）を用い
て行う。また、その後のポストベークは例えばホットプ
レートを用いて約１１０℃の温度で約１２０秒間加熱す
ることにより行う。（Ｇ）次に、図２（Ｇ）に示すように上記フォトレジス
ト膜１０をマスクとして上記レンズ固定層７をエッチン
グする。

【００２１】このエッチングはフッ素成分がフォトレジ
スト膜１０に作用しないような条件下で行うことが好ま
しい。というのは、従来、２層レジスト法等による下地
有機膜のエッチングの際に加工精度向上のために、酸素
中に四フッ化炭素（フッ化化合物）等のガスを添加して
エッチングの異方性を得るようにしていたが、しかし、
そのフッ素成分はフォトレジスト膜１０をマスクとする
エッチング終了後におけるそのフォトレジスト膜１０の
剥離性を低下させるという欠点があった。また、エッチ
ング装置の内面にフッ素成分がある場合も、フォトレジ
スト膜１０にフッ素成分が付着して同様の結果を招い
た。これは当然に、固体撮像素子の歩留り低下を招くの
で、好ましくない。そこで、フッ素成分がフォトレジス
ト膜１０に付着しないような条件下で行うのが好ましい
のである。

【００２２】本実施の形態では、このレンズ固定層７の
エッチングは具体的には次の条件下で行う。先ず、エッ
チング装置としては、平行平板バッチ式ＲＩＥ装置であ
って、その平行平板電極の電極間隔が例えば１０ｎｍに
設定され、電極カバー材としてポリアリレートを用い、
反応室内にフッ素成分のないものを用いる。勿論、テフ
ロン加工したものは用いない。そして、エッチングガス
として酸素ガスＯ₂ （供給量１００ｃｃ／ｍｉｎ）を用
い、エッチング圧力が２５Ｐａ、エッチングパワーが４
００Ｗという条件下でエッチングする。ちなみに、ポジ
型フォトレジストのエッチング速度は１２０ｎｍ／ｍｉ
ｎ、レンズ固定層を成すアクリル系熱効果材のエッチン
グ速度は２５０ｎｍ／ｍｉｎであり、選択比（レンズ固
定層を成すアクリル系熱効果材のエッチング速度／ポジ
型フォトレジストのエッチング速度）は２．０８であ
る。

【００２３】（Ｈ）その後、選択的エッチング後のフォ
トレジスト膜１０を剥離する。この剥離は、有機溶剤を
用いて行う。具体的には、公知のスピンコータに剥離用
のノズルを用意し、溶剤の吐出により溶解除去すること
によって行っても良いし、有機溶剤中にウェハを浸漬す
ることによって行っても良い。有機溶剤としては、ＥＣ
Ａ（エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト）、ＥＬ（乳酸エチル）、ＥＥＰ（エチル３−エトキ
シプロピオネート）、ＥＰ（エチルピルベート）、ＭＭ
Ｐ（メチル−３−メトキシプロピオネート）、ＭＡＫ
（２−ヘプタノン）、ＰＥＧＭＥＡ（プロピレリングリ
コールモノメチルエーテルアセテート）等の単一溶剤又
は混合溶剤を例えば常温で用いる。

【００２４】その後、レンズ固定層７及び色フィルタ固
定層５のエッチバックにより色フィルタ固定層５のボン
ディングパッド４上の部分及びスクライブライン３上の
部分を除去する。すると、図６に示した固体撮像素子が
出来上がるのである。このような固体撮像素子の製造方
法によれば、レンズ固定層７のボンディングパッド４及
びスクライブライン３上の部分を選択的エッチングによ
り除去する前にレンズ材層８ａの形成、マイクロレンズ
８、８、・・・の形成を行うので、下地の段差の影響を
受けないようにしつつマイクロレンズ８、８、・・・を
形成することができ、マイクロレンズ８、８、・・・の
厚さ、大きさ、形状の均一性を高め、延いてはその集光
特性の均一性を高め、フィールド内の明暗差をなくすこ
とができる。

【００２５】また、レンズ固定層７にアクリル系樹脂を
用い、ポジ型フォトレジストをエッチングマスクとして
用いてレンズ固定層７の不要部分、即ち、ボンディング
パッド４上及びスクライブライン３上の部分を選択的エ
ッチングにより除去するので、前述のようにそのレジス
トとレンズ固定層とのエッチング選択比が２．０８にも
なるからレジスト厚さを徒に厚くする必要がない、とい
う利点がある。尚、該ポジ型フォトレジスト膜１０の必
要膜厚Ｔｐは、色フィルタ固定層５の膜厚Ｔｆ、レンズ
固定層７の膜厚Ｔｌ、色フィルタ固定層とのエッチング
選択比Ｅｒから次式によって表すことができる。Ｔｐ（μｍ）＝[ （Ｔｆ（μｍ）−Ｔｌ（μｍ））×
１．３／Ｅｒ]＋１．５（μｍ）

