(57)【要約】【課題】ストライプパターンのカラーフィルタを含むカラーフィルタ層の膜厚ムラを容易に抑制することが可能な固体撮像素子の製造方法を提供する。【解決手段】カラーフィルタ層を有する固体撮像素子の製造方法であって、カラーフィルタ層を形成する工程が、半導体ウエハＷに複数個形成される固体撮像素子１のチップ２の各々の全面にＧ色のストライプパターンのカラーフィルタ２０を形成する第一の工程と、第一の工程の後に、各チップＣ１の当該各チップＣ１に形成されているＧカラーフィルタ２０を除く面に当該カラーフィルタとは別色のパターンのカラーフィルタ（Ｂカラーフィルタ、Ｒカラーフィルタ）を形成する第二の工程とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子の製造方法であって、
前記複数色のカラーフィルタを形成する工程が、
前記固体撮像素子が複数形成されるウエハ全面のうち、少なくとも全ての前記固体撮像素子のチップ全面に、同色のストライプパターンのカラーフィルタを最初に形成する第１のストライプパターン形成工程と、
前記第１のストライプパターン形成工程に続いて、前記チップのカラーフィルタ形成済の領域を除く面に、スピンコート工程を含んでカラーフィルタを形成する後続カラーフィルタ形成工程とを備える固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１のストライプパターン形成工程では、前記ストライプパターンを前記ウエハ全面に渡って直線状に配置する固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１のストライプパターン形成工程では、前記各チップの全面にのみ前記ストライプパターンを形成する固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１のストライプパターン形成工程では、前記各チップ同士の間の切断領域にも前記ストライプパターンを形成する固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記チップが矩形であり、
前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向及び短手方向に交差する方向にラインの伸びるパターンである固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記複数色が３色であり、
前記複数色のカラーフィルタを形成する工程では、第１色のカラーフィルタを前記第１のストライプパターン形成工程で形成し、第２色及び第３色のカラーフィルタを前記後続カラーフィルタ工程で形成する固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記チップが矩形であり、
前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向又は短手方向にラインの伸びるパターンである固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記複数色が３色であり、
前記複数色のカラーフィルタを形成する工程では、第１色のカラーフィルタを前記第１のストライプパターン形成工程で形成し、
前記後続カラーフィルタ形成工程が、前記ウエハ全面のカラーフィルタ形成済の領域を除く面のうち、少なくとも全ての前記固体撮像素子のチップ全面に、第２色のストライプパターンのカラーフィルタを形成する第２のストライプパターン形成工程と、前記第２のストライプパターン形成工程に続いて、前記チップのカラーフィルタ形成済の領域を除く面に、スピンコート工程を含んでカラーフィルタを形成する第３色カラーフィルタ形成工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項９】
複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子であって、
前記複数色のカラーフィルタが、ストライプパターンのカラーフィルタを１つ含み、
前記ストライプパターンのカラーフィルタが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されている固体撮像素子。
【請求項１０】
請求項９記載の固体撮像素子であって、
前記固体撮像素子のチップが矩形であり、
前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向及び短手方向に交差する方向にラインの伸びるパターンである固体撮像素子。
【請求項１１】
請求項１０記載の固体撮像素子であって、
前記複数色が３色であり、
前記３色のカラーフィルタのうちの１色が前記ストライプパターンのカラーフィルタである固体撮像素子。
【請求項１２】
複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子であって、
前記複数色のカラーフィルタが、ストライプパターンのカラーフィルタを２つ以上含み、
前記ストライプパターンのカラーフィルタのうちの少なくとも１つが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されている固体撮像素子。  
