(57)【要約】【課題】画素サイズが縮小しても、精度良くカラーフィルタを形成することができ、色再現性に優れたカラーフィルタの製造方法、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置を提供する。【解決手段】エッチングマスクを用いたエッチングにより、市松状のグリーンカラーフィルタ３１を形成する。グリーンカラーフィルタ３１を被覆するように、２色目以降の感光性を有するカラーフィルタ被膜を形成し、カラーフィルタ被膜を露光および現像して、グリーンカラーフィルタ３１で囲まれた領域よりも内側に、２色目以降のカラーフィルタ３２ｂを形成する。その後、カラーフィルタ３２ｂをリフローさせて、グリーンカラーフィルタ３１で囲まれた領域内をカラーフィルタ３２で埋める。【選択図】図８
2006292842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一色目としてグリーンカラーフィルタ被膜を基板上に形成する工程と、
エッチングマスクを用いて前記グリーンカラーフィルタ被膜を選択的にエッチングして、市松状のグリーンカラーフィルタを形成する工程と、
前記グリーンカラーフィルタを被覆するように前記基板上に、２色目以降の感光性を有するカラーフィルタ被膜を形成する工程と、
前記カラーフィルタ被膜を露光および現像して、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域よりも内側に、２色目以降のカラーフィルタを形成する工程と、
２色目以降の前記カラーフィルタをリフローさせて、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域内を前記カラーフィルタで埋める工程と
を有するカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記２色目以降のカラーフィルタ被膜を形成する工程において、感光性を有する染料内添型のカラーフィルタ被膜を形成する
請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記２色目以降のカラーフィルタ被膜を形成する工程において、染料内添型のポジ型カラーフィルタ被膜を形成する
請求項２記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
画素毎に受光部が形成された基板の上層に、カラーフィルタを有する固体撮像装置の製造方法であって、
基板の上層に、一色目としてグリーンカラーフィルタ被膜を形成する工程と、
エッチングマスクを用いて前記グリーンカラーフィルタ被膜を選択的にエッチングして、市松状のグリーンカラーフィルタを形成する工程と、
前記グリーンカラーフィルタを被覆するように前記基板の上層に、２色目以降の感光性を有するカラーフィルタ被膜を形成する工程と、
前記カラーフィルタ被膜を露光および現像して、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域よりも内側に、２色目以降のカラーフィルタを形成する工程と、
２色目以降の前記カラーフィルタをリフローさせて、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域内を前記カラーフィルタで埋める工程と
を有する固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記２色目以降のカラーフィルタ被膜を形成する工程において、感光性を有する染料内添型のカラーフィルタ被膜を形成する
請求項４記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記２色目以降のカラーフィルタ被膜を形成する工程において、染料内添型のポジ型カラーフィルタ被膜を形成する
請求項５記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
基板に形成され、各画素を構成する受光部と、
前記基板の上層に形成され、各画素に対応して配置されたカラーフィルタとを有し、
前記カラーフィルタは、
市松状に配置され、感光剤を含まないグリーンカラーフィルタと、
市松状の前記グリーンカラーフィルタに囲まれた領域に配置され、感光剤を含む２色目以降のカラーフィルタと
