(57)【要約】【課題】  固体撮像素子のカラーフィルタアレイのパターニングにおけるマスクの目合わせを各色毎に行うと画素に対する各色のフィルタの配置精度が低下する。【解決手段】  対角線方向に並ぶＧ画素上に形成されるＧフィルタ３６を画素のコーナーでつながるパターンとしてＢ画素、Ｒ画素に応じた位置に開口部を設ける。この開口部に選択的にＢフィルタ膜を塗布する（工程５０ｄ）。Ｂ画素に対応する位置の開口部の周囲のＧフィルタ３６上に光照射領域と遮光領域との境界を生じるフォトマスクを用いて露光工程５０ｅを行い、Ｂフィルタ膜６２ｂを固化する一方、Ｂフィルタ膜６２ｒを現像工程５０ｆにより除去して、開口部で形状が規定されるＢフィルタ３８を形成する。Ｂフィルタ膜６２ｒ後の開口部に選択的にＲフィルタ膜を塗布し、Ｂフィルタ３８と同様に開口部で形状が規定されるＲフィルタ４０を形成する。【選択図】        図４
2006163316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配列された複数の光学素子の表面に透過色が異なる複数種類の光透過膜を順次、パターン形成して、前記複数種類の光透過膜が前記各光学素子毎に選択的に配置されたカラーフィルタアレイを製造する方法であって、
一部の前記透過色についての前記光透過膜をパターン形成して当該透過色に対応する前記光学素子上に選択的に配置し、残りの前記透過色に対応する前記各光学素子それぞれの上に互いに孤立した開口部が形成されたメッシュ形状の基礎フィルタアレイを形成するメッシュ形成ステップと、
前記基礎フィルタアレイの前記開口部に前記残りの透過色についての前記光透過膜を形成するメッシュ充填ステップと、
を有し、
前記メッシュ充填ステップは、
前記残りの透過色についての前記光透過膜の液状材料を前記基礎フィルタアレイに塗布し、前記開口部内に貯留させて選択的に残す塗布ステップと、
塗布された前記液状材料の前記透過色に対応する前記光学素子上の当該液状材料を固化する固化ステップと、
を有することを特徴とするカラーフィルタアレイ製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルタアレイ製造方法において、
前記光透過膜の液状材料は、感光性樹脂材料であり、
前記固化ステップは、前記液状材料の前記透過色に対応する前記光学素子を取り囲む前記基礎フィルタアレイ上に光照射領域と遮光領域との境界を生じるフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂材料を露光する露光ステップを有すること、
を特徴とするカラーフィルタアレイ製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタアレイ製造方法において、
前記残りの透過色は複数あり、
前記メッシュ充填ステップは、
前記固化ステップで固化されなかった前記光学素子上の前記液状材料を除去する除去ステップと、
前記除去ステップ後に、他の前記残りの透過色について前記塗布ステップ及び前記固化ステップを行う追加充填ステップと、
を有することを特徴とするカラーフィルタアレイ製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のカラーフィルタアレイ製造方法において、
前記複数の光学素子は、マトリクス状に配置され、
前記透過色は、前記光学素子のマトリクス状配置において対角線方向に同色が並ぶ第１透過色と、前記第１透過色に対応する光学素子の間に配置される第２透過色及び第３透過色とを含み、
前記基礎フィルタアレイは、前記第１透過色に対応する前記各光学素子上の前記光透過膜が前記対角線方向に接続されて形成されること、
を特徴とするカラーフィルタアレイ製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載のカラーフィルタアレイ製造方法において、
前記複数の光学素子は、マトリクス状に配置され、
前記透過色は、前記光学素子のマトリクス状配置において互いに対角線方向に並ぶ第１透過色及び第２透過色と、前記第１透過色又は前記第２透過色に対応する光学素子の間に配置される第３透過色及び第４透過色とからなり、
