(57)【要約】【課題】光学的混色を低減できる固体撮像装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】実施の形態によれば、固体撮像装置は、裏面照射型の固体撮像装置であって、第１の光電変換部と前記第１の光電変換部に隣接した第２の光電変換部とを含む複数の光電変換部が配された表面と前記表面の反対側の裏面とを有する半導体基板と、前記第１の光電変換部に第１の色の光が入射するように前記第１の光電変換部の前記裏面側に配された第１の色フィルタ層と、前記第２の光電変換部に第２の色の光が入射するように前記第２の光電変換部の前記裏面側に前記第１の色フィルタ層に隣接して配された第２の色フィルタ層とを備え、前記第１の色フィルタ層は、第１の厚さを有する本体部と、前記本体部の周囲に配され前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有する縁部とを含み、前記第２の色フィルタ層は、前記第１の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆っている。【選択図】図１−１
2011249462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面照射型の固体撮像装置であって、
第１の光電変換部と前記第１の光電変換部に隣接した第２の光電変換部とを含む複数の光電変換部が配された表面と前記表面の反対側の裏面とを有する半導体基板と、
前記第１の光電変換部に第１の色の光が入射するように前記第１の光電変換部の前記裏面側に配された第１の色フィルタ層と、
前記第２の光電変換部に第２の色の光が入射するように前記第２の光電変換部の前記裏面側に前記第１の色フィルタ層に隣接して配された第２の色フィルタ層と、
を備え、
前記第１の色フィルタ層は、
第１の厚さを有する本体部と、
前記本体部の周囲に配され前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有する縁部と、
を含み、
前記第２の色フィルタ層は、前記第１の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆っている
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第２の色フィルタ層は、
第３の厚さを有する第２の本体部と、
前記第２の本体部の周囲に配され前記第３の厚さより薄い第４の厚さを有する第２の縁部と、
を含み、
前記第１の色フィルタ層における前記縁部と前記第２の色フィルタ層における前記第２の縁部とは、前記第１の色フィルタ層と前記第２の色フィルタ層との境界領域において重なり合っている
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第２の縁部と前記第２の縁部により覆われた前記縁部とは、開口領域を規定するための減光層として機能し、
前記第２の色フィルタ層の開口面積は、前記第１の色フィルタ層の開口面積より大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数の光電変換部は、前記第２の光電変換部の隣接する方向と交差する方向において前記第１の光電変換部に隣接した第３の光電変換部をさらに含み、
前記固体撮像装置は、前記第３の光電変換部に第３の色の光が入射するように前記第３の光電変換部の前記裏面側に前記第１の色フィルタ層に隣接して配された第３の色フィルタ層をさらに備え、
前記第３の色フィルタ層は、
第５の厚さを有する第３の本体部と、
前記第３の本体部の周囲に配され前記第５の厚さより薄い第６の厚さを有する第３の縁部と、
を含み、
前記第２の色フィルタ層は、前記第１の色フィルタ層と前記第３の色フィルタ層との境界領域における前記縁部及び前記第３の縁部をともに覆う延在部をさらに含む
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