を有する固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、固体撮像装置に適用されるカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタを有する固体撮像装置の製造方法、並びにカラーフィルタを備えた固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置におけるカラーフィルタアレイを形成する技術として、染料内添ポジ型カラーレジストを用いる場合、固体撮像装置の画素（単位セル）の微細化に伴い、露光および現像処理後におけるカラーフィルタの形状の維持が困難となってきている。現在、固体撮像装置の画素は、２．５μｍ角以下にまで微細化されている。
【０００３】
本来、染料色素はレジスト機能としては働かないため、染料色素成分を２０〜７０％程度含有する染料内添型カラーレジストは、固体撮像装置の画素サイズが、２．５μｍ角程度までは、レジスト特性と、カラーフィルタ特性を両立できていたものの、それ以下の画素サイズにおいては、その両立が難しくなってきている。
【０００４】
現像処理における膜減り等の発生によるカラーフィルタの形状悪化は、パターンサイズがより縮小されるに伴い、カラーフィルタ分光特性と、レジスト特性の両立が難しくなってきたことを示唆している。これは、膜減り成分中には、染料色素も含まれるので、カラーフィルタの膜減りが発生すると、分光特性に影響を与えるからである。
【０００５】
このように、微細な画素の固体撮像装置においても、良好なカラーフィルタアレイの形成技術の確立が望まれている。カラーフィルタアレイの形成方法としては、特許文献１に記載の技術がある。
【０００６】
特許文献１に記載の技術は、補色カラーフィルタの形成に関するものである。特許文献１では、１色目に感光剤を含まないカラーフィルタ材料を用い、フォトレジストをエッチングマスクとしたドライエッチングによりカラーフィルタのパターンを形成する。２色目以降ではカラーレジストを用いて、露光および現像によりカラーフィルタのパターンを形成する。
【特許文献１】特開２００１−２４９２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、２色目、３色目の露光プロセスでのアライメント誤差が、カラーフィルタのパターン位置精度に影響する。このため、特に固体撮像装置の画素サイズが２．５μｍ角以下の微細画素においては、隣接する画素との混色を引き起こすという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、カラーフィルタのサイズが縮小しても、精度良くカラーフィルタを形成することができるカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、画素サイズが縮小しても、精度良くカラーフィルタを形成することができ、色再現性に優れた固体撮像装置の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、微細な画素に対応した良好なカラーフィルタを備え、色再現性に優れた固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明のカラーフィルタの製造方法は、一色目としてグリーンカラーフィルタ被膜を基板上に形成する工程と、エッチングマスクを用いて前記グリーンカラーフィルタ被膜を選択的にエッチングして、市松状のグリーンカラーフィルタを形成する工程と、前記グリーンカラーフィルタを被覆するように前記基板上に、２色目以降の感光性を有するカラーフィルタ被膜を形成する工程と、前記カラーフィルタ被膜を露光および現像して、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域よりも内側に、２色目以降のカラーフィルタを形成する工程と、２色目以降の前記カラーフィルタをリフローさせて、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域内を前記カラーフィルタで埋める工程とを有する。
【００１２】
上記の本発明のカラーフィルタの製造方法では、まず、エッチングマスクを用いたエッチングにより市松状のグリーンカラーフィルタを形成し、２色目以降のカラーフィルタの形成では、感光性を有するカラーフィルタ被膜を露光および現像してパターニングした後、リフローにより２色目以降のカラーフィルタのパターンを形成する。