【請求項１３】
請求項１２記載の固体撮像素子であって、
前記固体撮像素子のチップが矩形であり、
前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向又は短手方向にラインの伸びるパターン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、
前記複数色が３色であり、
前記３色のカラーフィルタの各々が前記ストライプパターンのカラーフィルタであり、
前記ストライプパターンのカラーフィルタのうちの２つが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されている固体撮像素子。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか１項記載の固体撮像素子を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の製造方法、固体撮像素子、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックレンジを拡大することのできる固体撮像素子が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の固体撮像素子は、正方格子状に配列された主画素と、主画素と同一配列で配列された副画素であって、各画素の配列ピッチの１／２だけ主画素の位置から水平及び垂直方向にずらして配列された副画素とを備えている。そして、この固体撮像素子では、主画素の露光時間と副画素の露光時間を異ならせる駆動を行うことで、主画素と副画素の感度を変え、主画素から得られる信号と副画素から得られる信号を合成することにより、ダイナミックレンジを拡大している。
【０００３】
特許文献１に開示された固体撮像素子は、主画素の上方に設けられたカラーフィルタと、副画素の上方に設けられたカラーフィルタとがいずれもベイヤー配列となっているため、そのフィルタ配列は図１０に示したようになる。
【０００４】
図１０は、従来の固体撮像素子のカラーフィルタ配列を示した図である。図１０において、“Ｒ１”，“Ｒ２”は、赤色（Ｒ）の光を透過するＲカラーフィルタを示し、“Ｇ１”，“Ｇ２”は、緑色（Ｇ）の光を透過するＧカラーフィルタを示し、“Ｂ１”，“Ｂ２”は、青色（Ｂ）の光を透過するＢカラーフィルタを示している。各カラーフィルタの添え字“１”、“２”は、それぞれ主画素上方に設けられたフィルタ、副画素上方に設けられたフィルタを示している。
【０００５】
図１０に示すように、特許文献１に開示された固体撮像素子では、斜め右上の方向に見たとき、Ｇカラーフィルタだけを並べた列と、Ｒカラーフィルタ及びＢカラーフィルタを２個ずつ交互に並べた列とを、該方向に直交する方向に交互に配置したカラーフィルタ配列となっている。このように、１つのカラーフィルタ（図１０の例ではＧカラーフィルタ）がストライプパターンで配置され、残りのカラーフィルタ（図１０の例ではＲカラーフィルタ及びＢカラーフィルタ）がストライプパターンの間に島状に配置されたカラーフィルタ配列のことを以下では斜めストライプ配列という。
【０００６】
斜めストライプ配列のカラーフィルタの製造方法としては、ストライプパターンのカラーフィルタを最初に形成し、その後に、ストライプパターンで配置されたカラーフィルタの間に島状のカラーフィルタを形成する方法が考えられる。しかし、このような方法で斜めストライプ配列のカラーフィルタを形成すると、カラーフィルタの厚みにムラが生じてしまう。このムラが発生する原理を以下に説明する。
【０００７】
図１１は、固体撮像素子が作りこまれた半導体ウエハの平面模式図である。半導体ウエハＷには、固体撮像素子が作りこまれるチップＣ１が複数個敷き詰められている。
【０００８】
図１２、１３、１４は、図１１に示した領域Ｋ内にある４つのチップＣ１の製造工程を説明するための図である。まず、半導体ウエハＷの各チップＣ１に、固体撮像素子のカラーフィルタより下の構成要素（半導体基板内のフォトダイオード等の素子、半導体基板上方に設ける電極、配線、遮光膜、絶縁膜、及び層内レンズ等の素子、周辺回路）を形成する。なお、図１２に示すように、チップＣ１同士の間にはダイシングラインＤＬを確保しておく。このダイシングラインＤＬは、後のダイシング工程で切断される領域であり、切断後は残らない領域である。
【０００９】
次に、図１３に示すように、半導体ウエハＷの上に透明樹脂等からなる平坦化層Ｃ２を形成する。この平坦化層Ｃ２は、半導体ウエハＷ全面で凹凸のない平坦な層である。次に、この平坦化層Ｃ２の上に、斜めストライプ配列のカラーフィルタを形成する。
【００１０】
まず、図１０に示したカラーフィルタのうち、１色目のカラーフィルタ（Ｇカラーフィルタ）の材料を半導体ウエハＷ全面にスピンコートによって回転塗布して、Ｇカラーフィルタ材料層を形成する。具体的には、Ｇカラーフィルタの材料を半導体ウエハＷの中心点Ｐに滴下し、半導体ウエハＷを高速でスピンさせる。これにより、Ｇカラーフィルタの材料が平坦化層Ｃ２上に薄く広がり、平坦化層Ｃ２上に平坦なＧカラーフィルタ材料層が形成される。
