(57)【要約】【課題】混色を防いで薄型化を実現することのできるカラーフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】Ｂのカラーフィルタ５０Ｂを形成後（図４（ａ））、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの間にＲのカラーフィルタ５０Ｒを形成し（図４（ｂ））、その後、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの間にＧのカラーフィルタ５０Ｇを形成する（図４（ｃ））。そして、図４（ｃ）に示す状態から、ＣＭＰ処理を行って、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの平坦化膜７４表面からの高さよりも高い位置にあるＲのカラーフィルタ５０Ｒ及びＧのカラーフィルタ５０Ｇを除去する。これにより、各色カラーフィルタ同士の段差を極力なくすことができ、混色を防ぐことができると共に、薄型化を実現することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦面上に配列される第１の色のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタとを含むカラーフィルタの製造方法であって、
前記平坦面上に、前記第１の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第１の色のカラーフィルタを形成する第１工程と、
前記第１工程後、前記平坦面上に前記第２の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第２の色のカラーフィルタを形成する第２工程と、
前記第２工程後、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの少なくとも一部を除去する第３工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの厚さが５０ｎｍ以下になるように、前記第２のカラーフィルタの除去を行うカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記第３工程では、ＣＭＰ処理を行って前記第２のカラーフィルタの除去を行うカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記第１の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートが、前記第２の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートよりも遅く、
前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタをストッパとして前記ＣＭＰ処理を行うカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記第１の色が、青色であり、
前記第２の色が、赤色と緑色を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
半導体基板に形成された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に配列される第１の色のカラーフィルタ及び前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを含むカラーフィルタとを有する固体撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタの製造工程が、
前記平坦化膜上に、前記第１の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第１の色のカラーフィルタを形成する第１工程と、
前記第１工程後、前記平坦化膜上に前記第２の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第２の色のカラーフィルタを形成する第２工程と、
前記第２工程後、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦化膜表面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの少なくとも一部を除去する第３工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦化膜表面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの厚さが５０ｎｍ以下になるように、前記第２のカラーフィルタの除去を行う固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第３工程では、ＣＭＰ処理を行って前記第２のカラーフィルタの除去を行う固体撮像素子の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートが、前記第２の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートよりも遅く、
前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタをストッパとして前記ＣＭＰ処理を行う固体撮像素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第３工程後、前記カラーフィルタ上にマイクロレンズを直接形成する第４工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の色が、青色であり、