前記基礎フィルタアレイは、前記第１透過色又は前記第２透過色に対応する前記各光学素子上の前記光透過膜が前記対角線方向に接続されて形成されること、
を特徴とするカラーフィルタアレイ製造方法。
【請求項６】
基板上に透過色が異なる複数種類の光透過膜を順次、パターン形成して、前記複数種類の光透過膜が選択的に配置されたカラーフィルタアレイを製造する方法であって、
一部の前記透過色についての前記光透過膜をパターン形成して前記基板上に選択的に配置し、残りの前記透過色に対応し互いに孤立した開口部が形成されたメッシュ形状の基礎フィルタアレイを形成するメッシュ形成ステップと、
前記基礎フィルタアレイの前記開口部に前記残りの透過色についての前記光透過膜を形成するメッシュ充填ステップと、
を有し、
前記メッシュ充填ステップは、
前記残りの透過色についての前記光透過膜の液状材料を前記基礎フィルタアレイに塗布し、前記開口部内に貯留させて選択的に残す塗布ステップと、
塗布された前記液状材料の前記透過色に対応する位置の前記開口部の当該液状材料を選択的に固化する固化ステップと、
を有することを特徴とするカラーフィルタアレイ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元配列された光学素子上に透過色が異なる複数種類のフィルタを配列するカラーフィルタアレイの製造方法に関し、特に各フィルタ相互の位置精度の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に使用される固体撮像素子として、撮像部の各受光画素の表面に複数種類の透過色からなるモザイクカラーフィルタアレイを配置したものが用いられている。各透過色のカラーフィルタは、半導体基板に撮像部等を形成した後、顔料で着色された感光性樹脂材料を用いて形成される。すなわち、カラーフィルタアレイは、それを構成する複数の透過色毎に、感光性樹脂材料を塗布しパターンニングする工程を繰り返すことにより製造される。
【０００３】
従来は、半導体基板を覆うように或る透過色の感光性樹脂材料を塗布した後、フォトマスクを用いて当該感光性樹脂材料を露光し、現像処理により当該透過色に対応する画素の上の感光性樹脂材料を選択的に固化し、他の部分の感光性樹脂材料を除去するプロセスによって、当該透過色のフィルタを形成している。
【０００４】
図７は、従来のカラーフィルタアレイ製造方法の各工程を説明する模式図である。図７は、固体撮像素子の撮像部の垂直断面図であり、ＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の３原色のフィルタからなるモザイクフィルタアレイの例を示している。この図に示す製造プロセスでは、透過色がグリーン（Ｇ：Green）であるＧフィルタ膜を塗布する工程２ａ、Ｇフィルタ膜を露光・現像する工程２ｂ、透過色がブルー（Ｂ：Blue）であるＢフィルタ膜を塗布する工程２ｃ、Ｂフィルタ膜を露光・現像する工程２ｄ、透過色がレッド（Ｒ：Red）であるＲフィルタ膜を塗布する工程２ｅ、Ｒフィルタ膜を露光・現像する工程２ｆが順番に行われる。
【０００５】
工程２ａでは、半導体基板４に形成された撮像部の表面を覆うようにＧフィルタ膜が塗布され、Ｇフィルタ膜６が形成される。なお、ここでは半導体基板４の上にパッシベーション膜や平坦化膜からなる光透過層８が積層され、またその層の中間に配線１０が形成されている。この配線１０は、画素間の素子分離領域上に配置されている。
【０００６】
続く露光現像工程２ｂでは、Ｇフィルタ膜６の上にフォトマスクを配置し、それを透過する光により露光し、現像液で現像する。フォトマスクは、画素に応じた形状のパターンを形成され、そのパターンを半導体基板に投影した像のエッジ、すなわち光照射領域と遮光領域との境界が画素の境界に一致するように、半導体基板に対して目合わせされる。例えば、図７では、パターンのエッジが配線１０の上に沿うように目合わせがされる。例えば、フィルタをネガ型感光性樹脂材料で形成する場合、フィルタ膜を残す部分が光照射領域とされ露光により固化され、一方、遮光領域は固化されずに現像によりフィルタ膜が除去される。このようにして現像によりＧに対応する画素（Ｇ画素）上にＧフィルタ１２が形成される。
【０００７】
