(57)【要約】【課題】固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置においてレジストパターンの除去によるマイクロレンズへのダメージを軽減する。【解決手段】平坦化膜やマイクロレンズの上にフォトレジストを膜状に塗布する（ｓｔ１）。フォトマスクを介してフォトレジストを露光する（ｓｔ２）。現像処理によりレジストパターンが形成される（ｓｔ３）。エッチング処理により平坦化膜の一部が除去され（ｓｔ４）、ボンディングパッドが露呈する。ジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンを混合した除去用溶剤を用いてスピン洗浄し、レジストパターンを除去する（ｓｔ５）。プロピレングリコールモノメチルエーテルと酢酸ブチルを混合した置換用溶剤を用いてスピン洗浄すると、平坦化膜やマイクロレンズの上に残留していた除去用溶剤が除去用溶剤よりも揮発しやすい置換用溶剤に置き換えられ除去される（ｓｔ６）。置換用溶剤がスピン乾燥により完全に揮発される。【選択図】図４
2009152365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上を平坦化するように平坦化膜を形成する平坦化膜形成工程と、
前記半導体基板内に形成された光電変換素子に対応するように前記平坦化膜上にマイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成工程と、
前記平坦化膜と前記マイクロレンズとの上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記平坦化膜の一部をエッチングするエッチング工程と、
ジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンとを混合した除去用溶剤を用いて、前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
プロピレングリコールモノメチルエーテルと酢酸ブチルとを混合した置換用溶剤を用いて、前記レジストパターン除去工程で残留した除去用溶剤を置換し除去する置換処理工程と
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
前記エッチング工程では、前記平坦化膜下に形成されたボンディングパッドを露呈させることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の製造方法によって製造したことを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置に関し、更に詳しくはマイクロレンズを保護してエッチングを行なった後のレジストパターンの除去工程を含む固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ等の固体撮像装置の製造工程において、光電変換素子が形成された半導体基板の構造を保護するとともに半導体基板上の凹凸を平坦化するために保護膜が形成され、この上にカラーフィルタが形成される。このカラーフィルタの上には、平坦化膜を介してマイクロレンズが形成される。
【０００３】
半導体基板上には、外部との電気的な接続に使用されるボンディングパッド（出力端子）が形成されているが、上述した平坦化膜に覆われてしまうため、平坦化膜の一部をエッチングしてボンディングパッドを露呈するエッチング工程が必要となる。
【０００４】
このエッチング工程では、平坦化膜及びマイクロレンズの上に例えばポジティブ型のフォトレジストをスピナーを用いて膜状に塗布する。次に、露光装置により所要のマスクパターンを有するフォトマスクを介して、フォトレジストを露光する。露光後、アルカリ系現像液を用いて現像処理し、レジストパターンを形成する。
【０００５】
次いで、半導体基板を真空容器内に設置し、容器内部を真空にしてから、エッチングガス（ＣＨ４やアルゴンガス等）を流し込む。容器内に一定圧力のエッチングガスが入っている状態で、半導体基板の上下に設けられた電極間（陽極−陰極間）に高周波電圧をかけると、放電が起きてプラズマが発生し、異方性エッチングにより、平坦化膜がレジストパターンどおりにエッチングされる。この後、レジストパターンが溶剤によって除去される。
【０００６】
レジストパターンを除去する溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルノルマルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルノルマルブチルケトンまたは３−メチル−４−ペンタノン等から選択されるケトン基を有する有機溶剤（ケトン系溶剤）が用いられる（特許文献１，２）。
【特許文献１】特開平１１−６８０７５号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述したようなケトン系溶剤は剥離作用が強いため、レジストパターンを完全に除去できる代わりに、マイクロレンズを膨潤，収縮させたり、溶剤への溶出によるマイクロレンズの表面荒れを起こさせるなど、マイクロレンズに大きなダメージを与えるおそれがあるという欠点がある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、レジストパターンの除去によるマイクロレンズへのダメージを軽減することができる固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上を平坦化するように平坦化膜を形成する平坦化膜形成工程と、前記半導体基板内に形成された光電変換素子に対応するように前記平坦化膜上にマイクロレンズを形成するマイクロレンズ形成工程と、前記平坦化膜と前記マイクロレンズとの上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記平坦化膜の一部をエッチングするエッチング工程と、ジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンとを混合した除去用溶剤を用いて、前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、プロピレングリコールモノメチルエーテルと酢酸ブチルとを混合した置換用溶剤を用いて、前記レジストパターン除去工程で残留した除去用溶剤を置換し除去する置換処理工程とを含むことを特徴とする。前記エッチング工程では、前記平坦化膜下に形成されたボンディングパッドを露呈させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の固体撮像装置は、上記製造方法によって製造したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置によれば、平坦化膜とマイクロレンズとの上にレジストパターンを形成してから平坦化膜の一部をエッチングした後、ジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンとを混合した除去用溶剤を用いてレジストパターンを除去してから、除去用溶剤よりも揮発性が高いプロピレングリコールモノメチルエーテルと酢酸ブチルとを混合した置換用溶剤を用いて平坦化膜上に残留した除去用溶剤を置換し除去するので、除去用溶剤によるマイクロレンズへのダメージを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の製造方法により製造する固体撮像装置１０を示す図１において、半導体基板１１内には、入射光をその光量に応じた信号電荷に変換して蓄積する光電変換素子１２が形成され、半導体基板１１上には、光電変換素子１２の直上部以外を遮光するタングステン製の遮光膜１３が形成されている。