２色目以降のカラーフィルタの形成において、露光および現像によりグリーンカラーフィルタにより囲まれる領域の内側にカラーフィルタをパターン形成した後に、リフロー処理を行うことにより、露光のアライメント誤差に影響を受けずに、自己整合的にグリーンカラーフィルタにより囲まれる領域に２色目以降のカラーフィルタが形成される。
【００１３】
上記の本発明の固体撮像装置の製造方法は、画素毎に受光部が形成された基板の上層に、カラーフィルタを有する固体撮像装置の製造方法であって、基板の上層に、一色目としてグリーンカラーフィルタ被膜を形成する工程と、エッチングマスクを用いて前記グリーンカラーフィルタ被膜を選択的にエッチングして、市松状のグリーンカラーフィルタを形成する工程と、前記グリーンカラーフィルタを被覆するように前記基板の上層に、２色目以降の感光性を有するカラーフィルタ被膜を形成する工程と、前記カラーフィルタ被膜を露光および現像して、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域よりも内側に、２色目以降のカラーフィルタを形成する工程と、２色目以降の前記カラーフィルタをリフローさせて、前記グリーンカラーフィルタで囲まれた領域内を前記カラーフィルタで埋める工程とを有する。
【００１４】
上記の本発明の固体撮像装置の製造方法では、まず、エッチングマスクを用いたエッチングにより市松状のグリーンカラーフィルタを形成し、２色目以降のカラーフィルタの形成では、感光性を有するカラーフィルタ被膜を露光および現像してパターニングした後、リフローにより２色目以降のカラーフィルタのパターンを形成する。
２色目以降のカラーフィルタの形成において、露光および現像によりグリーンカラーフィルタにより囲まれる領域の内側にカラーフィルタをパターン形成した後に、リフロー処理を行うことにより、露光のアライメント誤差に影響を受けずに、自己整合的にグリーンカラーフィルタにより囲まれる領域に２色目以降のカラーフィルタが形成される。
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、基板に形成され、各画素を構成する受光部と、前記基板の上層に形成され、各画素に対応して配置されたカラーフィルタとを有し、前記カラーフィルタは、市松状に配置され、感光剤を含まないグリーンカラーフィルタと、市松状の前記グリーンカラーフィルタに囲まれた領域に配置され、感光剤を含む２色目以降のカラーフィルタとを有する。
【００１６】
上記の本発明の固体撮像装置では、グリーンカラーフィルタは、エッチングマスクを用いたエッチングにより形成されたものであり、感光剤を含まない。また、市松状に配置することで、２色目以降のパターン位置を規定できる。２色目以降のカラーフィルタは、露光および現像によりパターン形成されたものであり、感光剤を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、カラーフィルタのサイズが縮小しても、精度良くカラーフィルタを形成することができる。
本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、画素サイズが縮小しても、精度良くカラーフィルタを形成することができ、色再現性に優れた固体撮像装置を製造することができる。
本発明の固体撮像装置によれば、微細な画素に対応した良好なカラーフィルタを備え、色再現性に優れた固体撮像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明をインターライントランスファ方式のＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置に適用した例について説明する。ただし、転送方式に特に限定はない。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図である。
【００２０】
本実施形態に係る固体撮像装置１は、撮像部２と、水平転送部３と、出力部４とを有する。
【００２１】
撮像部２には、画素毎に行列状に配置された複数の受光部５と、受光部５の垂直列ごとに配置された複数本の垂直転送部７と、受光部５と垂直転送部７との間に配置された読み出しゲート部６とを有する。
【００２２】