【００１１】
次に、フォトリソグラフィ及びエッチングによってＧカラーフィルタ材料層をパターニングして、各チップＣ１のフォトダイオードが形成された受光領域Ｃ３に、図１０に示したような斜めストライプ状のＧカラーフィルタＣ４を形成する（図１４）。
【００１２】
次に、２色目のカラーフィルタ（例えばＲカラーフィルタ）の材料を半導体ウエハＷ全面にスピンコートによって回転塗布し、Ｒカラーフィルタ材料層を形成する。このとき、平坦化層Ｃ２上には、カラーフィルタの材料が流れる通路として、受光領域Ｃ３同士で挟まれた領域（ダイシングラインＤＬを含む領域）により形成された第一の通路と、各受光領域Ｃ３内にあるＧカラーフィルタＣ４同士の間の領域により形成された第二の通路とが存在する。
【００１３】
Ｒカラーフィルタ材料のスピンコート時には、半導体ウエハＷ上でカラーフィルタ材料が広がっていくが、このカラーフィルタ材料は第一の通路だけでなく第二の通路も通過する。例えば、図１４の右下のチップＣ１の受光領域Ｃ３に形成されたＧカラーフィルタＣ４同士の間の通路には、右下側からカラーフィルタ材料が流入して、左上側へと抜けていく。このとき、左上側に抜けたカラーフィルタ材料は、そのまま左上にいかずに、図１４中の矢印で示したように、第一の通路でその流れが上方向に変化する。この結果、半導体ウエハＷ上でカラーフィルタ材料の流れにムラが生じ、カラーフィルタの膜厚ムラが発生する。
【００１４】
このような膜厚ムラが発生したチップは感度不良となるため、この対策として、２色目のカラーフィルタ材料塗布時の半導体ウエハＷのスピン速度を下げる方法が考えられる。しかし、スピン速度を下げると、カラーフィルタの膜厚が全体的に厚くなり、所望の膜厚を得ることが難しい。また、全ての色のカラーフィルタを形成した後に、ＣＭＰによってカラーフィルタを平坦化する方法も考えられるが、これでは工程、設備投資が増えてしまう。
【００１５】
なお、このような膜厚ムラは、図１０に示した配列のカラーフィルタに限らず、例えば、縦ストライプ配列、横ストライプ配列のカラーフィルタにおいても同様に発生しうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−２３５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ストライプパターンのカラーフィルタを含む複数色のカラーフィルタの膜厚ムラを容易に抑制することが可能な固体撮像素子の製造方法、膜厚ムラのない複数色のカラーフィルタを有する安価な固体撮像素子、及びそれを備える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】
【００１８】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子の製造方法であって、前記複数色のカラーフィルタを形成する工程が、前記固体撮像素子が複数形成されるウエハ全面のうち、少なくとも全ての前記固体撮像素子のチップ全面に、同色のストライプパターンのカラーフィルタを最初に形成する第１のストライプパターン形成工程と、前記第１のストライプパターン形成工程に続いて、前記チップのカラーフィルタ形成済の領域を除く面に、スピンコート工程を含んでカラーフィルタを形成する後続カラーフィルタ形成工程とを備えるものである。
【００１９】
本発明の固体撮像素子は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子であって、前記複数色のカラーフィルタが、ストライプパターンのカラーフィルタを１つ含み、前記ストライプパターンのカラーフィルタが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されているものである。
【００２０】
本発明の固体撮像素子は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子であって、前記複数色のカラーフィルタがストライプパターンのカラーフィルタを２つ以上含み、前記ストライプパターンのカラーフィルタのうちの少なくとも１つが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されているものである。
【００２１】
本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子を備えるものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ストライプパターンのカラーフィルタを含む複数色のカラーフィルタの膜厚ムラを容易に抑制することが可能な固体撮像素子の製造方法、膜厚ムラのない複数色のカラーフィルタを有する安価な固体撮像素子、及びそれを備える撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための固体撮像素子の概略構成を示す図
【図２】図１に示す固体撮像素子のストライプパターンのフィルタの製造工程を説明する図
【図３】図１に示す固体撮像素子のストライプパターンのフィルタの製造工程の変形例を説明する図