前記第２の色が、赤色と緑色を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項１２】
平坦面上に配列される第１の色のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタとを含むカラーフィルタであって、
隣接する前記第１の色のカラーフィルタと前記第２の色のカラーフィルタの段差が５０ｎｍ以下であるカラーフィルタ。
【請求項１３】
半導体基板に形成された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に配列される第１の色のカラーフィルタ及び前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを含むカラーフィルタとを有する固体撮像素子であって、
前記カラーフィルタは、隣接する前記第１の色のカラーフィルタと前記第２の色のカラーフィルタの段差が５０ｎｍ以下である固体撮像素子。
【請求項１４】
請求項１３記載の固体撮像素子であって、
前記カラーフィルタ上に直接形成されたマイクロレンズを備える固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦面上に形成されるカラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
一般に、ＭＯＳ型やＣＣＤ型の固体撮像素子等に用いられているカラーフィルタは、３色もしくは４色の着色されたレジストを使用し、レジストコートプロセス及び現像プロセスによって、平坦面上にパターン形成されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
カラーフィルタは次のようにして製造される。まず、平坦面上に例えばＢ（青色）のカラーフィルタ材料である着色レジストを塗布し、露光及び現像処理を行ってパターニングした後、熱処理又は紫外線照射を行って固着させることで、Ｂのカラーフィルタを形成する。次に、Ｂのカラーフィルタ及び平坦面上に、例えばＧ（緑色）のカラーフィルタ材料である着色レジストを塗布し、露光及び現像処理を行ってパターニングした後、熱処理又は紫外線照射を行って固着させることで、Ｇのカラーフィルタを形成する。最後に、Ｂ，Ｇのカラーフィルタ及び平坦面上に、例えばＲ（赤色）のカラーフィルタ材料である着色レジストを塗布し、露光及び現像処理を行ってパターニングした後、熱処理又は紫外線照射を行って固着させることで、Ｒのカラーフィルタを形成する。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７３６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の固体撮像素子は、微細化により、カラーフィルタ材料をパターニングする際のパターニング精度の維持が難しくなってきている。このため、先に形成したＢのカラーフィルタの上部に、そのＢのカラーフィルタの隣に形成すべきＧやＲのカラーフィルタ材料のパターンの一部が重なってしまうことがある。この状態のままＧやＲのカラーフィルタ材料の固着を行うと、後から形成したＧやＲのカラーフィルタの一部が、隣接するＢのカラーフィルタの上部に残り、これが混色や、カラーフィルタの薄型化を阻害する要因となる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、混色を防いで薄型化を実現することのできるカラーフィルタの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】
【０００７】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、平坦面上に配列される第１の色のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタとを含むカラーフィルタの製造方法であって、前記平坦面上に、前記第１の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第１の色のカラーフィルタを形成する第１工程と、前記第１工程後、前記平坦面上に前記第２の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第２の色のカラーフィルタを形成する第２工程と、前記第２工程後、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの少なくとも一部を除去する第３工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【０００８】
この方法により、異なる色のカラーフィルタ同士の段差を減らすことができ、混色の防止や薄型化が可能となる。
【０００９】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの厚さが５０ｎｍ以下になるように、前記第２のカラーフィルタの除去を行う。
【００１０】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第３工程では、ＣＭＰ処理を行って前記第２のカラーフィルタの除去を行う。