受光部５は、例えばフォトダイオードからなり、被写体から入射する像光（入射光）をその光量に応じた電荷量の信号電荷に光電変換して蓄積する。読み出しゲート部６は、受光部５に蓄積された信号電荷を垂直転送部７に読み出す。
【００２３】
垂直転送部７は、４相のクロック信号φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４によって駆動され、受光部５から読み出された信号電荷を垂直方向（図中、下方向）に転送する。なお、クロック信号としては、４相に限定されるものではない。
【００２４】
水平転送部３は、２相のクロック信号φＨ１，φＨ２によって駆動され、垂直転送部７から垂直転送された信号電荷を、水平方向（図中、左方向）に転送する。
【００２５】
垂直転送部７および水平転送部３は、基板に形成された転送方向に伸びる転送チャネルと、転送チャネル上に絶縁膜を介在させた状態で、転送方向に並べて形成された複数の転送電極とを有する。
【００２６】
出力部４は、例えば、フローティングディフュージョンにて構成された電荷−電圧変換部４ａを有し、水平転送部３により水平転送された信号電荷を電気信号に変換して、アナログ画像信号として出力する。
【００２７】
図２は、撮像部２における要部平面図である。
【００２８】
マトリックス状に配置された受光部５に隣接して、転送方向に伸びる転送チャネル領域１３が形成されている。転送チャネル領域１３上には、絶縁膜を介在させた状態で、複数の転送電極２１，２２が転送方向に交互に繰り返し並んでいる。転送チャネル領域１３と、転送電極２１，２２により垂直転送部７が構成される。転送方向に並んだ転送電極２１，２２は、端部が互いに重なるように配置されている。
【００２９】
水平方向における転送電極２１，２２は、互いに接続されている。転送電極２１は１層目のポリシリコン層により形成され、転送電極２２は２層目のポリシリコン層により形成される。本実施形態では、２層構造の転送電極の例について説明するが、単層構造であっても、３層以上の構造であってもよい。
【００３０】
転送電極２１，２２に電圧を印加すると、転送チャネル領域１３に電位井戸が形成される。この電位井戸を形成するためのクロック信号φＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が、転送方向に並べられた各転送電極２１，２２に対して位相をずらして印加されることで、電位井戸の分布が順次変化し、電位井戸内の電荷が転送方向に沿って転送される。
【００３１】
図３は、図２の受光部５の配置に対応するカラーフィルタの配置を示す平面図である。
【００３２】
カラーフィルタ３０は、グリーンカラーフィルタ３１と、ブルーカラーフィルタ３２と、レッドカラーフィルタ３３とにより構成されている。本実施形態のカラーフィルタ３０は、原色ベイヤー配列のカラーフィルタである。
【００３３】
原色ベイヤー配列では、グリーンカラーフィルタ３１は、市松状に配置されている。市松状に配置されたグリーンカラーフィルタ３１の間の領域（グリーンカラーフィルタ３１の非形成領域）に、ブルーカラーフィルタ３２およびレッドカラーフィルタ３３が配置されている。
【００３４】
本実施形態では、市松状に配置されたグリーンカラーフィルタ３１の間の領域において、特定の全ての列にはブルーカラーフィルタ３２が配置され、当該列に隣接する列には、レッドカラーフィルタ３３が配置される。これにより、グリーンカラーフィルタ３１とブルーカラーフィルタ３２が交互に繰り返し並んだ列と、グリーンカラーフィルタ３１とレッドカラーフィルタ３３が交互に繰り返し並んだ列が形成されている。
【００３５】
図４は、グリーンカラーフィルタ３１が配置された画素を中心とする要部断面図である。なお、原色ベイヤー配列では、グリーンカラーフィルタ３１の左右にはブルーカラーフィルタ３２あるいはレッドカラーフィルタ３３のみが配置されるが、図４では説明の都合上、グリーンカラーフィルタ３１の左右にブルーカラーフィルタ３２とレッドカラーフィルタ３３が配置されている様子を図解している。
【００３６】
例えば、ｎ型のシリコン基板（以下、基板１０という）に、ｐ型ウェル１１が形成されている。ｐ型ウェル１１は、オーバーフローバリアを形成する。
【００３７】
受光部５は、ｐ型ウェル１１に形成されたｎ型の信号電荷蓄積領域１２によって構成される。信号電荷蓄積領域１２の表層には図示はしないが暗電流を抑制するためのｐ＋の正孔蓄積領域が形成されている。