【図４】図１に示す固体撮像素子に搭載されるカラーフィルタの配列の別の例を示した図
【図５】図４に示すカラーフィルタを搭載する固体撮像素子１の製造工程を説明する図
【図６】図４に示すカラーフィルタを搭載する固体撮像素子１の製造工程を説明する図
【図７】図４に示すカラーフィルタを搭載する固体撮像素子１の製造工程を説明する図
【図８】図４に示すカラーフィルタを搭載する固体撮像素子１の製造工程の変形例を説明する図
【図９】図４に示すカラーフィルタを搭載する固体撮像素子１の製造工程の変形例を説明する図
【図１０】従来の固体撮像素子のカラーフィルタ配列を示した図
【図１１】固体撮像素子が作りこまれた半導体ウエハの平面模式図
【図１２】図１１に示した領域Ｋ内にある４つの固体撮像素子チップの製造工程を説明するための図
【図１３】図１１に示した領域Ｋ内にある４つの固体撮像素子チップの図１２に続く製造工程を説明するための図
【図１４】図１１に示した領域Ｋ内にある４つの固体撮像素子チップの図１３に続く製造工程を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【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。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための固体撮像素子の概略構成を示す図である。この固体撮像素子１は、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の撮像装置、電子内視鏡及びカメラ付携帯電話機等に搭載される撮像モジュール、等に搭載して用いられる。
【００２６】
シリコン等の半導体基板をダイシングして得られた水平方向Ｘに長手の矩形のチップ２には、素子形成領域５０ｅと、それ以外のパッド等形成領域５０ｆとが形成されている。素子形成領域５０ｅには、受光部５と、水平電荷転送路６と、出力部７とが形成されている。
【００２７】
受光部５には、フォトダイオード等の光電変換素子を水平方向Ｘに複数並べた光電変換素子行が、水平方向Ｘに直交する垂直方向Ｙに複数配列されている。奇数行目の光電変換素子行は、偶数行目の光電変換素子行に対し、各光電変換素子行の水平方向Ｘの光電変換素子配列ピッチの略１／２だけ水平方向Ｘにずれた配置となっている。
【００２８】
受光部５の各光電変換素子で発生した電荷は、受光部５内の図示しない垂直電荷転送路に読み出され、ここで垂直方向Ｙに転送される。垂直電荷転送路を転送されてきた電荷は、水平電荷転送路６によって水平方向Ｘに転送される。水平電荷転送路６の終端にはフローティングディフュージョアンプ（ＦＤＡ）等の、電荷をその電荷量に応じた電圧信号に変換して出力する出力部７が設けられ、水平方向Ｘに転送されてきた電荷がこの出力部７で電圧信号に変換されて外部に出力される。
【００２９】
パッド等形成領域５０ｆには、素子形成領域５０ｅに形成された配線等と接続されるボンディングパッド３ａ等が形成されている。
【００３０】
固体撮像素子１のチップ２全面のうちボンディングパッド３ａを除く部分の上方には、図１０に示した斜めストライプ配列のうちの１色のカラーフィルタが設けられている。この１色のカラーフィルタは、受光部２の各光電変換素子の上方に少なくとも形成してあればよいが、この固体撮像素子１ではカラーフィルタの膜厚ムラを抑制するために、チップ２全面に当該１色のカラーフィルタを形成している。
【００３１】
次に、このような構成の固体撮像素子１の製造方法を説明するが、基本的な製造工程は従来と同じである。即ち、受光部５と、受光部５の素子とボンディングパッド３ａとを接続する配線とを形成した後、平坦化層を形成し、この上に３色のカラーフィルタを形成する。３色のカラーフィルタは、第１色目のカラーフィルタであるＧカラーフィルタを最初に形成し、続いて第２色目のカラーフィルタ、第３色目のカラーフィルタを順番に形成する。この製造方法で特徴的なのは、第１色目のカラーフィルタを受光部５全面ではなく、チップ２全面に形成する点である。以下、この製造方法を詳しく説明する。なお、この固体撮像素子１が作りこまれる半導体ウエハは、図１１に示した半導体ウエハＷを例にして説明する。
【００３２】
図２は、図１に示す固体撮像素子の第１色目のカラーフィルタの製造工程を説明する図であり、半導体ウエハＷに作りこまれた隣接する４つの固体撮像素子チップの平面模式図である。第１色目のカラーフィルタを形成するまでの工程は、図１２及び図１３で説明したものと同じである。
【００３３】
すなわち、まず、ダイシング後にチップ２として残る半導体ウエハＷの領域（この領域が最終的に固体撮像素子１のチップ２となるため、以下ではこの領域をチップという）Ｃ１の素子形成領域５０ｅ内に、受光部５のカラーフィルタよりも下方の素子、水平電荷転送路６、及び出力部７等を形成し、パッド等形成領域５０ｆ内に各種配線及びボンディングパッド３ａ等を形成する。また、チップＣ１間には、ダイシングラインＤＬを確保しておく。
【００３４】
なお、受光部５の各光電変換素子は、Ｇカラーフィルタが上方に配置されるＧ光電変換素子がウエハ全面に渡ってストライプ状に並ぶように、各チップＣ１においてその位置が設定される。
【００３５】