【００１１】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第１の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートが、前記第２の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートよりも遅く、前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタをストッパとして前記ＣＭＰ処理を行う。
【００１２】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第１の色が、青色であり、前記第２の色が、赤色と緑色を含む。
【００１３】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板に形成された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に配列される第１の色のカラーフィルタ及び前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを含むカラーフィルタとを有する固体撮像素子の製造方法であって、前記カラーフィルタの製造工程が、前記平坦化膜上に、前記第１の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第１の色のカラーフィルタを形成する第１工程と、前記第１工程後、前記平坦化膜上に前記第２の色のカラーフィルタ材料のパターンを形成し、これを固着して前記第２の色のカラーフィルタを形成する第２工程と、前記第２工程後、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦化膜表面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの少なくとも一部を除去する第３工程とを含む。
【００１４】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタの前記平坦化膜表面からの高さよりも高い位置にある前記第２の色のカラーフィルタの厚さが５０ｎｍ以下になるように、前記第２のカラーフィルタの除去を行う。
【００１５】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第３工程では、ＣＭＰ処理を行って前記第２のカラーフィルタの除去を行う。
【００１６】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第１の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートが、前記第２の色のカラーフィルタ材料のＣＭＰ研磨レートよりも遅く、前記第３工程では、前記第１の色のカラーフィルタをストッパとして前記ＣＭＰ処理を行う。
【００１７】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第３工程後、前記カラーフィルタ上にマイクロレンズを直接形成する第４工程を含む。
【００１８】
この方法によれば、カラーフィルタ上にマイクロレンズを直接形成することができるため、工程数及び厚さを削減することができる。
【００１９】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第１の色が、青色であり、前記第２の色が、赤色と緑色を含む。
【００２０】
本発明のカラーフィルタは、平坦面上に配列される第１の色のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタとを含むカラーフィルタであって、隣接する前記第１の色のカラーフィルタと前記第２の色のカラーフィルタの段差が５０ｎｍ以下である。
【００２１】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板に形成された多数の光電変換素子と、前記多数の光電変換素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に配列される第１の色のカラーフィルタ及び前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを含むカラーフィルタとを有する固体撮像素子であって、前記カラーフィルタは、隣接する前記第１の色のカラーフィルタと前記第２の色のカラーフィルタの段差が５０ｎｍ以下である。
【００２２】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記カラーフィルタ上に直接形成されたマイクロレンズを備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、混色を防いで薄型化を実現することのできるカラーフィルタの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態で説明するカラーフィルタは、例えば固体撮像素子に用いられるものである。以下では、カラーフィルタを固体撮像素子に用いた場合について説明するが、用途はこれに限定されない。又、本実施形態においてカラーフィルタとは、複数色のカラーフィルタが同一平坦面上に配列されたもののことを言う。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態を説明するための固体撮像素子の平面模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面模式図である。