次にＢフィルタの形成が行われる。塗布工程２ｃでは、Ｂフィルタ膜が塗布され、Ｂフィルタ膜１４が、先に形成されたＧフィルタ１２の上も含め半導体基板４を覆うように形成される。続く露光現像工程２ｄでは、Ｂフィルタ膜１４をＧに対する工程２ｂと同様に露光・現像する。このとき、フォトマスクは、露光パターンがＢに対応する画素（Ｂ画素）の境界に一致するように、半導体基板に対して目合わせされる。その結果、現像後において、Ｂ画素上に対応してＢフィルタ膜１４が残りＢフィルタ１６が形成される。一方、Ｇフィルタ１２の上やＲに対応する画素（Ｒ画素）上のＢフィルタ膜１４は除去される。
【０００８】
最後にＲフィルタの形成が行われる。塗布工程２ｅでは、Ｒフィルタ膜が塗布され、Ｒフィルタ膜１８が、先に形成されたＧフィルタ１２及びＢフィルタ１６の上も含め半導体基板４を覆うように形成される。続く露光現像工程２ｆでは、Ｒフィルタ膜１８をＧ，Ｂに対する工程２ｂ，２ｄと同様に露光・現像する。このとき、フォトマスクは、露光パターンがＲ画素の境界に一致するように、半導体基板に対して目合わせされる。その結果、現像後において、Ｒ画素上に対応してＲフィルタ膜１８が残りＲフィルタ２０が形成される。一方、Ｇフィルタ１２及びＢフィルタ１６の上のＲフィルタ膜１８は除去される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の各色のフィルタ１２，１６，２０は別個のフォトマスクを用いた独立した露光工程を経て形成され、かつ、それらフィルタの境界は、露光パターンにより規定されている。そのため、上述のように独立した露光工程で形成されるＲＧＢ各フィルタを順次重ね合わせてカラーフィルタアレイを製造する際に、高い重ね合わせ精度が要求される。特に、昨今のように画素サイズが縮小されるにつれて、その要求に応じることが難しくなってくる。このように、従来は露光工程の目合わせずれにより、フィルタ１２，１６，２０がそれぞれに対応する画素とはずれた位置に形成される問題があった。図８は、この従来の問題を説明するための模式的な垂直断面図である。図８に示す例では、Ｇフィルタ１２はＧ画素に応じた位置に形成されているが、Ｂフィルタ１６’はＢ画素の位置に対して図において左側にずれて形成され、一方、Ｒフィルタ２０’はＲ画素の位置に対して図において右側にずれて形成されている。このようなずれを生じると、隣接する互いに異なる色のフィルタが重なる部分２２が生じ、その部分を通過する光が受光素子に入射すると混色を生じて画像信号の劣化となる。また画素上にフィルタが配置されない間隙２４が生じて、その部分から受光素子に入射する光によりやはり画像信号の劣化を生じる。
【００１０】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、カラーフィルタアレイを構成する各色のフィルタの配置精度が向上するカラーフィルタアレイ製造方法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】
【００１１】
本発明に係るカラーフィルタアレイ製造方法は、基板上に配列された複数の光学素子の表面に透過色が異なる複数種類の光透過膜を順次、パターン形成して、前記複数種類の光透過膜が前記各光学素子毎に選択的に配置されたカラーフィルタアレイを製造する方法であって、一部の前記透過色についての前記光透過膜をパターン形成して当該透過色に対応する前記光学素子上に選択的に配置し、残りの前記透過色に対応する前記各光学素子それぞれの上に互いに孤立した開口部が形成されたメッシュ形状の基礎フィルタアレイを形成するメッシュ形成ステップと、前記基礎フィルタアレイの前記開口部に前記残りの透過色についての前記光透過膜を形成するメッシュ充填ステップと、を有し、前記メッシュ充填ステップが、前記残りの透過色についての前記光透過膜の液状材料を前記基礎フィルタアレイに塗布し、前記開口部内に貯留させて選択的に残す塗布ステップと、塗布された前記液状材料の前記透過色に対応する前記光学素子上の当該液状材料を固化する固化ステップと、を有するものである。
【００１２】