裏面照射型の固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板内の表面側に、第１の光電変換部と前記第１の光電変換部に隣接した第２の光電変換部とを含む複数の光電変換部を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面側における前記第１の光電変換部に対応した領域に、第１の色の波長域に分光透過率のピークを有する第１の色フィルタ層となるべき第１の層を形成する工程と、
第１の厚さを有する本体部と、前記本体部の周囲に配され前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有する縁部とを含む前記第１の色フィルタ層が形成されるように、前記第１の層における縁部を選択的に薄膜化する工程と、
前記半導体基板の裏面側における前記第２の光電変換部に対応した領域に、第２の色の波長域に分光透過率のピークを有する第２の色フィルタ層を、前記第１の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆うように形成する工程と、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の色フィルタ層及び前記第２の色フィルタ層を覆う平坦化層を形成する工程と、
前記平坦化層の表面に、前記第１の光電変換部に集光するための第１のマイクロレンズと前記第２の光電変換部に集光するための第２のマイクロレンズとを形成する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の画素（フォトダイオード）の配列に対応して複数の色フィルタが配列された固体撮像装置において、色フィルタを通過した光がその対応した画素ではなく隣接した画素へ入射してしまうことに起因した光学的混色が問題となっている。このような従来技術においては、光学的混色を低減することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施の形態は、例えば、光学的混色を低減できる固体撮像装置及びそ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】
【０００５】
実施の形態によれば、裏面照射型の固体撮像装置であって、第１の光電変換部と前記第１の光電変換部に隣接した第２の光電変換部とを含む複数の光電変換部が配された表面と前記表面の反対側の裏面とを有する半導体基板と、前記第１の光電変換部に第１の色の光が入射するように前記第１の光電変換部の前記裏面側に配された第１の色フィルタ層と、前記第２の光電変換部に第２の色の光が入射するように前記第２の光電変換部の前記裏面側に前記第１の色フィルタ層に隣接して配された第２の色フィルタ層とを備え、前記第１の色フィルタ層は、第１の厚さを有する本体部と、前記本体部の周囲に配され前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有する縁部とを含み、前記第２の色フィルタ層は、前記第１の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆っていることを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【０００６】
また、他の実施の形態によれば、裏面照射型の固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板内の表面側に、第１の光電変換部と前記第１の光電変換部に隣接した第２の光電変換部とを含む複数の光電変換部を形成する工程と、前記半導体基板の裏面側における前記第１の光電変換部に対応した領域に、第１の色の波長域に分光透過率のピークを有する第１の色フィルタ層となるべき第１の層を形成する工程と、第１の厚さを有する本体部と、前記本体部の周囲に配され前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有する縁部とを含む前記第１の色フィルタ層が形成されるように、前記第１の層における縁部を選択的に薄膜化する工程と、前記半導体基板の裏面側における前記第２の光電変換部に対応した領域に、第２の色の波長域に分光透過率のピークを有する第２の色フィルタ層を、前記第１の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆うように形成する工程とを備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１−１】実施の形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。