【００３８】
受光部５には、信号電荷蓄積領域１２、ｐ型ウェル１１および基板１０により、ｎｐｎ構造が作製されている。このｎｐｎ構造は、受光部５に強い光が入射して過剰に発生した信号電荷がｐ型ウェル１１により形成されるオーバーフローバリアを超えると、当該信号電荷を基板１０側に排出する縦型オーバーフロードレイン構造を構成する。
【００３９】
垂直転送部７は、信号電荷蓄積領域１２と所定間隔を隔ててｐ型ウェル１１に形成されたｎ型の転送チャネル領域１３と、転送チャネル領域１３上に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜２０を介して形成された例えばポリシリコンからなる転送電極２１，２２により構成されている。
【００４０】
読み出しゲート部６は、信号電荷蓄積領域１２と転送チャネル領域１３との間のｐ型ウェル（読み出しゲート領域１４）と、読み出しゲート領域１４上にゲート絶縁膜２０を介して形成された転送電極２１，２２により構成されている。読み出しゲート領域１４は、ｎ型の信号電荷蓄積領域１２と転送チャネル領域１３との間に、電位障壁を形成する。読み出し時には、転送電極に正の読み出し電圧が印加されて、読み出しゲート領域１４の電位障壁が引き下げられて、信号電荷は信号電荷蓄積領域１２から転送チャネル領域１３へと移される。
【００４１】
信号電荷蓄積領域１２に対して読み出し側とは反対側には、ｐ型のチャネルストップ領域１５が形成されている。チャネルストップ領域１５は、信号電荷に対して電位障壁を形成し、信号電荷の流出入を防止する。
【００４２】
転送電極２１上には、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜２３を介して、転送電極２１を被覆する遮光膜２４が形成されている。遮光膜２４には受光部５を露出させる開口部が形成されている。
【００４３】
遮光膜２４上には、例えばＢＰＳＧ（Boro Phospho Silicate glass）からなる層間絶縁膜２５が形成されている。層間絶縁膜２５には、下地の表面段差に起因する凹凸が形成されている。層間絶縁膜２５上には、例えば窒化シリコンからなる平坦化膜２６が形成されている。平坦化膜２６の表面は、平坦化されている。本実施形態では、層間絶縁膜２５と平坦化膜２６の界面により、層内レンズが形成されている例を示すが、層内レンズが形成されていなくてもよい。
【００４４】
平坦化膜２６上には、グリーンカラーフィルタ３１と、ブルーカラーフィルタ３２と、レッドカラーフィルタ３３からなるカラーフィルタ３０が形成されている。各カラーフィルタの材料については、後述する。
【００４５】
カラーフィルタ３０上には、例えばアクリル熱硬化樹脂からなる平坦化膜３４が形成されている。平坦化膜３４上には、オンチップマイクロレンズ３５が形成されている。
【００４６】
上記の固体撮像装置では、入射光は、オンチップマイクロレンズ３５により集光されて各カラーフィルタ３１，３２，３３に到達する。所定の波長領域の光のみが各カラーフィルタを通過し、層間絶縁膜２５および平坦化膜２６の界面により形成される層内レンズによりさらに集光されて、受光部５に入射する。受光部５に入射した光は、入射光量に応じた信号電荷に光電変換されて、信号電荷蓄積領域１２に蓄積される。その後、転送チャネル領域１３に読み出されて、垂直転送部７により垂直方向に転送される。
【００４７】
次に、上記の固体撮像装置の製造方法について、図５〜図１０を参照して説明する。
【００４８】
まず、図５（ａ）に示すように、カラーフィルタ３０の下層までを形成する。すなわち、イオン注入法により、基板１０に、ｐ型ウェル１１、信号電荷蓄積領域１２、転送チャネル領域１３、読み出しゲート領域１４、チャネルストップ領域１５を形成する。続いて、基板１０上にゲート絶縁膜２０を形成した後に、転送電極２１，２２を形成する。なお、転送電極２１，２２を形成した後に、転送電極をマスクとしたイオン注入により、信号電荷蓄積領域１２を形成してもよい。続いて、転送電極２１，２２上に、絶縁膜２３を介して遮光膜２４を形成する。続いて、遮光膜２４上に、例えばＢＰＳＧからなる層間絶縁膜２５を形成し、層間絶縁膜２５上に、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコンからなる平坦化膜２６を形成する。平坦化膜２６を平坦加工することにより、図５（ａ）に示す構造に至る。