本発明によれば、メッシュ形成ステップにより、基礎フィルタアレイを形成する。基礎フィルタアレイを構成する光透過膜の透過色の種類は、形成される基礎フィルタアレイにおいて、残りの透過色に対応する光学素子の位置に当該光学素子の形状に応じた開口部が生じるように選択される。さらに、基礎フィルタアレイを構成する光透過膜は、残りの透過色の光学素子を取り囲むように、互いに接続される形状にパターン形成される。残りの透過色についての光透過膜はメッシュ充填ステップにて形成される。その際、光透過膜を形成する材料は液状のものを用い、基礎フィルタアレイとして既に光透過膜が形成されている部分の上からは当該液状材料を排除し、開口部内に選択的に残す。しかる後、固化して光透過膜が形成される。
【００１３】
他の本発明に係るカラーフィルタアレイ製造方法においては、前記光透過膜の液状材料が、感光性樹脂材料であり、前記固化ステップが、前記液状材料の前記透過色に対応する前記光学素子を取り囲む前記基礎フィルタアレイ上に光照射領域と遮光領域との境界を生じるフォトマスクを用いて、前記感光性樹脂材料を露光する露光ステップを有する。
【００１４】
本発明によれば、液状材料である感光性樹脂材料の固化に際して、フォトマスクを用いた露光が行われる。固化により形成される光透過膜の形状は、開口部によって規定されるので、フォトマスクの露光パターンの境界はその開口部の外を取り囲むように設定すれば足り、厳密に開口部の形状に合わせる必要がない。よって、フォトマスクの目合わせ精度が緩和される。
【００１５】
他の本発明に係るカラーフィルタアレイ製造方法においては、前記残りの透過色が複数あり、前記メッシュ充填ステップが、前記固化ステップで固化されなかった前記光学素子上の前記液状材料を除去する除去ステップと、前記除去ステップ後に、他の前記残りの透過色について前記塗布ステップ及び前記固化ステップを行う追加充填ステップと、を有する。
【００１６】
本発明によれば、固化ステップは、残りの透過色が複数ある場合には、塗布された液状材料の透過色に対応する光学素子上の液状材料を選択的に固化する。残りの透過色のうち、塗布された液状材料の透過色以外の透過色に対応する開口部からは液状材料は除去され、開口部が復元される。残りの透過色毎に、対応する液状材料の塗布及び選択的な固化を順次行うことで、各開口部に、その位置に応じた透過色の光透過膜が形成される。
【００１７】
本発明の他の好適な態様は、前記複数の光学素子が、マトリクス状に配置され、前記透過色が、前記光学素子のマトリクス状配置において対角線方向に同色が並ぶ第１透過色と、前記第１透過色に対応する光学素子の間に配置される第２透過色及び第３透過色とからなり、前記基礎フィルタアレイが、前記第１透過色に対応する前記各光学素子上の前記光透過膜が前記対角線方向に接続されて形成されるカラーフィルタアレイ製造方法である。
【００１８】
本発明の別の好適な態様は、前記複数の光学素子が、マトリクス状に配置され、前記透過色が、前記光学素子のマトリクス状配置において互いに対角線方向に並ぶ第１透過色及び第２透過色と、前記第１透過色又は前記第２透過色に対応する光学素子の間に配置される第３透過色及び第４透過色とからなり、前記基礎フィルタアレイが、前記第１透過色又は前記第２透過色に対応する前記各光学素子上の前記光透過膜が前記対角線方向に接続されて形成されるカラーフィルタアレイ製造方法である。
【００１９】
別の本発明に係るカラーフィルタアレイ製造方法は、基板上に透過色が異なる複数種類の光透過膜を順次、パターン形成して、前記複数種類の光透過膜が選択的に配置されたカラーフィルタアレイを製造する方法であって、一部の前記透過色についての前記光透過膜をパターン形成して前記基板上に選択的に配置し、残りの前記透過色に対応し互いに孤立した開口部が形成されたメッシュ形状の基礎フィルタアレイを形成するメッシュ形成ステップと、前記基礎フィルタアレイの前記開口部に前記残りの透過色についての前記光透過膜を形成するメッシュ充填ステップと、を有し、前記メッシュ充填ステップが、前記残りの透過色についての前記光透過膜の液状材料を前記基礎フィルタアレイに塗布し、前記開口部内に貯留させて選択的に残す塗布ステップと、塗布された前記液状材料の前記透過色に対応する位置の前記開口部の当該液状材料を選択的に固化する固化ステップと、を有するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一部の透過色のフィルタにより基礎フィルタアレイが形成され、その後に形成される残りの透過色のフィルタは基礎フィルタアレイの開口部により形状・位置を規定される。