図１，２に示す固体撮像素子は、ｎ型のシリコン基板１表面部に光電変換部であるフォトダイオード３０が多数形成され、各フォトダイオード３０で発生した信号電荷を列方向（図２中のＹ方向）に転送するための電荷転送部４０が、列方向に配設された複数のフォトダイオード３０からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。多数のフォトダイオード３０の配置は、奇数列のフォトダイオード列が、偶数列のフォトダイオード列に対して、列方向に配列されるフォトダイオード３０の配列ピッチの略１／２列方向にずれている、いわゆるハニカム配置となっている。
【００２６】
図２に示すように、多数のフォトダイオード３０の上方には、それぞれに対応する赤色のカラーフィルタ５０Ｒ（不図示）と、緑色のカラーフィルタ５０Ｇと、青色のカラーフィルタ５０Ｂが平坦化膜７４上に所定のパターンで配列されている。図１では、各フォトダイオード３０に対し、その上方に形成される各色カラーフィルタを示す符号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を付してある。
【００２７】
電荷転送部４０は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板１表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル３３と、電荷転送チャネル３３の上層に形成された電荷転送電極３（第１の電極３ａ、第２の電極３ｂ）と、フォトダイオード３０で発生した電荷を電荷転送チャネル３３に読み出すための電荷読み出し領域３４とを含む。電荷転送電極３は、行方向に配設された複数のフォトダイオード３０からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向（図２中のＸ方向）に延在する蛇行形状となっている。電荷転送電極３は単層構造に限らず、二層構造であっても良い。
【００２８】
図２に示すように、シリコン基板１の表面部にはｐウェル層９が形成され、ｐウェル層９の表面部にはｐ領域３０ａが形成され、ｐ領域３０ａの下にはｎ領域３０ｂが形成され、ｐ領域３０ａとｎ領域３０ｂがフォトダイオード３０を構成し、フォトダイオード３０で発生した信号電荷は、ｎ領域３０ｂに蓄積される。
【００２９】
ｐ領域３０ａの右側には、少し離間してｎ領域からなる電荷転送チャネル３３が形成される。ｎ領域３０ｂと電荷転送チャネル３３の間のｐウェル層９には電荷読み出し領域３４が形成される。
【００３０】
シリコン基板１表面にはゲート酸化膜２が形成され、電荷読み出し領域３４と電荷転送チャネル３３の上には、ゲート酸化膜２を介して、第１の電極３ａと第２の電極３ｂが形成される。第１の電極３ａと第２の電極３ｂの間は電極間絶縁膜５によって絶縁される。垂直転送チャネル３３の右側にはｐ＋領域からなるチャネルストップ３２が設けられ、隣接するフォトダイオード３０との分離が図られる。
【００３１】
電荷転送電極３の上には酸化シリコン膜６が形成され、更にその上に中間層７０が形成される。中間層７０のうち、７１は遮光膜、７２はＢＰＳＧ（borophospho  silicate  glass）からなる絶縁膜、７３はＰ−ＳｉＮからなる絶縁膜（パッシベーション膜）、７４は透明樹脂等からなる平坦化膜である。遮光膜７１は、フォトダイオード３０の開口部分を除いて設けられる。中間層７０上方には、カラーフィルタとマイクロレンズ６０が設けられる。カラーフィルタとマイクロレンズ６０との間には、絶縁性の透明樹脂等からなる平坦化膜６１が形成される。
【００３２】
本実施形態の固体撮像素子は、フォトダイオード３０で発生した信号電荷がｎ領域３０ｂに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル３３によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない電荷転送路（ＨＣＣＤ）によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力される構成である。シリコン基板１は、上述した固体撮像素子（光電変換部、電荷転送部、ＨＣＣＤ、及びアンプを含む）が形成される領域である固体撮像素部と、固体撮像素子の周辺回路（ＰＡＤ部等）が形成される領域である周辺回路部とに分けられる。
【００３３】
次に上述した固体撮像素子の製造工程を説明する。
まず、カラーフィルタ形成前までの製造工程について説明する。
ｎ型のシリコン基板１表面に、酸化シリコン膜と、窒化シリコン膜と、酸化シリコン膜とをこの順に積層した３層構造のゲート酸化膜２を成膜する。続いて、このゲート酸化膜２上に、第１の電極３ａを構成する第１導電性膜３ａを成膜し、パターニングを行って第１の電極３ａ及び周辺回路の配線を形成する。次に、第１の電極３ａの周囲に酸化シリコン膜からなる絶縁膜５を成膜し、その上に第２の電極３ｂを構成する第２導電性膜３ｂを成膜する。次に、ＣＭＰにより第２導電性膜３ｂの平坦化を行い、パターニングを行って第２の電極３ｂを形成する。次に、第２の電極３ｂの周りに絶縁膜６を成膜した後、遮光膜材料を成膜し、パターニングを行って遮光膜７１を形成する。次に、絶縁膜７２を成膜し、これを高温熱処理することで所望の形状を得る。
【００３４】
次に、絶縁膜７２の周辺回路上部にコンタクトホールを形成した後、金属材料を成膜し、パターニングを行ってボンディングパッド（不図示）を形成する。次に、パッシベーション膜７３を成膜して平坦化し、ボンディングパッド上のパッシベーション膜を選択的にエッチング除去して開口を形成し、ボンディングパッドを露出させる。次に、Ｈ２を含む不活性ガス雰囲気内でシンターリングを行った後、スピンコート又はスキャンコート法により、膜厚０．５〜２．０μｍの平坦化膜７４を成膜する。ここまでの製造工程は、従来と同様である。平坦化膜７４は、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズの可視光に対して透明なレジスト材料を用いる。
