(57)【要約】【課題】カラーフィルターのパターンを形成すると同時に、各カラーフィルター間に高アスペクト比の隔壁を形成することが可能であり、また、隔壁形成後の基板洗浄工程やカラーフィルター形成工程中に隔壁が倒壊し、歩留まりが低下することを抑制しつつ混色の少ない固体撮像素子を得ることができる固体撮像素子の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】光硬化式ナノインプリントリソグラフィーにより、固体撮像素子１のカラーフィルターパターンを形成すると同時に、各カラーフィルター１２間に高アスペクト比の隔壁１１を形成する製造方法により、且つ隔壁形成後の基板洗浄工程やカラーフィルター形成工程中に隔壁が倒壊し、歩留まりが低下する虞の無い製造方法により、混色の無い固体撮像素子を得ることができる。【選択図】図１
2018205685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノインプリントリソグラフィーを使用した固体撮像素子の製造方法であって、
複数の光電変換素子が二次元状に配列された固体撮像素子用の半導体基板の表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして緑色カラーフィルターを形成する工程と、
前記半導体基板の表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして青色カラーフィルターを形成する工程と、
前記半導体基板の表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして赤色カラーフィルターを形成する工程と、
隣接する前記カラーフィルター間に隔壁を形成する工程と、
を備えており、
前記青色カラーフィルターを形成する工程と前記赤色カラーフィルターを形成する工程は、各々専用のナノインプリントリソグラフィー用原版を使用したナノインプリントリソグラフィーによりカラーフィルターを形成するのと同時に、各カラーフィルター間に溝を形成する工程であり、
前記隔壁を形成する工程は、前記カラーフィルターが全て形成された前記半導体基板の表面に前記隔壁となる材料の層を形成した後、その隔壁となる材料の層の表面を平滑化することで、前記溝に前記隔壁となる材料が充填され、前記隔壁が形成される工程であることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
固体撮像素子の隣接する画素の間の隔壁を形成するためのナノインプリントリソグラフィー用原版であって、
支持基材と、遮光膜と、前記遮光膜に形成された開口部と、前記開口部の周縁に形成された溝パターン形成用突起と、を備え、
前記支持基材は、透明基板であり、
前記遮光膜は、前記支持基材上に形成された遮光性材料からなる膜であり、
前記遮光膜に形成された前記開口部は、カラーフィルターを露光可能とするため、当該部分の前記遮光膜を除去した部分であり、
前記開口部の周縁に形成された前記溝パターン形成用突起は、隣接するカラーフィルター間に、カラーフィルターが形成されていない溝パターンを形成する突起であることを特徴とするナノインプリントリソグラフィー用原版。
【請求項３】
前記支持基材の材質は、石英もしくは可視紫外光を透過する樹脂であることを特徴とする請求項２に記載のナノインプリントリソグラフィー用原版。
【請求項４】
前記溝パターン形成用突起の材質は、ニッケル、銅、タングステンもしくはそれらの合金であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のナノインプリントリソグラフィー用原版。
【請求項５】
前記溝パターン形成用突起の材質は、シリコンもしくは石英であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のナノインプリントリソグラフィー用原版。
【請求項６】
前記遮光膜の表面が、前記開口部の表面と同じ高さ、または、前記開口部の表面よりも深い位置に設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のナノインプリントリソグラフィー用原版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光電変換素子が二次元状に配列されたＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの固体撮像素子の製造方法および、それを製造するためのナノインプリントリソグラフィー用の原版に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子は、光を吸収して電荷を発生するＣＭＯＳタイプもしくはＣＣＤタイプの光電変換素子を二次元的に配列し、発生した電荷を外部へ電気信号として転送するものであって、テレビカメラ、デジタルスチルカメラなどに広く用いられている。
固体撮像素子でカラー画像を撮影する場合は、通常は光電変換素子上にカラーフィルターを形成し、特定の範囲の波長を透過させた分光画像データを得て、画像処理回路によりカラー化する方法が用いられている。また、カラーフィルターを配置するための様々な配列方法が考案されているが、一画素おきに緑色フィルターが設けられ、緑色フィルターの間に一行おきに赤色フィルターと青色フィルターが設けられた、ベイヤー配列（Ｂａｙｅｒ  Ａｒｒａｙ）が最も一般的である。
【０００３】
ある色を有するカラーフィルターを透過した光が、透過したカラーフィルターとは別の色を有するカラーフィルターに対応した隣接画素に入射する現象は、混色またはクロストークと呼ばれ、画質の低下につながる。特に、固体撮像素子の単位面積当たりの画素数を増加させるために、一画素のサイズを縮小して画素間隔を狭くした場合は、より混色が生じやすい傾向がある。
【０００４】
隣接画素への光の入射を抑制する手段として、各画素間に可視光を遮蔽する隔壁を設ける手段が用いられている。カラーフィルターの下に透明な絶縁層を設け、その中に隔壁を設けることで混色を抑制できるが、隣接するカラーフィルター間に直接隔壁を設けることで、カラーフィルターと光電変換素子の間の光学距離が近くなり、かつ、回折によるカラーフィルター間を通じた隣接画素への入射も抑制できるため、より混色抑制効果が得られる。
【０００５】
特許文献１で開示されている先行技術は、光電変換素子基板上に先に隔壁を形成した上で、その後にカラーフィルター材料を塗布し、フォトリソグラフィー等の手段により所定のカラーフィルター配列を形成する工程を用いている。しかしながら、光電変換素子基板上に隔壁を形成すると基板に凹凸が生じるため、次の工程でカラーフィルター材料を塗布した際に塗布不良が生じやすくなり、各画素で均一なカラーフィルター形状を得ることが難しくなる問題があった。また、カラーフィルター材料を塗布、硬化した際に隔壁の凹凸を起因としたカラーフィルターのひび割れ、剥がれが発生する恐れもある。
【０００６】