これにより、残りの透過色のフィルタの配置が基礎フィルタアレイを構成するフィルタに対して精度良く決定され、隣接するフィルタとの間でオーバーラップや間隙が生じることが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明のカラーフィルタアレイ製造方法を適用するフレーム転送型ＣＣＤイメージセンサの撮像部の構造を示す模式的な平面図である。半導体基板表面の撮像部に対応する領域には、列方向（垂直方向）に延びる複数のＣＣＤシフトレジスタのチャネル３０がチャネルストップにより相互に分離されて形成される。半導体基板上には、チャネル３０に直交し、かつ列方向に配列された複数の垂直転送電極がポリシリコン等の光透過性を有する材料で形成された後、その上に遮光性を有する金属膜からなる配線層、例えばＡｌ層が積層される。これをパターニングして、チャネルストップ上に沿って延びるクロック配線３２、列方向に隣接する画素の境界部分に配置される遮光グリッド３４が形成される。すなわち、撮像部は、各クロック配線３２の列方向に沿った中心線及び各遮光グリッド３４の行方向（水平方向）に沿った中心線３５により格子状に区分され、その各格子に対応して画素が位置する。ちなみに、クロック配線３２はコンタクトを介して垂直転送電極に電気的に接続され、垂直転送電極に転送クロックを印加することができる。また、遮光グリッド３４は、列方向に並ぶ互いに異なるカラーフィルタに対応付けられる受光画素間での光の斜め入射に起因する混色を防止することができる。
【００２３】
カラーフィルタは上述の配線層の上に例えば平坦化膜を積層した後、さらにその上に形成される。図２は、図１に示す撮像部の上に形成されたカラーフィルタアレイのパターンを示す模式的な平面図である。ここではカラーフィルタアレイはＲＧＢ３原色のベイヤー配列であり、各列及び各行にはＲ及びＧ、又はＢ及びＧが交互に配列される。例えば、任意の２×２画素の配列を構成する４画素には、１つの対角方向に並ぶ画素上にＧフィルタ３６が、また、もう１つの対角方向に並ぶ画素上にＢフィルタ３８及びＲフィルタ４０が配置される。
【００２４】
次に、本実施形態に係るカラーフィルタアレイ製造方法を図１〜図４を用いて説明する。図３、図４は、本製造方法の各工程を説明する模式図である。図３、図４は各工程での、図１及び図２に示す線Ａ−Ａ’に沿った垂直断面図を示している。この図に示す製造プロセスでは、Ｇフィルタ膜についての塗布工程５０ａ、露光工程５０ｂ及び現像工程５０ｃ、Ｂフィルタ膜の塗布工程５０ｄ、露光工程５０ｅ及び現像工程５０ｆ、Ｒフィルタ膜についての塗布工程５０ｇ、露光工程５０ｈ及び現像工程５０ｉが順番に行われる。このうち図３には工程５０ａ〜５０ｃ、図４には工程５０ｄ〜５０ｉが示されている。以下、各フィルタ膜にネガ型感光性樹脂材料を用いた例を説明するが、ポジ型感光性樹脂材料を用いても基本的にマスクの光透過領域と遮光領域とを反転すれば同様に本製造方法を実現することができる。
【００２５】
塗布工程５０ａでは、Ｇフィルタ膜が半導体基板５２に形成された撮像部の表面を覆うように塗布され、Ｇフィルタ膜５４が形成される。なお、カラーフィルタの形成時には、半導体基板５２の上にパッシベーション膜や平坦化膜からなる光透過層５６が積層され、またその層内にはチャネル間を分離する素子分離領域上の位置にクロック配線３２及び遮光グリッド３４が形成されている。
【００２６】
露光工程５０ｂでは、Ｇフィルタ膜５４の上にフォトマスク５８を配置し、それを透過する光によりＧフィルタ膜５４を露光する。ネガ型感光性樹脂材料であるＧフィルタ膜に対するフォトマスク５８は、対角線方向に隣接するＢ画素及びＲ画素に応じた位置に、基本的形状が矩形であり、互いに独立した遮光領域を配列したパターンを有する。なお、フォトマスクとして、例えば、石英等の透明基板上に遮光領域に対応してクロム等の被膜を形成したものが用いられるが、図３及び図４においては透明基板は省略され、遮光領域の部材のみを示している。
【００２７】