【図１−２】実施の形態にかかる固体撮像装置の構成を示す図。
【図２】実施の形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。
【図３】実施の形態の変形例にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。
【図４】実施の形態の他の変形例にかかる固体撮像装置の製造方法を示す図。
【図５】比較例にかかる固体撮像装置の構成を示す図。
【図６】他の比較例にかかる固体撮像装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。
（実施の形態）
【０００９】
実施の形態にかかる固体撮像装置１の構成について図１−１及び図１−２を用いて説明する。図１−１（ａ）は、青色の色フィルタ層と緑色の色フィルタ層とを通る断面の構成を示す。図１−１（ｂ）は、赤色の色フィルタ層と緑色の色フィルタ層とを通る断面の構成を示す。図１−２（ｃ）は、複数の色フィルタ層のレイアウト構成を示す図である。図１−１（ａ）は、図１−２（ｃ）のＡ−Ａ線で切った断面に対応しており、図１−１（ｂ）は、図１−２（ｃ）のＢ−Ｂ線で切った断面に対応している。図１−２（ｄ）は、減光パターンを模式的に示す図である。
【００１０】
固体撮像装置１は、半導体基板１０、平坦化層２０、色フィルタ配列ＣＦＡ、平坦化層３０、マイクロレンズ配列ＭＬＡを備える。半導体基板１０は、表面１０ａと裏面１０ｂとを有する。固体撮像装置１は、半導体基板１０の裏面１０ｂ側から光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。
【００１１】
半導体基板１０のウエル領域１２内には、表面１０ａ側に、複数の光電変換部（複数の画素）が配されている。複数の光電変換部は、例えば２次元的に配列されている。ウエル領域１２は、第１導電型（例えばＰ型）の不純物を低い濃度で含む。各光電変換部は、例えばフォトダイオードであり、電荷蓄積領域を含む。電荷蓄積領域は、第１導電型と反対導電型である第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウエル領域１２における第１導電型の不純物の濃度より高い濃度で含む。
【００１２】
複数の光電変換部は、光電変換部（第１の光電変換部）１１ｇ、光電変換部（第２の光電変換部）１１ｂ、及び光電変換部（第３の光電変換部）１１ｒを含む。光電変換部１１ｂは、図１−２（ｃ）に示すＡ−Ａ線に沿った方向において光電変換部１１ｇに隣接している。光電変換部１１ｒは、光電変換部１１ｂの隣接する方向と交差する方向（図１−２（ｃ）に示すＢ−Ｂ線に沿った方向）において光電変換部１１ｇに隣接している。
【００１３】
平坦化層２０は、半導体基板１０の裏面１０ｂを覆っている。これにより、平坦化層２０は、色フィルタ配列ＣＦＡが配されるための平坦な表面を提供する。
【００１４】
色フィルタ配列ＣＦＡは、平坦化層２０の表面に配されている。色フィルタ配列ＣＦＡでは、複数の色フィルタ層が複数の光電変換部の配列に対応して例えば２次元的に配列されている。
【００１５】
平坦化層３０は、複数の色フィルタ層を覆っている。これにより、平坦化層３０は、マイクロレンズ配列ＭＬＡが配されるための平坦な表面を提供する。
【００１６】
マイクロレンズ配列ＭＬＡは、平坦化層３０の表面に配されている。マイクロレンズ配列ＭＬＡでは、複数のマイクロレンズが複数の光電変換部の配列に対応して例えば２次元的に配列されている。例えば、マイクロレンズＭＬｇ、ＭＬｂ、ＭＬｒは、それぞれ、光電変換部１１ｇ、１１ｂ、１１ｒに集光するように配されている。
【００１７】
次に、色フィルタ配列ＣＦＡにおける複数の色フィルタ層の具体的な構成について説明する。
【００１８】