次に、半導体ウエハＷの全面に透明樹脂等を成膜し、これをＣＭＰ等によって平坦化して、カラーフィルタ下地層としての平坦化層Ｃ２を形成する。
【００３６】
次に、半導体ウエハＷ全面に、第１色目のカラーフィルタであるＧカラーフィルタの材料をスピンコート法によって回転塗布して成膜する。
【００３７】
次に、成膜したＧカラーフィルタ材料をフォトリソグラフィ及びエッチングによってパターニングして、各チップＣ１の全面に、図２に示したように、ストライプパターン（直線状のカラーフィルタ（以下、ラインという）を、その伸びる方向に直交する方向に等間隔で並べたパターン）のＧカラーフィルタ２０を形成する。
【００３８】
このＧカラーフィルタ２０のストライプパターンは、図１０に示したカラーフィルタ配列を実現するために、チップＣ１の長手方向及び短手方向に交差する方向に各ラインが伸びるパターンとなっている。なお、「チップＣ１の全面にストライプパターンを形成する」とは、そのストライプパターンの各ラインのその伸びる方向での端部がチップＣ１の端部と略一致していることを意味する。
【００３９】
また、このＧカラーフィルタ２０のストライプパターンは、ウエハＷ全面に渡って直線状に配置されるように形成する。言い換えると、各チップＣ１の全面に形成されるストライプパターンの各ラインの延長線上に、他のチップＣ１の全面に形成されるストライプパターンの１つのラインが存在するように、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを形成する。
【００４０】
更に言い換えると、各チップＣ１のストライプパターンのラインの位置が、当該各チップＣ１にダイシングラインＤＬを挟んで隣にあるチップＣ１のラインの位置と、当該ラインの伸びる方向（ストライプ方向）において一致する（ライン同士がストライプ方向で一直線上に並ぶ）ように、各チップＣ１のストライプパターンを形成する。
【００４１】
次に、半導体ウエハＷ全面に第２色目のカラーフィルタであるＢカラーフィルタの材料をスピンコート法によって成膜する。
【００４２】
次に、成膜したＢカラーフィルタ材料をフォトリソグラフィ及びエッチングによってパターニングして、図１０に示したＢカラーフィルタのパターンを形成する。このとき、Ｂカラーフィルタのパターンは、各チップＣ１の当該Ｂカラーフィルタに対応する光電変換素子の上方にのみ形成する。図１０に示したカラーフィルタ配列の場合、第２色目のカラーフィルタはストライプパターンにならない。つまり、第３色目のカラーフィルタの膜厚ムラは発生しないため、第２色目のカラーフィルタを受光部５上方にのみ形成しても問題はない。
【００４３】
次に、半導体ウエハＷ全面に第３色目のカラーフィルタであるＲカラーフィルタの材料をスピンコート法によって成膜する。
【００４４】
次に、成膜したＲカラーフィルタ材料をフォトリソグラフィ及びエッチングによってパターニングして、図１０に示したＲカラーフィルタのパターンを形成する。このとき、Ｒカラーフィルタのパターンは、各チップＣ１の受光部５の当該Ｒカラーフィルタに対応する光電変換素子上方にのみ形成する。第３色目のカラーフィルタは、その後にカラーフィルタを形成する工程がないため、受光部５上方にのみ形成しても問題はない。
【００４５】
以上の製造工程により、３色のカラーフィルタを完成する。この後は、完成させた３色のカラーフィルタの上にマイクロレンズを形成した後、ボンディングパッド３ａを露出させるための開口を形成する。この開口は、パッド等形成領域５０ｅにＧカラーフィルタ２０を残した状態で形成してもよいし、パッド等形成領域５０ｅにあるＧカラーフィルタ２０を除去した後に形成してもよい。この工程により、図１に示したチップ２において、パッド３ａが形成される領域（パッド３ａそのものが形成される領域、又は、パッド３ａが形成される領域全体であるパッド等形成領域５０ｆ）を除くチップ２全面にＧカラーフィルタ２０が残る。その後、ダイシングラインＤＬを切断して、半導体ウエハＷを複数のチップ２に分割し、固体撮像素子１の製造を完了する。
【００４６】
以上のような製造方法によれば、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを各チップＣ１の全面に形成するようにしたため、各チップＣ１のＧカラーフィルタ２０のストライプパターン同士の間隔をダイシングラインＤＬの幅まで狭めることができる。
【００４７】
また、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを、ウエハ全面に渡って直線状に形成したため、各チップＣ１に形成される各ライン間の通路を、ストライプ方向に見たときに一直線上に並べることができる。
【００４８】
この結果、例えば、図２の右下のチップＣ１に形成された通路Ｄ１に右下側から流入して左上側へと流出する第２色目のカラーフィルタ材料は、微小幅のダイシングラインＤＬを超えてそのまま左上に流れ、この通路Ｄ１にストライプ方向で対向する左上のチップＣ１の通路Ｄ２に流入する。このようなカラーフィルタ材料の流れは、全ての通路について同じになる。このため、本製造方法によれば、半導体ウエハＷ上でカラーフィルタ材料の流れにムラが生じにくくなり、第２色目のカラーフィルタの膜厚ムラの発生を防止することができる。また、本製造方法によれば、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを変更するだけこのような効果が得られるため、コストの増大を防ぐことができる。