現像工程５０ｃでは、露光時に遮光され、硬化されなかったＧフィルタ膜５４が現像液によるエッチングで除去される。その結果、図２に示すパターンのＧフィルタ３６が形成される。このＧフィルタ３６は、Ｂ画素及びＲ画素に対応する位置に互いに独立の開口部６０が配置されたメッシュ状に形成される。Ｂ画素、Ｒ画素の位置の開口部６０はフォトマスクでの遮光領域のパターンに応じて定まり、ここでは基本的に矩形に形成される。図２に示すパターンでは、各Ｇ画素のＧフィルタ３６のエッジは、図１に示すクロック配線３２又は遮光グリッド３４の上に置かれ、隣接画素との混色を防止する一方、クロック配線３２及び遮光グリッド３４それぞれの中心線３５で規定される上述の格子のうち当該Ｇ画素に対応する格子より外側に置かれる。すなわち、従来は、基本的に、各画素のＧフィルタは、格子に一致して又はその内側に形成されていたが、本製造方法では、各画素のＧフィルタは反対に格子より大きめに形成される。その結果、対角方向に並ぶＧ画素間にてＧフィルタ３６はコーナーが相互につながり、Ｂ画素、Ｒ画素に対応する位置に全周をＧフィルタ３６で囲まれた開口部６０を形成する。
【００２８】
以上のようにして、Ｇフィルタ３６が形成される。ここで、露光工程５０ｂでは、上述のようにＧフィルタ３６の境界がクロック配線３２又は遮光グリッド３４の上に位置するように、フォトマスクが半導体基板に対して目合わせされる。本製造方法では、Ｇ画素に対応して配列されたＧフィルタ３６を基礎フィルタアレイとして、これを基準として以下に述べるＢフィルタ及びＲフィルタの形成が行われる。
【００２９】
Ｂフィルタの塗布工程５０ｄでは、Ｂフィルタ膜が半導体基板５２に形成された撮像部の表面上に塗布される。ここで、Ｂフィルタ膜は、Ｇフィルタ膜３６が形成する開口部６０の深さより薄く塗布され、かつ当該開口部６０内に選択的に塗布される。例えば、スピンコートによりＢフィルタ膜を塗布する際に、Ｂフィルタ膜の粘性やスピンコートの回転速度等の選択により、Ｇフィルタ３６の上からＢフィルタ膜を除去し、開口部６０に選択的にＢフィルタ膜が溜まり残存するようにすることができる。このようにして、Ｂ画素及びＲ画素に対応する位置に設けられたＧフィルタ３６の開口部６０にＢフィルタ膜６２が形成される。
【００３０】
露光工程５０ｅでは、フォトマスク６４を配置し、それを透過する光によりＢフィルタ膜６２に対する露光を行い、Ｂ画素に対応するＢフィルタ膜６２ｂを選択的に固化する。ここで、Ｂフィルタ膜６２の形状は開口部６０によって規定されるので、フォトマスクのパターンの境界はその開口部の外を取り囲むように設定すれば足り、厳密に開口部６０の形状に合わせる必要がない。すなわち、図４に示すように、フォトマスク６４の光照射領域と遮光領域との境界は、開口部６０のエッジからＧフィルタ３６上へ後退させることができ、その後退量がフォトマスク６４の目合わせに対するマージンとなる。
【００３１】
現像工程５０ｆでは、露光時に遮光され、硬化されなかったＲ画素位置のＢフィルタ膜６２ｒが現像液によるエッチングで除去される。その結果、図２に示すパターンのＢフィルタ３８が形成される。なお、Ｒ画素の位置には、Ｂフィルタ膜６２ｒがエッチングで除去されることにより開口部６０が復元される。
【００３２】
次にＲフィルタ膜の塗布工程５０ｇでは、Ｒフィルタ膜が半導体基板５２に形成された撮像部の表面上に塗布される。ここで、Ｒフィルタ膜は、上述したＢフィルタ膜と同様、開口部６０の深さより薄く塗布され、かつ基本的には残った開口部６０内に選択的に塗布される。このようにして、Ｒ画素に対応する位置に設けられたＧフィルタ３６の開口部６０にＲフィルタ膜６６が形成される。
【００３３】
露光工程５０ｈでは、フォトマスク６８を配置し、それを透過する光によりＲフィルタ膜６６に対する露光を行い、Ｒ画素に対応するＲフィルタ膜６６を選択的に固化する。ここで、Ｒフィルタ膜６６の形状は、Ｂフィルタ膜６２と同様、開口部６０によって規定されるので、フォトマスクのパターンの境界はその開口部の外を取り囲むように設定すれば足り、厳密に開口部６０の形状に合わせる必要がない。すなわち、図４に示すように、フォトマスク６８の光照射領域と遮光領域との境界は、開口部６０のエッジからＧフィルタ３６上へ後退させることができ、その後退量がフォトマスク６８の目合わせに対するマージンとなる。
【００３４】
現像工程５０ｉでは、露光時に遮光され、硬化されなかったＲフィルタ膜６６が現像液によるエッチングで除去される。これにより、例えば、Ｒ画素に対応する開口部６０以外に生じ得る凹部に溜まったＲフィルタ膜が除去され、図２に示すパターンのＲフィルタ４０が形成される。