【００２６】尚、該式中の１．３は３０％のオーバーエ
ッチングを見込んだ膜厚設定をしたことの反映であり、
例えば、４０％のオーバーエッチングを見込む場合には
その値は１．４になる。また、＋１．５[ μｍ] はエッ
チング後にレンズのトップにポジ型フォトレジスト膜１
０が残るように膜厚設定する為であり、レンズ膜厚が
１．５μｍであることが反映しているのである。ちなみ
に、色フィルタ固定層５、レンズ固定層７としてポリス
チレン系の樹脂を用いた場合には上記エッチング選択比
が１にしかならず、ポジ型フォトレジスト膜１０の最適
膜厚は４．４９μｍも必要となる。このようにフォトレ
ジスト膜１０の膜厚を厚くすることは実は窒素ガスの発
生量の増大を招くので好ましくないのである。

【００２７】即ち、ポジ型フォトレジストは紫外線によ
る露光をした場合、感光剤の分解により窒素ガスが発生
し、レジスト膜が厚くなるとその窒素ガスの発生量が多
くなり、場合によっては発泡現象を惹起する。これはパ
ターン欠陥の原因となる。また、露光時間が長いほど紫
外線の累積（積算）照射量も多くなるが、レジスト膜の
厚さを厚くするほど露光時間を長くしなければならなく
なる。従って、レジスト膜を厚くすることは好ましくな
いが、本実施の形態のように材料を選べば、エッチング
選択比を２．０８というように高くできるのでレジスト
膜をさほど厚くする必要がなく、延いては、窒素ガスの
発生による弊害を少なくできるのである。

【００２８】そして、フォトレジスト膜１０をマスクと
するレンズ固定層７のエッチングに際し、フッ素成分が
レジスト膜１０に触れないようにするので、上述したよ
うに、選択エッチング後における有機溶剤による剥離の
困難性を軽減でき、延いては残渣による歩留り低下を軽
減できる。

【００２９】ところで、以下に溝９の形成などに関して
やや詳細に説明する。図３はマイクロレンズ形成部の平
面図であり、８はマイクロレンズ、９は溝である。該マ
イクロレンズ８の形成は図４（Ａ）乃至（Ｃ）又は
（Ａ′）乃至（Ｃ′）に示すように行う。（Ａ）乃至
（Ｃ）と（Ａ′）乃至（Ｃ′）との違いは、マイクロレ
ンズ８を形成する部分を凸部とするか凹部とするかの違
いに過ぎない。そこで、（Ａ）乃至（Ｃ）についてのみ
説明をする。

【００３０】（Ａ）レンズ固定層７の形成後該レンズ固
定層７上にポジ型フォトレジスト膜（厚さ例えば１．２
μｍ）１５を形成する。具体的には、クレゾールノボラ
ック樹脂と感光剤、溶剤からなる材料、例えばＴＨＭＲ
−１７００（商品名東京応化工業株式会社製）等を用
いる。そして、該材料をスピンコーティングすることに
より塗布し、その後、ホットプレート等により約９０℃
で約１００秒間加熱することにより予備加熱（プリベー
ク）する。

【００３１】その後、パターン露光（縮小投影露光）、
ポスト露光ベーク（ホットプレートを用いての例えば１
２０℃の温度での１００秒間の加熱）、現像（現像液：
ＭＮＤ−３／６０秒バドル現像, 東京応化工業株式会社
製）、ポストベーク（１１０℃で１２０秒間加熱）とい
うプロセスを経て形成が行われる。（Ｂ）次に、上記フォトレジスト膜１５をマスクとして
レンズ固定層７を０．０５〜０．３０μｍの深さエッチ
ングすると良いようであり、本実施の形態では約０．１
０μｍ程度の深さにした。

【００３２】そのエッチングは装置として、枚葉式マイ
クロ波アッシング装置を用い、パワーが５００Ｗ、エッ
チングガス（酸素Ｏ₂ ）流量が２００ＳＣＣＭ、ステー
ジ温度が１２０℃、圧力が１３５Ｐａ、エッチング時間
が１３秒（エッチングレート：０．５μｍ／ｍｉｎ）の
エッチング条件でエッチングを行う。

【００３３】このようにエッチングすると、ＤｅｅｐＵ
Ｖ露光装置のような新たな設備投資を行わなくても溝幅
を非常に狭くすることができた。ちなみに、図４
（Ｂ′）のｂ部を拡大した図における幅Ｗ３が従来０．
５μｍ以下にできなかったにも拘らず、本技術導入によ
り等方性エッチングにより色フィルタ固定層７を形成し
て形成した凸部の幅Ｗ４を０．３μｍにまで狭くするこ
とができた。尚、ポジ型フォトレジストのエッチングレ
ートはレンズ固定層のそれの約５分の１であり、エッチ
ング選択比は極めて高い。