【００３５】
次に、カラーフィルタの製造工程について図３及び図４を参照して詳細に説明する。
図３は、本実施形態のカラーフィルタの各製造工程後の平面図である。図３では、固体撮像素子を図１の状態からＸ方向に対して４５度回転させた状態で図示した。又、図３において、カラーフィルタ５０Ｒには“Ｒ”、カラーフィルタ５０Ｇには“Ｇ”、カラーフィルタ５０Ｂには“Ｂ”の文字を付した。図４は、図３に示す各平面図におけるａ−ａ断面図とｂ−ｂ断面図であり、左側に示す図がａ−ａ断面図、右側に示す図がｂ−ｂ断面図である。本実施形態では、ＲＧＢの各カラーフィルタ材料として、ＣＭＰ処理において図５に示すような研磨レートを有する富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｓシリーズのものを使用する。尚、本実施形態における“Ｂ”は、特許請求の範囲の第１の色に該当し、“Ｒ”と“Ｇ”は、特許請求の範囲の第２の色に該当する。
【００３６】
まず、平坦化膜７４上に、ＲＧＢ各カラーフィルタ材料のうち、ＣＭＰによる研磨レートが最も遅いＢのカラーフィルタ材料を膜厚０．５〜２．０μｍとなるように塗布し、露光、現像、及び水洗を行って、Ｂのカラーフィルタ材料のパターンを形成する。そして、Ｂのカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行ってこれを固着し、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂを形成する（図３（ａ）、図４（ａ））。
【００３７】
次に、Ｒのカラーフィルタ材料を膜厚０．５〜２．０μｍとなるように塗布し、露光、現像、及び水洗を行って、Ｒのカラーフィルタ材料のパターンを形成する。Ｒのカラーフィルタ材料は、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの間にぴったりと収まるようにパターニングする必要はなく、隣接するＢのカラーフィルタ５０Ｂの上部に、その一部が重なるようにパターニングすれば良い。そして、Ｒのカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行ってこれを固着し、Ｒのカラーフィルタ５０Ｒを形成する（図３（ｂ）、図４（ｂ））。
【００３８】
次に、Ｇのカラーフィルタ材料を膜厚０．５〜２．０μｍとなるように塗布し、露光、現像、及び水洗を行って、Ｇのカラーフィルタ材料のパターンを形成する。Ｇのカラーフィルタ材料は、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの間にぴったりと収まるようにパターニングする必要はなく、隣接するＢのカラーフィルタ５０Ｂの上部に、その一部が重なるようにパターニングすれば良い。そして、Ｇのカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行ってこれを固着し、Ｇのカラーフィルタ５０Ｇを形成する（図３（ｃ）、図４（ｃ））。
【００３９】
次に、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂをストッパとして以下の表１に示すような条件でＣＭＰ処理を行い、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの平坦化膜７４表面からの高さよりも高い位置にあるＲのカラーフィルタ５０Ｒ及びＧのカラーフィルタ５０Ｇを除去する（図３（ｄ）、図４（ｄ））。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
このＣＭＰ処理により、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの平坦化膜７４表面からの高さよりも高い位置にあるＲのカラーフィルタ５０Ｒ及びＧのカラーフィルタ５０Ｇのそれぞれの厚さを、混色が発生しない程度の厚さ（例えば５０ｎｍ以下）にすることができる。以下、この厚さを、Ｂのカラーフィルタ５０ＢとＲのカラーフィルタ５０Ｒ又はＧのカラーフィルタ５０Ｇとの段差とも言う。
【００４２】
ＣＭＰ処理後、所定の洗浄液によりカラーフィルタ表面を洗浄し、カラーフィルタ表面に残存しているスラリを除去し、カラーフィルタの製造を完了する。そして、このカラーフィルタの上に、例えば富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズの可視光に対して透明なレジスト材料を０．５〜２．０μｍの膜厚となるように塗布し、平坦化膜６１を形成する。その後、この平坦化膜６１の上に、マイクロレンズ６０をエッチング法又はメルト法等によって形成することで、図２に示すような固体撮像素子が製造される。
【００４３】
このように、本実施形態の製造方法によれば、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示す状態から、ＣＭＰ処理を行って、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの平坦化膜７４表面からの高さよりも高い位置にあるＲのカラーフィルタ５０Ｒ及びＧのカラーフィルタ５０Ｇを除去することで、各色カラーフィルタ同士の段差を極力なくすことができ、混色の発生を防ぐことができる。又、カラーフィルタの平坦化膜７４表面からの高さを従来よりも低くすることができるため、固体撮像素子の薄型化が可能となる。この結果、斜め入射光に対するマージンが広がり、高感度の固体撮像素子を製造することが可能となる。