【００３５】
図５は、本製造方法で製造されるＣＣＤイメージセンサのＲＧＢカラーフィルタアレイの他のパターンを示す模式的な平面図である。このパターンでも工程５０ａ〜５０ｃによって、初めにメッシュ状のＧフィルタ８０がＧフィルタ膜で形成され、その後、工程５０ｄ〜５０ｉによって開口部にＢフィルタ膜、Ｒフィルタ膜が充填されＢフィルタ８２、Ｒフィルタ８４が形成される。このパターンでは、各色のフィルタのエッジは、基本的には上述の格子（中心線３５）に沿って配置されるが、Ｇフィルタのコーナーに、対角方向に並ぶＧ画素間にてＧフィルタ８０をつなぐ橋渡し部分８６が設けられる。この橋渡し部分８６によりＧフィルタ８０はメッシュ状につながり、Ｂ画素、Ｒ画素に対応する位置を取り囲む開口部を形成する。この開口部を用いて、上述のようにＢフィルタ、Ｒフィルタが形成される。
【００３６】
図６は、本製造方法で製造されるＣＣＤイメージセンサの他のカラーフィルタアレイのパターンを示す模式的な平面図である。このカラーフィルタアレイは４色のフィルタのモザイク配列で構成される。ここでは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、グリーン（Ｇ）の４色で構成される例を説明する。このパターンでは、例えば、Ｇ画素の位置に上述の格子より大きめの矩形パターンのＧフィルタ９０を形成し、その対角線方向に並ぶＣ画素の位置にやはり格子より大きめの矩形パターンのＣフィルタ９２を形成する。これらＧフィルタ、Ｃフィルタのパターニングは、従来と同様、例えば、クロック配線３２や遮光グリッド３４を基準としてフォトマスクを目合わせして行われる。Ｇフィルタ９０及びＣフィルタ９２をそれぞれ格子より大きめに形成したことにより、それらは互いのコーナーで重なり合い、残るＹ画素及びＭ画素の位置に開口部を形成する。すなわち、Ｇフィルタ９０とＣフィルタ９２とによりメッシュ状の基礎フィルタアレイが形成される。その後、例えば、工程５０ｄ〜５０ｆと同様にして、Ｙフィルタ９４を開口部内に形成し、工程５０ｇ〜５０ｉと同様にして、Ｍフィルタ９６を開口部内に形成することができる。
【００３７】
なお、ここでは、固体撮像素子に搭載されるカラーフィルタアレイに関する実施形態を説明したが、本発明は、液晶表示装置等、他の装置におけるカラーフィルタアレイの製造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】フレーム転送型ＣＣＤイメージセンサの撮像部の構造を示す模式的な平面図である。
【図２】実施形態に係る３原色モザイクフィルタのパターンの一例を示す模式的な平面図である。
【図３】実施形態に係るカラーフィルタアレイ製造方法の各工程を説明する模式図である。
【図４】実施形態に係るカラーフィルタアレイ製造方法の各工程を説明する模式図である。
【図５】実施形態に係る３原色モザイクフィルタの他のパターンの例を示す模式的な平面図である。
【図６】実施形態に係る４色モザイクフィルタのパターンの一例を示す模式的な平面図である。
【図７】従来のカラーフィルタアレイ製造方法の各工程を説明する模式図である。
【図８】従来の問題を説明するための模式的な垂直断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
３０  チャネル、３２  クロック配線、３４  遮光グリッド、３６，８０，９０  Ｇフィルタ、３８，８２  Ｂフィルタ、４０，８４  Ｒフィルタ、５２  半導体基板、５４  Ｇフィルタ膜、５６  光透過層、５８，６４，６８  フォトマスク、６０  開口部、６２  Ｂフィルタ膜、６６  Ｒフィルタ膜、８６  橋渡し部分、９２  Ｃフィルタ、９４  Ｙフィルタ、９６  Ｍフィルタ。
【図１】
2006163316.tif 000003
【図２】
2006163316.tif 000004
【図３】
2006163316.tif 000005
【図４】
2006163316.tif 000006
【図５】
2006163316.tif 000007
【図６】
2006163316.tif 000008
【図７】
2006163316.tif 000009
【図８】
2006163316.tif 000010