また、隔壁が形成される幅が広い場合、画素の開口率が下がり感度低下につながるため、できる限り幅を狭く形成する必要がある。混色を抑制するためには隔壁の高さを少なくともカラーフィルター膜厚の半分程度に形成するのが望ましいが、その場合は幅より高さが大きい高アスペクト構造で隔壁を形成する必要がある。従来技術のプロセスで、アスペクト比が高い隔壁を形成した場合、隔壁形成後の基板洗浄工程やカラーフィルター形成工程中に隔壁が倒壊し、歩留まりが低下する恐れがある。
【０００７】
一方、特許文献２および３で開示されている先行技術は、カラーフィルター形成後にフォトリソグラフィーによりカラーフィルター間に隔壁形成用のレジスト開口パターンを形成し、ドライエッチングなどの加工により、隔壁形成用の溝を形成した後、溝内に隔壁材料を埋め込むことで隔壁を形成している。しかしながら、この先行技術についても、できる限り幅を狭く形成し、開口率を確保するためには、高アスペクト比の溝を形成する必要がある。
【０００８】
例えば、現在モバイル機器用に広く用いられている画素サイズ１．１μｍの固体撮像素子に対して隔壁を形成する場合、開口率が下がることによる感度低下を防ぐため、隔壁幅は最大でも０．２μｍ程度にする必要がある。しかしながら、通常のステッパで用いられる高圧水銀灯光源（ｇ線；４３６ｎｍまたは、ｉ線；３６５ｎｍ）を用いたフォトリソグラフィーの加工精度では、このような幅の溝形成が困難となるため、ＫｒＦエキシマーレーザーやＡｒＦエキシマーレーザーなど特殊な光源の露光装置によるフォトリソグラフィー加工が必要となり、製造コストの増大へとつながる。
【０００９】
また、狭開口のパターンに対して深い溝を形成することも困難である。ドライエッチング加工で溝を形成する場合、エッチングを進めるにつれ、エッチングガスが溝の奥に入りにくくなるため、エッチング不足が生じる可能性がある。一方、十分にドライエッチング時間を取ってエッチング処理をした場合、本来形成すべき溝だけでなく、センサー表面部やカラーフィルターの側壁がエッチング加工されて、センサー特性不良が生じる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−６５０９８号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２５４４号公報
【特許文献３】特開２０１６−２０１５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するため提案されるものであり、カラーフィルターのパターンを形成すると同時に、各カラーフィルター間に高アスペクト比の隔壁を形成することが可能であり、また、隔壁形成後の基板洗浄工程やカラーフィルター形成工程中に隔壁が倒壊し、歩留まりが低下することを抑制しつつ混色の少ない固体撮像素子を得ることができる固体撮像素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決する手段として、本発明の一態様に係る固体撮像素子の製造方法は、ナノインプリントリソグラフィーを使用した固体撮像素子の製造方法であって、複数の光電変換素子が二次元状に配列された固体撮像素子用の半導体基板の表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして緑色カラーフィルターを形成する工程と、半導体基板の表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして青色カラーフィルターを形成する工程と、半導体基板の表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして赤色カラーフィルターを形成する工程と、隣接するカラーフィルター間に隔壁を形成する工程と、を備えており、青色カラーフィルターを形成する工程と赤色カラーフィルターを形成する工程は、各々専用のナノインプリントリソグラフィー用原版を使用したナノインプリントリソグラフィーによりカラーフィルターを形成するのと同時に、各カラーフィルター間に溝を形成する工程であり、隔壁を形成する工程は、カラーフィルターが全て形成された半導体基板の表面に隔壁となる材料の層を形成した後、その隔壁となる材料の層の表面を平滑化することで、溝に隔壁となる材料が充填され、隔壁が形成される工程であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様に係るナノインプリントリソグラフィー用原版は、固体撮像素子の隣接する画素の間の隔壁を形成するためのナノインプリントリソグラフィー用原版であって、支持基材と、遮光膜と、遮光膜に形成された開口部と、開口部の周縁に形成された溝パターン形成用突起と、を備え、支持基材は、透明基板であり、遮光膜は、支持基材上に形成された遮光性材料からなる膜であり、遮光膜に形成された開口部は、カラーフィルターを露光可能とするため、当該部分の遮光膜を除去した部分であり、開口部の周縁に形成された溝パターン形成用突起は、隣接するカラーフィルター間に、カラーフィルターが形成されていない溝パターンを形成する突起であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の固体撮像素子の製造方法によれば、ナノインプリントリソグラフィーを使用した製造方法である為、カラーフィルターの塗布不良や隔壁の倒壊を抑制しつつ、カラーフィルター間に高アスペクト比の隔壁を形成することが可能になり、隣接する画素間の混色が少ない固体撮像素子を提供することが可能となる。
また、本発明のナノインプリントリソグラフィー用原版によれば、本発明の固体撮像素子の製造方法を実施可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の固体撮像素子の概略構造の一例を説明する断面模式図である。
【図２】本発明のカラーフィルター形成用原版の概略構造の一例を説明する断面模式図である。
【図３】本発明のカラーフィルター形成用原版の第一の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図４】本発明のカラーフィルター形成用原版の第一の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図５】本発明のカラーフィルター形成用原版の第一の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図６】本発明のカラーフィルター形成用原版の第一の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図７】本発明のカラーフィルター形成用原版の第一の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図８】本発明のカラーフィルター形成用原版の第一の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図９】本発明のカラーフィルター形成用原版の第二の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図１０】本発明のカラーフィルター形成用原版の第二の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図１１】本発明のカラーフィルター形成用原版の第二の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図１２】本発明のカラーフィルター形成用原版の第二の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図１３】本発明のカラーフィルター形成用原版の第二の実施形態における製造工程を説明する断面模式図である。