【００４９】
なお、以上の説明では、各チップＣ１の全面にのみＧカラーフィルタ２０のストライプパターンを形成するものとしたが、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンは、ダイシングラインＤＬに跨って形成してもよい。
【００５０】
具体的には、図３に示すように、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを形成する際、各チップＣ１間のダイシングラインＤＬと各チップＣ１の全面とにストライプパターンを形成する。言い換えると、各チップＣ１の全面に形成されるラインと、そのラインにストライプ方向で隣接する別のチップＣ１のラインとがダイシングラインＤＬを跨いで連続するように、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを形成する。なお、図３に示したＧカラーフィルタ２０のストライプパターンのうち、ダイシングラインＤＬ上に形成される部分を除去したものが、図２に示した各チップＣ１に形成されるＧカラーフィルタ２０のストライプパターンとなる。
【００５１】
このようにすることで、半導体ウエハＷ上で第２色目のカラーフィルタ材料の流れをより均一化することができ、第２色目のカラーフィルタの膜厚ムラの発生を強く防止することができる。なお、ダイシングラインＤＬは、固体撮像素子１のチップ２には残らない領域であるため、ここにＧカラーフィルタ２０のストライプパターンが形成してあっても問題はない。
【００５２】
また、以上の説明では、第２色目のカラーフィルタと第３色目のカラーフィルタを、各チップＣ１の受光部５の上方にのみ形成するものとしたが、これらは、各チップＣ１の全面に形成するようにしてもよい。この場合は、受光部５以外の部分に、第２色目のカラーフィルタと第３色目のカラーフィルタのダミーのパターンを形成しておけばよい。チップＣ１全面に第２色目のカラーフィルタと第３色目のカラーフィルタを形成しておくことで、３色のカラーフィルタをチップＣ１全面で平坦にすることができるため、後のマイクロレンズ形成工程を行いやすくなる。
【００５３】
また、以上の説明では、第２色目のカラーフィルタをＢカラーフィルタとしたが、これをＲカラーフィルタとしてもよい。
【００５４】
また、以上の説明では、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを、ウエハＷ全面に渡って直線状に形成したが、この要件は必須としなくてもよい。例えば、図１４に示したように、各チップＣ１で同じパターンとなるように、Ｇカラーフィルタ２０のストライプパターンを形成してもよい。
【００５５】
この場合は、隣接する２つのチップＣ１に形成される各ライン間の通路同士が、ストライプ方向に見たときに一直線上にならないことがある。しかし、隣接する２つのチップＣ１のＧカラーフィルタ２０のストライプパターン同士の間隔をダイシングラインＤＬの幅まで狭めることはできる。このため、図１４に示した場合よりは第２色目のカラーフィルタ材料の流れのムラの程度を小さくすることができ、膜厚ムラの発生を防止することができる。
【００５６】
また、以上の説明では図１０に示した配列のカラーフィルタを前提としたが、これに限らない。例えば図４に示したようなストライプ配列のカラーフィルタであっても、同様に膜厚ムラを防止することができる。
【００５７】
図４は、図１に示す固体撮像素子に搭載される３色のカラーフィルタの配列の別の例を示した図である。図４において“Ｒ”を付したブロックがＲカラーフィルタ４１を示し、“Ｇ”を付したブロックがＧカラーフィルタ４２を示し、“Ｂ”を付したブロックがＢカラーフィルタ４３を示す。図４に示した３色のカラーフィルタは、Ｒカラーフィルタ４１を水平方向Ｘに並べたＲ行と、Ｇカラーフィルタ４２を水平方向Ｘに並べたＧ行と、Ｂカラーフィルタ４３を水平方向Ｘに並べたＢ行とをこの順に垂直方向Ｙに並べたパターンを、垂直方向Ｙに複数並べた配列となっている。
【００５８】
次に、このような配列の３色のカラーフィルタを持つ固体撮像素子１の製造方法を説明する。
【００５９】
図５〜７は、図４に示すカラーフィルタを搭載する固体撮像素子１の製造工程を説明する図であり、半導体ウエハＷに作りこまれた隣接する４つの固体撮像素子チップの平面模式図である。３色のカラーフィルタを形成するまでの工程は、図１２及び図１３で説明したものと同じである。
【００６０】
なお、受光部５の各光電変換素子は、Ｒカラーフィルタが上方に配置されるＲ光電変換素子がウエハ全面に渡ってストライプ状に並び、Ｇカラーフィルタが上方に配置されるＧ光電変換素子がウエハ全面に渡ってストライプ状に並び、Ｂカラーフィルタが上方に配置されるＢ光電変換素子がウエハ全面に渡ってストライプ状に並ぶように配置される。
【００６１】
平坦化層Ｃ２の形成後、半導体ウエハＷ全面に、第１色目のカラーフィルタであるＲカラーフィルタの材料をスピンコート法によって回転塗布して成膜する。