【００４４】
又、カラーフィルタ材料として、顔料分散型のカラーフィルタ材料を用いた場合には、カラーフィルタ材料のパターンを形成後、水洗時に残渣が発生し、これが他のカラーフィルタ上に付着して、光学特性、特に画質を劣化させる要因となってしまうが、本実施形態によれば、ＣＭＰ処理によって上記残渣も除去することができるため、画質劣化を防ぐことができる。
【００４５】
又、本実施形態の製造方法によれば、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂに重なったＲのカラーフィルタ５０Ｒの一部及びＧのカラーフィルタ５０Ｇの一部を、ＣＭＰ処理によって最終的に除去するため、Ｒのカラーフィルタ材料とＧのカラーフィルタ材料のパターニング精度をそれほど高精度にしておく必要がない。したがって、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００４６】
又、本実施形態の製造工程で製造したカラーフィルタは、隣接するカラーフィルタ同士の境界において段差がほとんどなく、その表面はほぼ平坦化されているため、上述した平坦化膜６１を形成せずに、カラーフィルタ表面にマイクロレンズ６０を直接形成することも可能である。このようにした場合には、固体撮像素子を更に薄くすることができると共に、製造工程を１つ減らすことができ、高感度の固体撮像素子を低コストで製造することが可能となる。
【００４７】
尚、本実施形態では、隣接するＢのカラーフィルタ５０Ｂの上部にＲやＧのカラーフィルタ材料の一部が重なるように、ＲやＧのカラーフィルタ材料をパターニングしているが、これに限らない。例えば、ＲやＧのカラーフィルタ材料が、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの間にぴったりと収まるようにパターニングしても良い。このようにした場合でも、隣接するＢのカラーフィルタ５０Ｂの上部にＲやＧのカラーフィルタ材料の一部が重なってしまうことがあり得るため、本実施形態のようにＣＭＰ処理を行うことは効果的である。
【００４８】
又、本実施形態では、Ｂのカラーフィルタ５０ＢをストッパとしてＣＭＰ処理を行っているが、ストッパを用いないでＣＭＰ処理を行うことも可能である。この場合は、公知の終点検出機能又は時間研磨を利用して、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの平坦化膜７４表面からの高さよりも高い位置にあるＲのカラーフィルタ５０Ｒ及びＧのカラーフィルタ５０Ｇの厚さが５０ｎｍ以下になるようにＣＭＰ処理を行えば良い。又、この場合、カラーフィルタの形成順序は上述したものに限られない。
【００４９】
又、本実施形態では、Ｒのカラーフィルタ５０ＲとＧのカラーフィルタ５０Ｇを形成してからＣＭＰ処理を行っているが、これに限らない。例えば、Ｒのカラーフィルタ５０Ｒを形成してからＣＭＰ処理を行って、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの平坦化膜７４表面からの高さよりも高い位置にあるＲのカラーフィルタ５０Ｒの除去を行い、その後、Ｇのカラーフィルタ５０Ｇを形成してからＣＭＰ処理を行って、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂの平坦化膜７４表面からの高さよりも高い位置にあるＧのカラーフィルタ５０Ｇの除去を行うようにしても良い。
【００５０】
又、本実施形態では、Ｂのカラーフィルタ５０Ｂを研磨停止層としたが、これに限らない。例えば、Ｒのカラーフィルタ材料の研磨レートをＲＧＢのカラーフィルタ材料の中で最も遅くできるのであれば、Ｒのカラーフィルタ５０Ｒを先に形成してこれを研磨停止層としても良いし、Ｇのカラーフィルタ材料の研磨レートをＲＧＢのカラーフィルタ材料の中で最も遅くできるのであれば、Ｇのカラーフィルタ５０Ｇを先に形成してこれを研磨停止層としても良い。
【００５１】
又、本実施形態では、多数のフォトダイオードがハニカム配置された構成の固体撮像素子を例にしたが、これに限らず、多数のフォトダイオードが正方格子状に配置された構成の固体撮像素子にも本発明を適用可能である。
【００５２】
又、本実施形態では、ＲＧＢの原色系のカラーフィルタを例にしたが、シアン、マゼンタ、イエローの補色系のカラーフィルタであっても本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態を説明するための固体撮像素子の平面模式図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面模式図
【図３】本実施形態のカラーフィルタの各製造工程後の平面図
【図４】図３に示す各平面図におけるａ−ａ断面とｂ−ｂ断面を示す図
【図５】ＲＧＢの各カラーフィルタ材料の特性を示す図
【符号の説明】
【００５４】
１  ｎ型シリコン基板
２  ゲート酸化膜
３ａ  第１の電極
３ｂ  第２の電極
５  電極間絶縁膜
６  絶縁膜
６０  マイクロレンズ
６１  平坦化膜
７１  遮光膜
７２  絶縁（ＢＰＳＧ）膜
７３  パッシベーション膜
７４  平坦化膜
５０Ｂ，５０Ｇ  カラーフィルタ
【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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