【図１４】本発明のカラーフィルター形成用原版の第二の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図１５】本発明のカラーフィルター形成用原版の第三の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図１６】本発明のカラーフィルター形成用原版の第三の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図１７】本発明のカラーフィルター形成用原版の第三の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図１８】本発明のカラーフィルター形成用原版の第三の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図１９】本発明のカラーフィルター形成用原版の第三の実施形態における製造工程を説明する平面模式図である。
【図２０】本発明の固体撮像素子の製造工程の一例を説明する平面模式図である。
【図２１】本発明の固体撮像素子の製造工程の一例を説明する断面模式図である。
【図２２】本発明の固体撮像素子の製造工程の一例を説明する断面模式図である。
【図２３】本発明の固体撮像素子の製造工程の一例を説明する平面模式図である。
【図２４】本発明の固体撮像素子の製造工程の一例を説明する平面模式図である。
【図２５】本発明の固体撮像素子の製造工程の一例を説明する断面模式図である。
【図２６】本発明の固体撮像素子の製造工程の一例を説明する断面模式図である。
【図２７】本発明の固体撮像素子の製造工程の別の一例を説明する断面模式図である。
【図２８】本発明の固体撮像素子の製造工程の別の一例を説明する断面模式図である。
【図２９】本発明の固体撮像素子の製造工程の別の一例を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明は図面に記載された内容に限るものではない。
＜固体撮像素子の構成＞
図１は、本発明の一実施形態である固体撮像素子１の概略構造の一例を説明するための断面模式図である。半導体基板１０の内部には光電変換素子９が形成されている。半導体基板１０上には各光電変換素子９に対応してカラーフィルター１２が形成されている。カラーフィルター１２はそれぞれ緑色カラーフィルター１２Ｇ、青色カラーフィルター１２Ｂ、赤色カラーフィルター１２Ｒ（図１には図示せず）からなる。
【００１７】
本実施形態で示す固体撮像素子１のカラーフィルター配列をベイヤー配列で形成しているためカラーフィルター１２は赤色、緑色、青色の三色からなるが、図１で示す断面構造はあくまで発明の一実施形態であり、本発明のカラーフィルター配列はベイヤー配列に限定されるものではない。そのため深緑、白、イエロー、シアン、マゼンタ等、赤、青、緑以外のカラーフィルターを用いても良い。
各画素のカラーフィルター１２の間には隔壁１１が形成されている。また、カラーフィルター１２および隔壁１１上にはマイクロレンズ１３が形成されている。
【００１８】
＜ナノインプリントリソグラフィー用原版＞
本発明のナノインプリントリソグラフィー用原版は、オンチップカラーフィルター方式の固体撮像素子の製造工程において、固体撮像素子の隣接する画素間の混色を防止する隔壁を、ナノインプリントリソグラフィーによって形成するためのナノインプリントリソグラフィー用原版である。
本発明のナノインプリントリソグラフィー用原版は、支持基材（以下「支持基板」と記すこともある）と、遮光膜と、遮光膜に形成された開口部と、開口部の周縁に形成された溝パターン形成用突起と、を備えている。
【００１９】
支持基材は、透明基板であり、遮光膜は、支持基材上に形成された遮光性材料からなる膜であり、遮光膜に形成された開口部は、カラーフィルターを露光可能とするため、当該部分の遮光膜を除去した部分であり、開口部の周縁に形成された溝パターン形成用突起は、隣接するカラーフィルター間に、カラーフィルターが形成されていない溝パターンを形成する突起である。
支持基材の材質は、石英もしくは可視紫外光を透過する樹脂であっても良い。また、溝パターン形成用突起の材質は、ニッケル、銅、タングステンもしくはそれらの合金であっても良い。あるいは、溝パターン形成用突起の材質は、シリコンもしくは石英であっても良い。
【００２０】
図２は、図１に示す固体撮像素子１を形成するためのナノインプリントリソグラフィー用原版２０の概略構造の一例を説明するための断面模式図である。支持基板２１上には遮光膜２２が形成されている。また、遮光膜２２には固体撮像素子１（図１参照）の画素サイズに対応した開口部２５が形成されており、遮光膜２２上には開口部２５を囲うように溝パターン形成用突起２４が形成されている。
次に、図１に示した固体撮像素子１と図２に示したナノインプリントリソグラフィー用原版２０の製造方法について、図３から図２６を用いて説明する。ただし、本発明はこれらの図の説明に限定されるものではない。
【００２１】
（ナノインプリントリソグラフィー用原版の第一の実施形態の製造）
ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の第一の実施形態の製造方法について説明する。
図３に示すように、まず支持基板２１上に遮光膜２２を形成する。支持基板２１は後の工程で光硬化ナノインプリントリソグラフィーを行うため、可視紫外領域を透過する材料を用いる必要がある。支持基板２１の材料としては石英やアクリル樹脂が適しているが、可視紫外領域に対して透過性がある樹脂フィルムなどの可撓性基材を用いても良い。
【００２２】
遮光膜２２としては可視紫外光を遮光可能な金属薄膜を用いる。遮光膜２２の材料はアルミニウム、銀、クロム、タンタル、タングステン、チタン、銅およびそれら合金等、可視光に対し高い反射率を有する金属薄膜を用いる。遮光膜２２は、蒸着、スパッタ等の手段を用いて５０ｎｍから１５０ｎｍ程度の膜厚で成膜する。
【００２３】
次に、遮光膜２２をパターニングする。露光手段としてフォトリソグラフィー、または電子線リソグラフィーを用いる。用いる露光手段に対応したレジスト材料を遮光膜２２上に塗布した後、露光・現像によりパターンを形成し、その後ドライエッチングまたはウェットエッチングにより、図４の平面図に示す遮光膜２２のパターンが形成される。このようにして、遮光膜２２には角型の開口部２５が規則的な配列で形成されており、また開口部２５の配列と加工寸法は、固体撮像素子１に形成された画素の内、ある一つの色の画素配列と画素寸法に対応している。図４に示すナノインプリントリソグラフィー用原版２０の開口部２５の断面図を、図５に示す。