【００４９】
次に、図５（ｂ）に示すように、グリーンカラーフィルタ材料を所定の膜厚だけ塗布して、熱硬化させることにより、グリーンカラーフィルタ被膜３１ａを形成する。熱処理は、染料色素、樹脂の熱による変質温度以下に設定し、温度範囲としては、１５０℃〜２３０℃程度の範囲が好適に使用される。グリーンカラーフィルタ被膜３１ａを熱硬化させることにより、以降の熱処理においてグリーンカラーフィルタ被膜３１ａの流動が防止される。
【００５０】
グリーンカラーフィルタ材料の組成としては、例えば、バインダー樹脂、グリーン透過分光を得るための複数の染料色素、熱硬化剤、溶媒などが挙げられる。例えば、バインダー樹脂としてノボラック樹脂を用い、熱硬化剤としてメラミン系硬化剤、尿素系硬化剤、あるいはエポキシ系硬化剤を用い、溶剤として乳酸エチルおよびジメチルホルムアミドを用いる。
【００５１】
次に、図６（ａ）に示すように、グリーンカラーフィルタ被膜３１ａ上にフォトレジストを塗布し、リソグラフィ技術によりレジストパターン３６を形成する。使用するフォトレジストとしては、例えばＴＨＭＲ−ｉｐ３３００（東京応化株式会社製）を用いる。当該工程では、後の有機溶剤によるレジストパターンの溶解除去の際に、溶解性を阻害することのないように、各熱処理（プリベーク、ポストベークなど）温度を１２０℃以下に設定することが好ましい。
【００５２】
次に、図６（ｂ）に示すように、レジストパターン３６をエッチングマスクとして用いて、グリーンカラーフィルタ被膜３１ａをドライエッチングすることにより、グリーンカラーフィルタ３１のパターンを形成する。グリーンカラーフィルタ３１は、市松状にパターン形成される（図３参照）。ドライエッチングには、酸素を主成分にしたガスが好適に使用される。
【００５３】
次に、図７（ａ）に示すように、不要となったレジストパターン３６を有機溶剤を用いて溶解除去する。有機溶剤としては、ＥＬ、ＥＥＰ、ＭＭＰ、ＭＡＫ、ＰＥＧＭＡ等の単一溶剤または混合溶剤を用いる。
【００５４】
次に、図７（ｂ）に示すように、グリーンカラーフィルタ３１を被覆して全面に、感光性を有する染料内添型ポジ型カラーレジストを塗布する。このときのカラーレジストとしては、レッドカラーレジストでもブルーカラーレジストでも良いが、例えば、ブルーカラーレジストとする。これにより、ブルーカラーフィルタ被膜３２ａが形成される。ブルーカラーフィルタ被膜３２ａの膜厚は、後述するリフロー後に所定の透過分光が得られるように調整する。
【００５５】
ブルーカラーレジスト材料の組成としては、例えば、バインダー樹脂、ブルー透過分光を得るための複数の染料色素、熱硬化剤、感光剤、溶媒などが挙げられる。例えば、バインダー樹脂としてノボラック樹脂を用い、熱硬化剤としてメラミン系硬化剤、尿素系硬化剤、あるいはエポキシ系硬化剤を用い、感光剤としてナフトキノンジアジドを用い、溶剤として乳酸エチルおよびジメチルホルムアミドを用いる。
【００５６】
次に、図８（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ技術により、ブルーカラーフィルタ被膜３２ａの露光および現像を行うことにより、ブルーカラーフィルタ３２ｂのパターンを形成する。現像処理後のブルーカラーフィルタ３２ｂのパターンが、グリーンカラーフィルタ３１で囲まれる領域よりも内側にくるように形成する。すなわち、グリーンカラーフィルタ３１に対して間隔ｄを空けてブルーカラーフィルタ３２ｂを形成する。間隔ｄは、０．０５μｍ〜０．５μｍである。
【００５７】
０．０５μｍ以上としたのは、現在のリソグラフィ技術のアライメント誤差が０．０５μｍ程度であることから、０．０５μｍよりも小さいとアライメント誤差によりカラーフィルタ同士が重なってしまうからである。０．５μｍ以下としたのは、後述するカラーレジストのリフロー特性を考慮したものであり、０．５μｍ以下であれば、リフローにより間隙を良好に埋め込めるからである。
【００５８】
次に、図８（ｂ）に示すように、ブルーカラーフィルタ３２ｂの熱軟化点より高い温度で熱リフロー処理を行う。ブルーカラーフィルタ３２ｂの熱流動により、グリーンカラーフィルタ３１で囲まれた領域を埋め込むブルーカラーフィルタ３２が形成される。このブルーカラーフィルタの熱による流動は、グリーンカラーフィルタ３１との境界でストップする。これにより、最終的なブルーカラーフィルタ３２のパターンが自己整合的に形成される。