【００６２】
次に、成膜したＲカラーフィルタ材料をフォトリソグラフィ及びエッチングによってパターニングして、各チップＣ１の全面に、図５に示したようなストライプパターンのＲカラーフィルタ４１を形成する。
【００６３】
このＲカラーフィルタ４１のストライプパターンは、図４に示したカラーフィルタ配列を実現するために、チップＣ１の長手方向に各ラインが伸びるパターンとなっている。
【００６４】
また、このＲカラーフィルタ４１のストライプパターンは、ウエハＷ全面に渡って直線状に配置されるように形成する。言い換えると、各チップＣ１の全面に形成されるＲカラーフィルタ４１の各ラインの延長線上に、他のチップＣ１の全面に形成されるＲカラーフィルタ４１の１つのラインが存在するように形成する。
【００６５】
更に言い換えると、各チップＣ１のＲカラーフィルタ４１のラインの位置が、当該各チップＣ１にダイシングラインＤＬを挟んでストライプ方向隣にあるチップＣ１のＲカラーフィルタ４１のラインの位置と、ストライプ方向において一致する（ライン同士がストライプ方向に一直線上に並ぶ）ように、Ｒカラーフィルタ４１のストライプパターンを形成する。
【００６６】
次に、半導体ウエハＷ全面に、第２色目のカラーフィルタであるＧカラーフィルタの材料をスピンコート法によって回転塗布して成膜する。
【００６７】
次に、成膜したＧカラーフィルタ材料をフォトリソグラフィ及びエッチングによってパターニングして、各チップＣ１の全面に、図６に示したようなストライプパターンのＧカラーフィルタ４２を形成する。
【００６８】
このＧカラーフィルタ４２のストライプパターンは、図４に示したカラーフィルタ配列を実現するために、チップＣ１の長手方向に各ラインが伸びるパターンとなっている。
【００６９】
また、このＧカラーフィルタ４２のストライプパターンは、ウエハＷ全面に渡って直線状に配置されるように形成する。言い換えると、各チップＣ１の全面に形成されるＧカラーフィルタ４２の各ラインの延長線上に、他のチップＣ１の全面に形成されるＧカラーフィルタ４２の１つのラインが存在するように形成する。
【００７０】
更に言い換えると、各チップＣ１のＧカラーフィルタ４２のラインの位置が、当該各チップＣ１にダイシングラインＤＬを挟んでストライプ方向隣にあるチップＣ１のＧカラーフィルタ４２のラインの位置と、ストライプ方向において一致する（ライン同士がストライプ方向に一直線上に並ぶ）ように、Ｇカラーフィルタ４２のストライプパターンを形成する。
【００７１】
次に、半導体ウエハＷ全面に、第３色目のカラーフィルタであるＢカラーフィルタの材料をスピンコート法によって回転塗布して成膜する。
【００７２】
次に、成膜したＢカラーフィルタ材料をフォトリソグラフィ及びエッチングによってパターニングして、各チップＣ１の全面に、図７に示したようなストライプパターンのＢカラーフィルタ４３を形成する。
【００７３】
以上のように、図４に示した配列の３色のカラーフィルタを持つ固体撮像素子１であっても、上記のように製造することで、第２色目以降のカラーフィルタの膜厚ムラが発生するのを防ぐことができる。
【００７４】
なお、以上の説明では、第３色目のカラーフィルタについても、各チップＣ１の全面に形成するものとしたが、これは、各チップＣ１に形成された当該カラーフィルタに対応する光電変換素子上方にのみ形成するようにしてもよい。第３色目のカラーフィルタは、その後にカラーフィルタを形成する工程がないため、受光部５上方にのみ形成しても問題はない。
【００７５】
また、以上の説明では、各チップＣ１の全面にＲカラーフィルタ４１とＧカラーフィルタ４２のストライプパターンをそれぞれ形成するものとしたが、これらのストライプパターンは、図３で例示したのと同様に、ダイシングラインＤＬ上に跨って形成してもよい。
【００７６】
具体的には、Ｒカラーフィルタ４１とＧカラーフィルタ４２のストライプパターンを形成する際、図８、図９に示すように、各チップＣ１の全面に形成されるラインが、それにストライプ方向で隣接する他のチップＣ１上のラインと連続するように、ストライプパターンを形成すればよい。
【００７７】
また、図４の配列は、これをそのまま９０度回転させた縦ストライプ配列としても、同様の製造方法で製造することができる。この場合には、各工程で形成されるカラーフィルタのストライプパターンを、チップＣ１の短手方向にラインが伸びるパターンとすればよい。
【００７８】
これまでの説明では、固体撮像素子１をＣＣＤ型としたが、ＭＯＳ型であっても、同様に本製造方法を適用できることは言うまでもない。
【００７９】
また、カラーフィルタは原色系を前提としたが、補色系であってもよい。
【００８０】
また、固体撮像素子に搭載するカラーフィルタを３色としたが、２色又は４色以上であってもよい。ただし、ストライプパターンのカラーフィルタを少なくとも１つ含んでいる必要がある。
【００８１】
例えば、２色のカラーフィルタを固体撮像素子が持つ場合には、まず、ストライプパターンのカラーフィルタを上述した方法で形成し、その後、もう１つのカラーフィルタを、各チップＣ１の全面又は受光部５上方のみに形成すればよい。
【００８２】
以上説明したように、本明細書には次の事項が開示されている。