【００２４】
次に、支持基板２１上に、フォトレジスト２３を塗布し、その後パターニングすることにより、図６に示すような、溝パターン２６を形成する。この溝パターン２６の幅、および深さは、後の工程で形成する固体撮像素子１の隔壁１１（図１、２５、２６参照）の幅と高さに合わせて形成する。隔壁１１の幅は画素の開口率を広くするため、固体撮像素子１の画素寸法によらず、できる限り狭い方が望ましい。しかしながら、隔壁１１の幅が狭すぎる場合、パターン加工が困難となるとともに、入射光に対する隔壁としての性能が低下してしまう恐れがある。そのため、隔壁１１の幅は０．１〜０．３μｍが望ましい。
【００２５】
また、隔壁１１として望ましい高さは、固体撮像素子１上に形成されるカラーフィルターの膜厚と同等の０．６〜０．９μｍ程度である。以上の理由により、本発明ではフォトレジスト２３に対して２〜９の高アスペクト比の溝を形成する。
溝パターン２６を形成するためのパターニング手段としては、電子線リソグラフィーを用いて精密パターニングをすることが望ましい。溝パターン２６を形成するため、ＳＵ−８などの高アスペクトパターン形成用のレジストを用いても良いし、支持基板２１上に非感光性樹脂を厚く塗布し、その上に感光性レジストを塗布した上でパターニングし、ドライエッチングにより開口部を深堀する方法を用いても良い。
【００２６】
次に、図７に示すようにフォトレジスト２３に形成した溝パターン２６（図６参照）に、材料を埋め込むことにより溝パターン形成用突起２４を形成する。溝パターン形成用突起２４はナノインプリントリソグラフィー用原版２０の凸部として繰り返し使用されることを想定し、硬質材料が望ましい。溝パターン形成用突起２４の材料は、ニッケル、銅、またはそれらの合金を用いる。溝パターン２６に対して材料を埋め込むために、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＥ−ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＣＶＤ）、もしくは電界めっき、無電界めっきなどの方法を用いる。
【００２７】
材料埋め込み後にＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等の研磨手段により、フォトレジスト２３上に形成された金属材料を除去するとともに、溝パターン形成用突起２４の高さを均一化する。その後、アッシングやレジスト剥離処理などの方法でフォトレジスト２３を除去することで、図２に示すナノインプリントリソグラフィー用原版２０を作製することができる。図８に示す平面図により、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の構造は、遮光膜２２に形成した開口部２５の周縁部に沿って囲うように溝パターン形成用突起２４が形成されている構成となっている。
【００２８】
（ナノインプリントリソグラフィー用原版の第二の実施形態の製造）
ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の第二の実施形態の製造方法について説明する。
図９に示すように、シリコン層２７が形成された支持基板２１を、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造するための基板として用いる。支持基板２１の材料は石英等、可視紫外光に対して透過性を有する材料を用いる。シリコン層２７は結晶シリコンを用いる。市販されているＳＯＱ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｑｕａｒｔｚ）基板は石英基板上に結晶シリコンが形成されているため、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造するための基板として用いることが可能である。ＳＯＱ基板を用いる場合は、支持基板２１上に形成されているシリコン層２７の膜厚がナノインプリントリソグラフィー用原版２０製造後の溝パターン形成用突起２４の高さとなるため、ＳＯＱ基板のシリコン層２７の膜厚が厚い場合は、シリコン層２７を研磨することで必要な膜厚へと調整する必要がある。
【００２９】
次に図１０に示すようにシリコン層２７をドライエッチング加工し、溝パターン形成用突起２４を形成する。溝パターン形成用突起２４は、シリコン層２７上に塗布したドライエッチング用レジストを電子線リソグラフィーで精密パターニングし、パターニングしたレジストをマスクとしてシリコン層２７をドライエッチングする工程により形成する。第一の実施形態と同様に隔壁の幅は０．１〜０．３μｍが望ましく、また隔壁として望ましい高さは固体撮像素子上に形成されるカラーフィルターの膜厚と同等の０．６〜０．９μｍ程度であるため、本実施形態ではシリコン層２７から２〜９の高アスペクト比の溝パターン形成用突起２４を形成する必要がある。シリコン層２７に対してドライエッチングを行う際には、ボッシュプロセス等、高アスペクト比のパターンを形成するためのエッチングプロセスを用いる。
【００３０】
次に図１１に示すように、支持基板２１上にレジスト２８および、フォトレジスト２９を塗布した後にフォトレジスト２９をパターニング加工する。本実施形態においてレジスト２８は、後の製造工程で支持基板２１上に開口部２５を形成する際の保護膜として用いる。レジスト２８はフォトリソグラフィー特性を有する必要は無いが、支持基板２１上に遮光膜２２を形成した後に剥離工程にて剥離可能な材料を用いる必要がある。
次に図１２に示すように、フォトレジスト２９をマスクとしたドライエッチング工程により、レジスト２８をパターニングした後、ドライエッチング、またはウェットエッチング工程により支持基板２１の表面に掘り込み加工する。支持基板２１の表面への掘り込み深さは、次の工程で形成する遮光膜２２の膜厚と同じ、または遮光膜２２の膜厚より厚くなる深さとする。
【００３１】
次に図１３に示すように支持基板２１上に遮光膜２２を成膜する。遮光膜２２はフォトレジスト２９上および、支持基板２１の掘り込み加工された箇所上に成膜される。このとき支持基板２１の掘り込み加工された箇所に成膜された遮光膜２２の表面は、支持基板２１の掘り込み加工前の表面と同じ位置もしくは深い位置にある。
【００３２】
遮光膜２２は可視紫外光を遮光する金属薄膜を用いる。遮光膜２２はアルミニウム、銀、クロム、タンタル、タングステン、チタン、銅およびそれらの合金等、可視光に対し高い反射率を有する金属薄膜を用いる。遮光膜２２は、蒸着、スパッタ等の手段を用いて５０ｎｍから１５０ｎｍ程度の膜厚で成膜する。
【００３３】
次に剥離工程により、支持基板２１からフォトレジスト２９および、レジスト２８を剥離する。プラズマによるアッシング、または剥離液によるウェット剥離のどちらの剥離工程を用いても良いが、いずれも遮光膜２２はエッチングされない条件で剥離を行う必要がある。フォトレジスト２９および、レジスト２８を剥離することで、フォトレジスト２９上に形成された遮光膜２２も除去され、支持基板２１の掘り込み加工された箇所上にのみ遮光膜２２が残る。また、フォトレジスト２９および、レジスト２８で保護され、遮光膜２２が形成されなかった箇所は、開口部２５として形成されることにより、図１４に示す第二の実施形態のナノインプリントリソグラフィー用原版２０が形成される。