【００５９】
次に、図９（ａ）に示すように、ブルーカラーフィルタ３２の形成と同様に、感光性を有する染料内添型ポジ型カラーレジストを塗布し、露光および現像を行い、熱リフローを行うことにより、グリーンカラーフィルタ３１で囲まれた領域に、レッドカラーフィルタ３３を形成する。以上により、グリーンカラーフィルタ３１、ブルーカラーフィルタ３２およびレッドカラーフィルタ３３からなるカラーフィルタ３０が形成される。
【００６０】
レッドカラーレジスト材料の組成としては、例えば、バインダー樹脂、レッド透過分光を得るための複数の染料色素、熱硬化剤、感光剤、溶媒などが挙げられる。例えば、バインダー樹脂としてノボラック樹脂を用い、熱硬化剤としてメラミン系硬化剤、尿素系硬化剤、あるいはエポキシ系硬化剤を用い、感光剤としてナフトキノンジアジドを用い、溶剤として乳酸エチルおよびジメチルホルムアミドを用いる。
【００６１】
次に、図９（ｂ）に示すように、カラーフィルタ３０の表面凹凸を平坦化する目的で、カラーフィルタ３０上に透明な平坦化膜３４を形成する。平坦化膜３４としては、例えばアクリル熱硬化樹脂が用いられる。
【００６２】
次に、図１０（ａ）に示すように、平坦化膜３４上に、感光性を有するマイクロレンズ材３５ａを形成する。マイクロレンズ材３５ａとしては、例えばナフトキノンジアジドを感光剤として含むポジ型フォトレジストを用いる。
【００６３】
次に、図１０（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術によりマイクロレンズ材３５ａをパターン加工し、膜中の残存感光剤（ナフトキノンジアジド）を紫外線照射により分解し、短波長領域の透過率を向上させるブリーチング処理を行った後、マイクロレンズ材３５ａの熱軟化点以上の熱を加えて、マイクロレンズ形状を得る。これにより、各画素に対応するオンチップマイクロレンズ３５が形成される。
【００６４】
以上のようにして、固体撮像装置が完成する。
【００６５】
本実施形態に係るカラーフィルタの製造方法では、まず、レジストパターンを用いたエッチングにより市松状のグリーンカラーフィルタ３１を形成し、２色目以降のブルーあるいはレッドカラーフィルタの形成では、感光性を有するカラーフィルタ被膜を露光および現像してパターニングした後、熱リフローにより２色目以降のカラーフィルタのパターンを形成する。
【００６６】
２色目以降のブルーあるいはレッドカラーフィルタの形成において、露光および現像によりグリーンカラーフィルタ３１により囲まれる領域の内側にカラーフィルタをパターン形成した後に、リフロー処理を行うことにより、露光のアライメント誤差に影響を受けずに、自己整合的にグリーンカラーフィルタ３１により囲まれる領域に２色目以降のカラーフィルタを形成することができる。この結果、２色目以降のブルーカラーフィルタ３２およびレッドカラーフィルタ３３の位置精度を向上させることができる。
【００６７】
画素の微細化に伴い、カラーレジストにおけるフィルタ性能とレジスト性能の両立が困難となってきているが、一色目のグリーンカラーフィルタ３１のパターンは、レジストを用いたエッチングにより形成することにより、レジスト性能の影響を受けずに、精度良くグリーンカラーフィルタ３１のパターンを形成することができる。したがって、グリーンカラーフィルタ材料には、感光剤を含めなくてもよい。
【００６８】
２色目以降のカラーフィルタの形成では、露光および現像後において膜減りなどの形状悪化が発生したとしても、その後のリフロー処理により膜厚を均一にできることから、良好な形状をもつブルーカラーフィルタ３２およびレッドカラーフィルタ３３を形成することができる。
【００６９】
上記のブルーカラーフィルタ３２あるいはレッドカラーフィルタ３３を形成するためのカラーレジスト材料としては、ポジ型が好ましい。ネガ型を用いた場合には、光が照射された部分が硬化するため、その後の熱処理におけるリフロー性（流動性）が低下するからである。
【００７０】
また、上記のブルーカラーフィルタ３２あるいはレッドカラーフィルタ３３を形成するためのカラーレジスト材料としては、顔料分散型よりも染料内添型が好ましい。色素粒子が固体レベルで分散した顔料よりも、分子レベルで分散した染料を用いることにより、画質のざらつき感をなくして、良好な画質を得ることができるからである。また、染料内添型のカラーレジストでは、特にパターニング性の悪化が問題となるため、本実施形態の方法により、このような問題を解決することができる。