【００１３】
半導体基板１１上には、光電変換素子１２や遮光膜１３などを保護するとともに半導体基板１１の上面を平坦化する保護膜１４が形成されている。この保護膜１４は、ＢＰＳＧ（Boron Phosphorous Silicate Glass）膜などの無機材料膜から形成されている。保護膜１４の上部の一部には、不図示の配線層に接続された出力端子であるボンディングパッド１５が形成されている。このボンディングパッド１５は、アルミニウムから形成され、保護膜１４の表面から露呈している。
【００１４】
保護膜１４の上面には、各光電変換素子１２に対応した位置にそれぞれ赤、緑、青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）フィルタが配置され、これらによってカラーフィルタ層１６が構成されている。このカラーフィルタ層１６の上には、樹脂製のマイクロレンズ１８を同一平面状に形成するために樹脂製の平坦化膜１７が設けられている。マイクロレンズ１８は、直下の光電変換素子１２に入射光を結像させる。
【００１５】
平坦化膜１７は、カラーフィルタ層１６の上だけでなく、カラーフィルタ層１６が設けられていない保護膜１４の上にも延長して形成されるから、外部に露呈されるべきボンディングパッド１５が平坦化膜１７によって覆われる。このため、固体撮像装置１０の製造工程には、平坦化膜１７の一部をエッチングして削除し、ボンディングパッド１５を露呈するエッチング工程が設けられている。以下、図２〜図４を参照して固体撮像装置１０の製造方法の実施形態について説明する。
【００１６】
まず、マイクロレンズ１８を形成した直後の状態を示す図２（Ａ）から、平坦化膜１７及びマイクロレンズ１８の上にスピナーを用いて、例えばポジティブ型のフォトレジスト２０を膜状に塗布する（フォトレジスト塗布工程）（ｓｔ１（図４に示すステップ番号））と、同図（Ｂ）に示す状態になる。
【００１７】
次に、同図（Ｃ）に示すように、ボンディングパッド１５に対応した位置に開口部２１ａが形成されたマスクパターンのフォトマスク２１を介して、露光装置によりフォトレジスト２０を露光する（露光工程）（ｓｔ２）。
【００１８】
露光終了後、アルカリ系現像液を用いて現像処理することにより（現像処理工程）（ｓｔ３）、図３（Ａ）に示すように、フォトマスク２１の開口部２１ａによって露光された部分のみが溶解してフォトレジスト２０のパターンニングが行なわれ、ボンディングパッド１５に対応した位置に開口部２２ａを有するレジストパターン２２が形成される。
【００１９】
次に、エッチング処理（例えば、反応性イオンエッチング処理）を行なうと（エッチング処理工程）（ｓｔ４）、同図（Ｂ）に示すように、開口部２２ａによって露呈されていた平坦化膜１７の一部が除去され、ボンディングパッド１５が露呈する。
【００２０】
次に、ジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンとを３：２の割合で混合した除去用溶剤２３を用いてスピン洗浄し、レジストパターン２２を除去する（レジストパターン除去工程）（ｓｔ５）。除去用溶剤２３は、マイクロレンズ１８へのダメージ（マイクロレンズ１８の膨潤，収縮，表面荒れ）が軽微でありながら、レジストパターン２２を完全に除去することができる。
【００２１】
しかしながら、除去用溶剤２３は、蒸発しにくい性質を有するため、同図（Ｃ）に示すように、平坦化膜１７やマイクロレンズ１８、露呈されたボンディングパッド１５の上に残留する。特に、マイクロレンズ１８間に残留しやすい。この残留している時間が長くなると、除去用溶剤２３によるマイクロレンズ１８へのダメージが大きくなるので、除去用溶剤２３によるスピン洗浄後、速やかに置換処理工程に移行する。
【００２２】
置換処理工程では、プロピレングリコールモノメチルエーテルと酢酸ブチルとを１：１の割合で混合した置換用溶剤を用いてスピン洗浄する。置換用溶剤は、蒸発しやすく、かつ除去用溶剤２３よりもマイクロレンズ１８へのダメージが非常に小さい性質を有する。
【００２３】
この置換用溶剤を用いてスピン洗浄すると、除去用溶剤２３が置換用溶剤によって置き換えられ、除去される（ｓｔ６）。この後、スピン乾燥を行ない、置換用溶剤を完全に揮発させることにより、図１に示すような固体撮像装置１０が完成する。
【００２４】
以上説明した実施形態では、ボンディングパッドの上層は、平坦化膜のみが積層されているとしたが、本発明はこれに限定されることなく、複数の樹脂層が積層されている場合にも適用可能である。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ層のうち１つのカラーフィルタ層によりボンディングパッド上が覆われ、該カラーフィルタ上を平坦化膜が覆う場合にも適用可能である。
【００２５】
また、上記実施形態で挙げた除去用溶剤，置換用溶剤の各混合比の数値は一例であって、本発明はこれらの数値に限定されないのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の製造方法を実施した固体撮像装置の例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態の各工程を示す説明図である。
【図３】図２からの続きの各工程を説明図である。
【図４】実施形態の各工程を順次に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  固体撮像装置
１１  半導体基板
１５  ボンディングパッド
１７  平坦化膜
１８  マイクロレンズ
２０  フォトレジスト
２１  フォトマスク
２２  レジストパターン
２３  除去用溶剤
【図１】
2009152365.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009152365.tif 000005
【図４】
2009152365.tif 000006