【００３４】
支持基板２１の表面へのエッチング加工は、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造するために必ずしも必要な工程ではない。しかし、遮光膜２２の表面を開口部２５の表面と同じ位置か開口部２５の表面よりも深い位置に形成することができるため、後の工程で、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を用いてナノインプリントリソグラフィーでカラーフィルターのパターンを形成する際に、その工程ではパターン形成しない色のカラーフィルターの高さが遮光膜２２の膜厚に制限されない。そのことから、カラーフィルターの膜厚を自由に設定することが可能になる。そのため、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造するための第二の実施形態では、支持基板２１の表面へのエッチング加工を行うことが望ましい。
【００３５】
（ナノインプリントリソグラフィー用原版の第三の実施形態の製造）
ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の第三の実施形態の製造方法について説明する。
図１５に示すように、石英による支持基板２１に対して、ドライエッチング工程により溝パターン形成用突起２４を形成した基板を、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造するための基板として用いる。溝パターン形成用突起２４は、支持基板２１上に塗布したドライエッチング用レジストを電子線リソグラフィーで精密パターニングし、パターニングしたレジストをマスクとして支持基板２１をドライエッチングする工程により形成する。第一、第二の実施形態と同様に隔壁の幅は０．１〜０．３μｍが望ましく、また隔壁として望ましい高さは固体撮像素子上に形成されるカラーフィルターの膜厚と同等の０．６〜０．９μｍ程度であるため、本実施形態では２〜９の高アスペクト比の溝パターン形成用突起２４を形成する必要がある。
【００３６】
次に図１６に示すように、支持基板２１上にレジスト２８および、フォトレジスト２９を塗布した後にフォトレジスト２９をパターニング加工する。本実施形態においてレジスト２８は、後の製造工程で支持基板２１上に開口部２５を形成する際の保護膜として用いる。レジスト２８はフォトリソグラフィー特性を有する必要は無いが、支持基板２１上に遮光膜２２を形成した後に、有機溶剤または金属膜へのダメージが少ない剥離液で剥離可能な材料を用いる必要がある。
【００３７】
次に図１７に示すように、フォトレジスト２９をマスクとしたドライエッチング工程により、レジスト２８をパターニングした後、ドライエッチング、またはウェットエッチング工程により支持基板２１の表面に掘り込み加工する。支持基板２１の表面への掘り込み深さは、次の工程で形成する遮光膜２２の膜厚と同じ、または遮光膜２２の膜厚より厚くなる深さとする。
【００３８】
次に図１８に示すように支持基板２１上に遮光膜２２を成膜する。遮光膜２２はフォトレジスト２９上および、支持基板２１の掘り込み加工された箇所上に成膜される。このとき支持基板２１の掘り込み加工された箇所に成膜された遮光膜２２の表面は、支持基板２１の掘り込み加工前の表面と同じ位置もしくは深い位置にある。
【００３９】
遮光膜２２には、可視紫外光を遮光する金属薄膜を用いる。遮光膜２２はアルミニウム、銀、クロム、タンタル、タングステン、チタン、銅およびそれら合金等、可視光に対し高い反射率を有する金属薄膜を用いる。遮光膜２２は、蒸着、スパッタ等の手段を用いて５０ｎｍから１５０ｎｍ程度の膜厚で成膜する。
【００４０】
次に剥離工程により、支持基板２１からフォトレジスト２９および、レジスト２８を剥離する。プラズマによるアッシング、または剥離液によるウェット剥離のどちらの剥離工程を用いても良いが、いずれも遮光膜２２はエッチングされない条件で剥離を行う必要がある。フォトレジスト２９および、レジスト２８を剥離することで、フォトレジスト２９上に形成された遮光膜２２も同時に除去され、支持基板２１の掘り込み加工された箇所上にのみ遮光膜２２が残る。また、フォトレジスト２９および、レジスト２８で保護され、遮光膜２２が形成されなかった箇所は、開口部２５として形成されることにより、図１９に示す第三の実施形態のナノインプリントリソグラフィー用原版２０が形成される。
【００４１】
支持基板２１の表面へのエッチング加工は、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造するために必ずしも必要な工程ではない。しかし、遮光膜２２の表面を開口部２５の表面と同じ位置か開口部２５の表面よりも深い位置に形成することができるため、後の工程で、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を用いてナノインプリントリソグラフィーでカラーフィルターのパターンを形成する際に、その工程ではパターン形成しない色のカラーフィルターの高さが遮光膜２２の膜厚に制限されない。そのため、カラーフィルターの膜厚を自由に設定することが可能になる。そのため、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造するための第三の実施形態では、支持基板２１の表面へのエッチング加工を行うことが望ましい。
【００４２】
＜固体撮像素子の製造＞
本発明の固体撮像素子の製造方法は、ナノインプリントリソグラフィーを使用した固体撮像素子の製造方法である。なお、本発明においては、半導体基板にフォトダイオードなどの光電変換素子の形成が行われた所謂ウェハプロセス終了後、その半導体基板の上にカラーフィルターやマイクロレンズなどの形成を行う後工程を指して、固体撮像素子の製造方法と呼んでいる。
【００４３】
本実施形態の固体撮像素子の製造方法は、複数の光電変換素子が二次元状に配列された固体撮像素子用の半導体基板表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして緑色カラーフィルターを形成する工程と、半導体基板表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして青色カラーフィルターを形成する工程と、半導体基板表面の該当する光電変換素子の位置に目合せして赤色カラーフィルターを形成する工程と、隣接するカラーフィルター間に隔壁を形成する工程と、を備えている。
【００４４】
青色カラーフィルターを形成する工程と赤色カラーフィルターを形成する工程は、各々専用のナノインプリントリソグラフィー用原版を使用したナノインプリントリソグラフィーによりカラーフィルターを形成するのと同時に、各カラーフィルター間に溝を形成する工程である。