【００３４】（Ｃ）次に、不要になったポジ型フォトレ
ジスト膜１５を図４（Ａ）に示すように除去する。この
除去は、前述のポジ型レジスト膜１０の除去と全く同じ
方法で行うことができる。これにより、マイクロレンズ
間のショート不良を伴うことなくマイクロレンズを高集
積密度を以て形成することができるが、しかし、かかる
技術については特開平６−１３２５０５号公報により紹
介が為されている。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の固体撮像素子の製造方法によ
れば、レンズ材層は略平坦な色フィルタ固定層上に形成
されるので膜厚の不均一を伴うことなく形成することが
でき、そのレンズ材層を加工してマイクロレンズを形成
するので、厚さ、大きさ、形状の均一なマイクロレンズ
を形成することが可能になる。

【００３６】そこで、具体的に効果の一例を述べると、
従来の固体撮像素子の製造方法による場合の感度を１と
したとき、上記実施の形態の場合が１．１８と、先ず感
度自身を向上させることができた。そして、感度ムラレ
ベルに関しては従来４．８％もあったのを、本実施の形
態においては１．２％に顕著に低減できた。また、線幅
については、従来、平均値／ｘ（便宜上／をもってｘの
上に書くバーに代える。）が０．７５１μｍ, ３σ（標
準σの３倍）が０．０６２μｍであったのを、本実施の
形態によれば、平均値／ｘを０．５１１μｍ, ３σを
０．０１４μｍにすることができた。

【００３７】ここで、従来の固体撮像素子の製造方法と
いうのは、使用材料は本実施の形態の場合と同じで、ボ
ンディングパッド及びスクライブラインにおける色フィ
ルタ固定層の選択的エッチングはレンズ固定層の形成前
に行い、そして、レンズ固定層表面の溝９は形成してい
ない。それに対して本実施の形態の場合は図１、図２に
示した場合である。

【００３８】そして、線幅の評価は図５に示した固体撮
像素子概略平面図の受光センサービット＃１から＃７６
８までのマイクロレンズのギャップ幅Ｗ１（図３参照）
をデバイスＨ（水平方向）に８ビット毎にサンプリング
して得た９６ポイントの測定（但し＃１〜＃８の間のみ
７ビット空けた）の結果から求めた。従って、デバイス
感度に関しては約１８％向上しているといえ、また、感
度ムラレベルは従来の４分の１に低減できたし、マイク
ロレンズ間の間隔の低減及びバラツキの低減を図ること
ができたのである。

【００３９】請求項２の固体撮像素子の製造方法によれ
ば、レンズ固定層の不要部分の選択的エッチングに際し
エッチングマスクとして用いたフォトレジストはフッ素
が作用せず、有機溶剤による剥離性が低下しない。依っ
て、選択的エッチング終了後におけるフォトレジスト膜
を残渣を生じることなく除去することができ、延いては
その残渣による歩留り低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明固体撮像素子の製造
方法の第１の実施の形態の工程（Ａ）乃至（Ｅ）を順に
示す断面図である。

【図２】（Ｆ）乃至（Ｈ）は上記実施の形態の工程
（Ｆ）乃至（Ｈ）を順に示す断面図である。

【図３】上記実施の形態におけるマイクロレンズ形成部
の平面図である。

【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）及び（Ａ′）乃至（Ｃ′）は
上記実施の形態におけるマイクロレンズ間分離に関する
各別の技術を工程順に示す断面図である。

【図５】線幅評価について説明をするための固体撮像素
子の平面図である。

【図６】固体撮像素子の一例を示す断面図である。

【図７】（Ａ）乃至（Ｄ）は固体撮像素子の製造方法の
従来例を工程順に示す断面図である。

【符号の説明】

５色フィルタ固定層６色フィルタ層７レンズ固定層８ａレンズ材層８マイクロレンズ１０不要部分エッチング用マスクであるポジ型フォト
レジスト膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素を成す受光素子が表面部に形成され
た半導体基板表面上に有機材料からなる色フィルタ固定
層を介して色フィルタ層が形成され、該色フィルタ層上
に有機材料からなるレンズ固定層を介してマイクロレン
ズが形成された固体撮像素子の製造方法において、上記レンズ固定層の不要部分の選択的エッチングを、レ
ンズ固定層上にレンズ材層を形成し更に該レンズ材層を
加工してマイクロレンズを形成した後に行うことを特徴
とする固体撮像素子の製造方法
【請求項２】レンズ固定層の不要部分の選択的エッチ
ングを、フォトレジストをマスクとし、且つエッチング
ガスとしてフッ素を含まないものを用いると共に、エッ
チング装置として少なくとも内面側にフッ素を含まない
ものを用いて為すことを特徴とする請求項１記載の固体
撮像素子の製造方法