【００７１】
上記のようにカラーフィルタを製造する固体撮像装置の製造方法によれば、画素サイズが縮小しても、精度良くカラーフィルタを形成することができることから、色再現性に優れた固体撮像装置を製造することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係る固体撮像装置によれば、微細な画素に対応した良好なカラーフィルタを備え、色再現性に優れた固体撮像装置を実現することができる。
【００７３】
従来のカラーレジスト法でカラーフィルタを形成した場合には、露光のアライメント誤差を考慮して、グリーンカラーフィルタ、ブルーカラーフィルタ、レッドカラーフィルタの端部を重ねて形成している。
【００７４】
これに対して、本実施形態に係る固体撮像装置では、各カラーフィルタ３１，３２，３３の重なりのないカラーフィルタ３０となる。各カラーフィルタ３１，３２，３３間での重なりをなくすことにより、他画素との混色の発生を防止することができる。
【００７５】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本実施形態では、インターライントランスファ方式のＣＣＤ固体撮像装置について説明したが、フレームインターライントランスファ方式等の他の転送方式のＣＣＤ固体撮像装置であってもよい。また、ＣＣＤ固体撮像装置に限られず、ＣＭＯＳ固体撮像装置に適用することも可能である。
【００７６】
また、市松状に配置したグリーンカラーフィルタ３１により囲まれた領域内に、どのようにブルーカラーフィルタ３２およびレッドカラーフィルタを配置してもよい。また、ブルーカラーフィルタあるいはレッドカラーフィルタ以外のカラーフィルタを用いることも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施形態に係る固体撮像装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】撮像部の要部平面図である。
【図３】カラーフィルタの配置を示す平面図である。
【図４】撮像部の要部断面図である。
【図５】本実施形態に係る固体撮像装置の製造において、カラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
【図６】本実施形態に係る固体撮像装置の製造において、カラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
【図７】本実施形態に係る固体撮像装置の製造において、カラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
【図８】本実施形態に係る固体撮像装置の製造において、カラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
【図９】本実施形態に係る固体撮像装置の製造において、カラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
【図１０】本実施形態に係る固体撮像装置の製造において、カラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…固体撮像装置、２…撮像部、３…水平転送部、４…出力部、４ａ…電荷−電圧変換部、５…受光部、６…読み出しゲート部、７…垂直転送部、１０…基板、１１…ｐ型ウェル、１２…信号電荷蓄積領域、１３…転送チャネル領域、１４…読み出しゲート領域、１５…チャネルストップ領域、２０…ゲート絶縁膜、２１…転送電極、２２…転送電極、２３…絶縁膜、２４…遮光膜、２５…層間絶縁膜、２６…平坦化膜、３０…カラーフィルタ、３１…グリーンカラーフィルタ、３１ａ…グリーンカラーフィルタ被膜、３２，３２ｂ…ブルーカラーフィルタ、３２ａ…ブルーカラーフィルタ被膜、３３…レッドカラーフィルタ、３３ａ…レッドカラーフィルタ被膜、３４…平坦化膜、３５…オンチップマイクロレンズ、３５ａ…マイクロレンズ材、３６…レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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