隔壁を形成する工程は、カラーフィルターが全て形成された半導体基板の表面に隔壁となる材料層を形成した後、その隔壁となる材料層の表面を平滑化することで、前記溝パターンに隔壁となる材料が充填され、隔壁が形成される工程である。
【００４５】
（カラーフィルター形成工程）
次に、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を用いて半導体基板１０上にカラーフィルター１２（図１参照）を形成する工程を説明する。図２０は半導体基板１０の平面図である。図２０には図示しないが、半導体基板１０の各画素に対応する部位には光電変換素子９が形成されている（図１参照）。光電変換素子９としてフォトゲート、もしくはフォトダイオードなどが用いられるが、電荷転送率の高さから埋め込み型のフォトダイオードを用いることが望ましい。また、図示しないが、光電変換素子９を形成すると同時に固体撮像素子の駆動に必要な素子も画素内に形成されている。例えばＣＣＤイメージセンサーの場合は、垂直転送ＣＣＤが光電変換素子９と共に形成されている。一方、ＣＭＯＳイメージセンサーの場合は、浮遊拡散層アンプ、電荷転送用トランジスタ等の素子が光電変換素子９と共に形成されている。
【００４６】
カラーフィルター１２を形成するにあたり、最初に半導体基板１０上に緑色カラーフィルター１２Ｇのパターンを形成する（図２０参照）。ベイヤー配列であるため市松模様状に緑色カラーフィルター１２Ｇを形成している。緑色カラーフィルター１２Ｇについては、必ずしもナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｇ（緑色カラーフィルター形成用原版）を用いてナノインプリントリソグラフィーでパターンを形成する必要はない。
【００４７】
感光性樹脂成分を含有したカラーフィルター材料を用いてフォトリソグラフィーにより緑色カラーフィルター１２Ｇのパターンを形成しても良いし、感光性樹脂成分を含有しない緑色カラーフィルター１２Ｇ材料上にフォトレジストを塗布、パターニングした上で、ドライエッチングにより緑色カラーフィルター１２Ｇを加工しても良い。また、後の工程で形成する隔壁１１（図１参照）の幅に応じて、緑色カラーフィルター１２Ｇの各パターン間に間隔を設ける必要がある。
【００４８】
次に、半導体基板１０上に青色カラーフィルター１２Ｂの材料を全面塗布した後、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｂ（青色カラーフィルター形成用原版）を用いて、青色カラーフィルター１２Ｂのパターンを形成する。青色カラーフィルター１２Ｂにはネガ型感光性樹脂が含有されている材料を用いる。インプリント工程を実施する前に、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の溝パターン形成用突起２４が形成された面に離型処理を行う必要がある。離型処理は、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の溝パターン形成用突起２４が形成された面に離型剤を塗布する方法でも良いし、離型剤で満たした容器にナノインプリントリソグラフィー用原版２０をディッピングすることで、溝パターン形成用突起２４が形成された面に離型剤を形成する方法でも良い。
【００４９】
図２１に示すように、青色カラーフィルター１２Ｂの材料を塗布した半導体基板１０に対して、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｂ（図２に示したナノインプリントリソグラフィー用原版２０）を、溝パターン形成用突起２４がある面を青色カラーフィルター１２Ｂの材料に面して接触させる。接触の際は、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０に設けた遮光膜２２の開口部２５を、青色カラーフィルター１２Ｂのパターンを形成する画素に合わせる。
【００５０】
次に、図２２に示すようにナノインプリントリソグラフィー用原版２０と半導体基板１０を接触させた状態で、紫外線露光処理を行う。開口部２５の下に位置する青色カラーフィルター１２Ｂの材料は露光処理により硬化するが、遮光膜２２の下に位置する青色カラーフィルター１２Ｂの材料は露光されないため、露光後の基板を現像処理すると、図２３の平面図に示すように、開口部２５の下に位置する画素にのみ青色カラーフィルター１２Ｂのパターンを形成することができる。また溝パターン形成用突起２４を押し付けた箇所も露光されないため、緑色カラーフィルター１２Ｇと青色カラーフィルター１２Ｂの間に溝パターン形成用突起２４と同じ幅の溝パターン２６を形成することができる（図６参照）。
【００５１】
次に赤色カラーフィルター１２Ｒのパターンを形成する。半導体基板１０上に赤色カラーフィルター１２Ｒの材料を全面塗布した後、赤色カラーフィルター１２Ｒのパターンを形成するために形成したナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｒ（赤色カラーフィルター形成用原版）を用いて、青色カラーフィルター１２Ｂのパターン形成時と同様に紫外線露光、現像を行い、図２４に示すように緑色カラーフィルター１２Ｇで囲まれた画素に赤色カラーフィルター１２Ｒのパターンを形成する。赤色カラーフィルター１２Ｒのパターン形成時も溝パターン形成用突起２４を押し付けた箇所は露光されないため、各画素間に溝パターン形成用突起２４と同じ幅の溝パターン２６が形成された状態でカラーフィルター１２のパターン形成をすることができる。
【００５２】
（隔壁形成工程）
次に、図２５、２６に示すように、カラーフィルター１２間の溝パターン２６に隔壁１１を形成する。隔壁１１は、酸化シリコンまたは酸化シリコンと、タングステンやアルミニウム等の金属膜との積層構造など、その屈折率がカラーフィルター１２と大きく異なる材料からなる。また、隔壁１１は、カラーフィルター１２に入射した光が、隣接画素へ入射するのを防ぐための光学的な反射壁として作用する。また、隔壁１１の材料は可視光に対して透明な材質を用いる。金属膜と透明材質の積層構造にする場合は、金属膜が基板側に位置するように積層する。
【００５３】
隔壁１１を形成する際は、最初に蒸着、スパッタ、常圧ＣＶＤなどの方法により、図２５に示すように、溝パターン２６内に隔壁１１の材料を埋め込む。次に図２６に示すように、隔壁１１の形成により半導体基板１０の表面に生じた隔壁１１の材料からなる凹凸をＣＭＰ等の研磨手段により平滑化する。
【００５４】
隔壁１１形成後にマイクロレンズ１３を半導体基板１０の各画素上に形成することで、図１に示す本実施形態の固体撮像素子１が完成する。マイクロレンズ１３は、カラーフィルター１２上に形成された隔壁１１の材料が平滑化された表面（以後、「カラーフィルター１２上」と記載する。）に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーにより各画素のレンズ間ギャップを形成した後、熱フローさせることでレンズ形状を形成することができる。もしくは、カラーフィルター１２上に非感光性樹脂を塗布し、その上に感光性樹脂を塗布して、フォトリソグラフィー、熱フローによりレンズ形状を形成した後に、レンズ形状を形成した感光性樹脂膜を犠牲膜（後工程で除去することを前提とした膜）としてドライエッチングを行い、カラーフィルター１２上に形成した非感光性樹脂をレンズ形状に加工する方法によってもマイクロレンズ１３を形成することができる。