【００８３】
開示された固体撮像素子の製造方法は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子の製造方法であって、前記複数色のカラーフィルタを形成する工程が、前記固体撮像素子が複数形成されるウエハ全面のうち、少なくとも全ての前記固体撮像素子のチップ全面に、同色のストライプパターンのカラーフィルタを最初に形成する第１のストライプパターン形成工程と、前記第１のストライプパターン形成工程に続いて、前記チップのカラーフィルタ形成済の領域を除く面に、スピンコート工程を含んでカラーフィルタを形成する後続カラーフィルタ形成工程とを備えるものである。
【００８４】
開示された固体撮像素子の製造方法は、前記第１のストライプパターン形成工程では、前記ストライプパターンを前記ウエハ全面に渡って直線状に配置するものである。
【００８５】
開示された固体撮像素子の製造方法は、前記第１のストライプパターン形成工程では、前記各チップの全面にのみ前記ストライプパターンを形成するものである。
【００８６】
開示された固体撮像素子の製造方法は、前記第１のストライプパターン形成工程では、前記各チップ同士の間の切断領域にも前記ストライプパターンを形成するものである。
【００８７】
開示された固体撮像素子の製造方法は、前記チップが矩形であり、前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向及び短手方向に交差する方向にラインの伸びるパターンであるものである。
【００８８】
開示された固体撮像素子の製造方法は、前記複数色が３色であり、前記複数色のカラーフィルタを形成する工程では、第１色のカラーフィルタを前記第１のストライプパターン形成工程で形成し、第２色及び第３色のカラーフィルタを前記後続カラーフィルタ工程で形成するものである。
【００８９】
開示された固体撮像素子の製造方法は、前記チップが矩形であり、前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向又は短手方向にラインの伸びるパターンであるものである。
【００９０】
開示された固体撮像素子の製造方法は、前記複数色が３色であり、前記複数色のカラーフィルタを形成する工程では、第１色のカラーフィルタを前記第１のストライプパターン形成工程で形成し、前記後続カラーフィルタ形成工程が、前記ウエハ全面のカラーフィルタ形成済の領域を除く面のうち、少なくとも全ての前記固体撮像素子のチップ全面に、第２色のストライプパターンのカラーフィルタを形成する第２のストライプパターン形成工程と、前記第２のストライプパターン形成工程に続いて、前記チップのカラーフィルタ形成済の領域を除く面に、スピンコート工程を含んでカラーフィルタを形成する第３色カラーフィルタ形成工程とを含むものである。
【００９１】
開示された固体撮像素子は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子であって、前記複数色のカラーフィルタが、ストライプパターンのカラーフィルタを１つ含み、前記ストライプパターンのカラーフィルタが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されているものである。
【００９２】
開示された固体撮像素子は、前記固体撮像素子のチップが矩形であり、前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向及び短手方向に交差する方向にラインの伸びるパターンであるものである。
【００９３】
開示された固体撮像素子は、前記複数色が３色であり、前記３色のカラーフィルタのうちの１色が前記ストライプパターンのカラーフィルタであるものである。
【００９４】
開示された固体撮像素子は、複数色のカラーフィルタを有する固体撮像素子であって、前記複数色のカラーフィルタがストライプパターンのカラーフィルタを２つ以上含み、前記ストライプパターンのカラーフィルタのうちの少なくとも１つが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されているものである。
【００９５】
開示された固体撮像素子は、前記固体撮像素子のチップが矩形であり、前記ストライプパターンが、前記チップの長手方向又は短手方向にラインの伸びるパターンであるものである。
【００９６】
開示された固体撮像素子は、前記複数色が３色であり、前記３色のカラーフィルタの各々が前記ストライプパターンのカラーフィルタであり、前記ストライプパターンのカラーフィルタのうちの２つが、前記固体撮像素子のパッドが形成される領域を除くチップ全面に形成されているものである。
【００９７】
開示された撮像装置は、前記固体撮像素子を備えるものである。
【符号の説明】
【００９８】
１  固体撮像素子
２，Ｃ１  チップ
Ｗ  半導体ウエハ
ＤＬ  ダイシングライン
２０  Ｇカラーフィルタ２０
【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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