【００５５】
以上に説明した製造工程により、本実施形態の固体撮像素子１を製造する事ができる。なお、本実施形態においては、図２のナノインプリントリソグラフィー用原版２０を用いて固体撮像素子１を製造する方法を説明したが、図１４又は図１９のナノインプリントリソグラフィー用原版２０を用いて、同様に固体撮像素子１を製造することもできる。図２のナノインプリントリソグラフィー用原版２０を用いる場合と同様であるため詳細な説明は省略するが、図１４のナノインプリントリソグラフィー用原版２０を用いる場合には、図２７〜２９に示す通りに固体撮像素子１を製造することができる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
（ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の第一の実施例の製造）
まず、図３に例示した様に、支持基板２１である石英基板上に、アルミニウム薄膜を１００ｎｍの膜厚でスパッタ成膜し、遮光膜２２を形成した。
次に遮光膜２２上に、化学増幅型のレジストを塗布し、電子線リソグラフィーによりパターン形成し、その後ドライエッチングを行うことで、遮光膜２２に０．７μｍ角の開口部２５（図４および図５参照）を設けた。
【００５７】
次に開口部２５を形成した遮光膜２２を備えた支持基板２１上に、図６に例示した場合と異なり、非感光性のノボラック系樹脂を塗布し、乾燥、ベーク後、クロム薄膜を５０ｎｍの膜厚でスパッタ成膜した。成膜したクロム薄膜上に化学増幅型のレジストを塗布し、電子線リソグラフィーにより、遮光膜２２の開口部２５周辺を囲う井桁状のパターンを形成した。
次にドライエッチングによりクロム薄膜をパターニングした後、クロム薄膜のエッチング速度に対しノボラック樹脂のエッチング速度が速い条件でドライエッチングを行い、ノボラック樹脂に溝パターン２６を形成した（図６参照）。
【００５８】
溝パターン２６を形成後、図示を省略するが、支持基板に対してニッケル薄膜をスパッタ成膜し、溝内にシード層を形成した後、電界めっきにより溝内にニッケルを充填することで溝パターン形成用突起を形成した。その後ＣＭＰにより、支持基板の表面を研磨することで、ノボラック樹脂上のニッケルを除去し、さらに溝パターン形成用突起の高さを均一にした。最後にノボラック樹脂を剥離液で除去することで、図２に例示したような支持基板２１の表面に溝パターン形成用突起２４が形成された、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造した。ナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造後、走査電子顕微鏡Ｓ４８００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）により素子の断面を観察したところ、溝パターン形成用突起２４の膜厚（高さ）は０．８μｍ、幅は０．２μｍであった。
【００５９】
（ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の第二の実施例の製造）
まず、支持基板２１であるＳＯＱ基板上に化学増幅型のレジストを塗布し、電子線リソグラフィーによりパターン形成し、その後ドライエッチングを行うことで、シリコン層２７から開口部２５の周辺を囲う壁面形状を有する溝パターン形成用突起２４を形成した。
【００６０】
次に支持基板２１上にリフトオフ用のレジスト２８を塗布し、乾燥、ベーク後、クロム薄膜を５０ｎｍの膜厚でスパッタ成膜した。成膜したクロム薄膜に対して、化学増幅型のフォトレジスト２９を塗布し、電子線リソグラフィーにより、開口部２５上にレジストパターンを形成した。ドライエッチングによりクロム薄膜をパターニングした後、クロム薄膜のエッチング速度に対しレジスト２８のエッチング速度が速い条件でドライエッチングを行い、レジスト２８をパターニングした。
【００６１】
レジスト２８のパターニング後、クロム薄膜のエッチング速度に対し石英のエッチング速度が速い条件でドライエッチングを行い、支持基板２１に掘り込み加工を行った。その後アルミニウム薄膜を１００ｎｍの膜厚でスパッタ成膜した後、有機溶剤で剥離処理を行い、支持基板２１からレジスト２８を剥離した。レジスト２８上に形成されたアルミニウム薄膜も剥離と同時に除去され、支持基板２１に掘り込み箇所上にアルミニウム薄膜による遮光膜２２が形成された。
【００６２】
以上の製造工程によりナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造した。ナノインプリントリソグラフィー用原版２０形成後、走査電子顕微鏡Ｓ４８００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）により素子の断面を観察したところ、溝パターン形成用突起２４の膜厚は０．８μｍ、幅は０．２μｍであり、開口部２５の幅は０．７μｍであった。また、アルミニウム薄膜の表面と開口部２５の表面は同じ位置であった。
【００６３】
（ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の第三の実施例の製造）
まず、支持基板２１である石英基板上に化学増幅型のレジストを塗布し、電子線リソグラフィーによりパターン形成し、その後ドライエッチングを行うことで、支持基板２１上に開口部２５の周辺を囲う壁面形状を有する溝パターン形成用突起２４を形成した。
【００６４】
次に支持基板２１上にリフトオフ用レジスト２８を塗布し、乾燥、ベーク後、クロム薄膜を５０ｎｍの膜厚でスパッタ成膜した。成膜したクロム薄膜に対して、化学増幅型のフォトレジスト２９を塗布し、電子線リソグラフィーにより、開口部２５上にレジストパターンを形成した。ドライエッチングによりクロム薄膜をパターニングした後、クロム薄膜のエッチング速度に対しレジスト２８のエッチング速度が速い条件でドライエッチングを行い、レジスト２８をパターニングした。
【００６５】
レジスト２８のパターニング後、クロム薄膜のエッチング速度に対し石英のエッチング速度が速い条件でドライエッチングを行い、支持基板２１に掘り込み加工を行った。その後アルミニウム薄膜を１００ｎｍの膜厚でスパッタ成膜した後、有機溶剤で剥離処理を行い、支持基板２１からレジスト２８を剥離した。レジスト２８上に形成されたアルミニウム薄膜も剥離と同時に除去され、支持基板２１に掘り込み箇所上にアルミニウム薄膜による遮光膜２２が形成された。
【００６６】
以上の製造工程によりナノインプリントリソグラフィー用原版２０を製造した。ナノインプリントリソグラフィー用原版２０形成後、走査電子顕微鏡Ｓ４８００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）により素子の断面を観察したところ、溝パターン形成用突起２４の膜厚は０．８μｍ、幅は０．２μｍであり、開口部２５の幅は０．７μｍであった。また、アルミニウム薄膜の表面と開口部２５の表面は同じ位置であった。
【００６７】
（固体撮像素子１の製造）
シリコン基板からなる半導体基板１０内に、ＣＭＯＳ製造プロセスにより、光電変換素子９となる埋め込み型フォトダイオードを二次元配列状に形成した（図１参照）。また、ＣＭＯＳイメージセンサーを駆動するための機能性素子である、浮遊拡散層アンプ、電荷転送用トランジスタ選択用トランジスタ、リセットトランジスタ、ソースフォロワアンプを、光電変換素子９と同時に画素内に形成した。本実施例における固体撮像素子１の１画素のサイズは１．１μｍである。
【００６８】
次に半導体基板１０にネガ型感光性樹脂成分を含有した緑色カラーフィルター１２Ｇ材料を塗布し、フォトリソグラフィーにより、緑色カラーフィルター１２Ｇのパターンを形成した（図２０参照）。
次に、緑色カラーフィルター１２Ｇのパターンを形成した半導体基板１０に、青色ネガ型感光性樹脂成分を含有した青色カラーフィルター１２Ｂ材料を塗布し、半導体基板１０に対して、第一から第三までの実施例のいずれかの製造方法で製造したナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｂを用いてインプリントした。インプリント工程を実施する前に、ナノインプリントリソグラフィー用原版の離型剤であるオプツール（ダイキン工業株式会社製）を満たした容器にナノインプリントリソグラフィー用原版２０をディッピングすることで、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０の離型処理を行った。
【００６９】
インプリントを行う際に、半導体基板１０上の青色カラーフィルター１２Ｂのパターンを形成する画素と、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０上の遮光膜２２に形成した開口部２５の位置を合わせた。半導体基板１０とナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｂが重なった状態で、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｂの裏面（溝パターン形成用突起が形成された面の裏側）から波長３６５ｎｍの紫外線を露光し、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｂの開口部２５下に位置する青色カラーフィルター１２Ｂの材料を硬化させた。
【００７０】
その後現像を行って青色カラーフィルター１２Ｂのパターンを形成した後、赤色カラーフィルター１２Ｒ材料を塗布し、ナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｒを用いたナノインプリントリソグラフィーにより赤色カラーフィルター１２Ｒのパターンを形成した。ここで用いたナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｒは、青色カラーフィルター１２Ｂのパターンを形成するためのナノインプリントリソグラフィー用原版２０−Ｂとは異なり、半導体基板１０の赤色画素形成用の画素に対して赤色カラーフィルター１２Ｒのパターンを形成できるように、遮光膜２２上の開口部２５を設けた原版である。
【００７１】
なお、緑色カラーフィルター１２Ｇの材料は、色材としてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６を用い、さらにシクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）などの有機溶剤、ポリマーワニス、モノマー、開始剤を添加した構成のカラーレジストを用いた。
【００７２】
また、青色カラーフィルター１２Ｂの材料は、色材としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３を用い、さらにシクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡなどの有機溶剤、ポリマーワニス、モノマー、開始剤を添加した構成のカラーレジストを用いた。
同様に赤色カラーフィルター１２Ｒの材料は、色材は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９とした。色材以外の組成は、緑色カラーフィルター１２Ｇと同様とした。
【００７３】
上記工程によりカラーフィルター１２および、カラーフィルター１２間の溝パターン２６を形成した後、ＰＥ−ＣＶＤにより酸化シリコン膜を成膜し、溝パターン２６内に酸化シリコンによる隔壁１１を形成した（図２５参照）。
酸化シリコン膜の成膜によって生じた凹凸をＣＭＰにより平坦化した（図２６参照）後、カラーフィルター１２上の酸化シリコン膜を平滑化した表面に、ベンゼン環を樹脂骨格に導入したアクリル樹脂の塗布液を塗布して、１μｍの膜厚の透明樹脂層を形成し、１８０℃で３分間加熱して硬膜化処理を行った。
【００７４】
次に、透明樹脂層上にポジ型の感光性樹脂をスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフィーを行って各画素のレンズ間ギャップを形成した後に熱処理をすることで、感光性樹脂をリフローしてレンズ形状にした。この状態で感光性樹脂ならびに透明樹脂層をドライエッチングすることで、感光性樹脂により形成したレンズ形状が透明樹脂層に転写された。
【００７５】
上記工程によりマイクロレンズ１３が形成された（図１参照）。このマイクロレンズ１３は、可視光領域の光を入射した時に光電変換素子９の中心付近に集光するようにレンズ形状を設計した。マイクロレンズ１３を形成した後に保護膜の成膜、支持基板のダイシング、配線ボンディング等の後処理を行うことで、固体撮像素子１が完成した。
本実施例の製造方法に従い固体撮像素子を製造することで、カラーフィルターの塗布不良や隔壁の倒壊を起こすことなく、カラーフィルター間にアスペクト比４の隔壁１１を形成することができた。
【符号の説明】
【００７６】
１      固体撮像素子
９      光電変換素子
１０    半導体基板
１１    隔壁
１２    カラーフィルター
１２Ｒ  赤色カラーフィルター
１２Ｇ  緑色カラーフィルター
１２Ｂ  青色カラーフィルター
１３    マイクロレンズ
２０    ナノインプリントリソグラフィー用原版
２１    支持基板
２２    遮光膜
２３    フォトレジスト
２４    溝パターン形成用突起
２５    開口部
２６    溝パターン
２７    シリコン層
２８    レジスト
２９    フォトレジスト
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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