色フィルタ配列ＣＦＡでは、例えば、図１−２（ｃ）に示すように、ベイヤー配列に従って、対角方向に配された緑色の色フィルタ層４０ｇ１、４０ｇ２と他の対角方向に配された赤色の色フィルタ層４０ｒ１及び青色の色フィルタ層４０ｂ１とによって形成される４つの色フィルタ層の単位配列が２次元的に繰り返し配列されている。そこで、以下では、緑色の色フィルタ層（第１の色フィルタ層）４０ｇ１、青色の色フィルタ層（第２の色フィルタ層）４０ｂ１、赤色の色フィルタ層（第３の色フィルタ層）４０ｒ１に関連した構成を例示的に説明するが、他の対応する色フィルタ層に関連した構成ついても同様である。
【００１９】
色フィルタ層（第１の色フィルタ層）４０ｇ１は、光電変換部１１ｇに緑色（第１の色）の光が入射するように光電変換部１１ｇの裏面１０ｂ側に配されている。すなわち、色フィルタ層４０ｇ１は、裏面１０ｂに垂直な方向から透視した場合に、光電変換部１１ｇを含むように配されている。色フィルタ層４０ｇ１は、緑色の波長域に分光透過率のピークを有する。
【００２０】
色フィルタ層４０ｇ１は、本体部４０ｇ１１及び縁部４０ｇ１２を含む。本体部４０ｇ１１は、縁部４０ｇ１２の内側に配されている。縁部４０ｇ１２は、本体部４０ｇ１１の周囲に配されている。本体部４０ｇ１１は、例えば略四角形（四角形又は四角形の角が丸まった形状）であり、縁部４０ｇ１２は、例えば略四角の枠形状である。
【００２１】
本体部４０ｇ１１は、厚さ（第１の厚さ）Ｄｇ１１を有する。縁部４０ｇ１２は、厚さＤｇ１１より薄い厚さ（第２の厚さ）Ｄｇ１２を有する。これに伴い、本体部４０ｇ１１と縁部４０ｇ１２とが平坦化層２０を覆っているとともに、本体部４０ｇ１１の半導体基板１０の裏面１０ｂからの高さは、縁部４０ｇ１２の半導体基板１０の裏面１０ｂからの高さより高くなっている（図１−１（ａ）及び図１−１（ｂ）参照）。
【００２２】
色フィルタ層（第３の色フィルタ層）４０ｒ１は、光電変換部１１ｒに赤色（第３の色）の光が入射するように光電変換部１１ｒの裏面１０ｂ側に配されている。すなわち、色フィルタ層４０ｒ１は、裏面１０ｂに垂直な方向から透視した場合に、光電変換部１１ｒを含むように配されている。色フィルタ層４０ｒ１は、赤色の波長域に分光透過率のピークを有する。
【００２３】
色フィルタ層４０ｒ１は、本体部（第３の本体部）４０ｒ１１、縁部（第３の縁部）４０ｒ１２を含む。本体部４０ｒ１１は、縁部４０ｒ１２の内側に配されている。縁部４０ｒ１２は、本体部４０ｒ１１の周囲に配されている。本体部４０ｒ１１は、例えば略四角形（四角形又は四角形の角が丸まった形状）であり、縁部４０ｒ１２は、例えば略四角の枠形状である。
【００２４】
本体部４０ｒ１１は、厚さ（第５の厚さ）Ｄｒ１１を有する。縁部４０ｒ１２は、厚さＤｒ１１より薄い厚さ（第６の厚さ）Ｄｒ１２を有する。これに伴い、本体部４０ｒ１１と縁部４０ｒ１２とが平坦化層２０を覆っているとともに、本体部４０ｒ１１の半導体基板１０の裏面１０ｂからの高さは、縁部４０ｒ１２の半導体基板１０の裏面１０ｂからの高さより高くなっている（図１−１（ｂ）参照）。
【００２５】
色フィルタ層（第２の色フィルタ層）４０ｂ１は、光電変換部１１ｂに青色（第２の色）の光が入射するように光電変換部１１ｂの裏面１０ｂ側に配されている。すなわち、色フィルタ層４０ｂ１は、裏面１０ｂに垂直な方向から透視した場合に、光電変換部１１ｂを含むように配されている。色フィルタ層４０ｂ１は、青色の波長域に分光透過率のピークを有する。
【００２６】
色フィルタ層４０ｂ１は、本体部（第２の本体部）４０ｂ１１、縁部（第２の縁部）４０ｂ１２、及び延在部４０ｂ１３を含む。本体部４０ｂ１１は、縁部４０ｂ１２の内側に配されている。縁部４０ｂ１２は、本体部４０ｂ１１の周囲に配されている。本体部４０ｂ１１は、例えば略四角形（四角形又は四角形の角が丸まった形状）であり、縁部４０ｂ１２は、例えば略四角の枠形状である。延在部４０ｂ１３は、縁部４０ｂ１２における色フィルタ層４０ｇ１及び色フィルタ層４０ｒ１に隣接した角部から、色フィルタ層４０ｇ１及び色フィルタ層４０ｒ１の間を光電変換部１１ｂの裏面１０ｂに沿った方向へ延びている。
【００２７】
本体部４０ｂ１１は、厚さ（第３の厚さ）Ｄｂ１１を有する。縁部４０ｂ１２及び延在部４０ｂ１３は、厚さＤｂ１１より薄い厚さ（第４の厚さ）Ｄｂ１２を有する。これに伴い、本体部４０ｂ１１と縁部４０ｂ１２及び延在部４０ｂ１３とが平坦化層３０により覆われているとともに、縁部４０ｂ１２及び延在部４０ｂ１３のそれぞれにおける半導体基板１０側の面の半導体基板１０の裏面１０ｂからの高さは、本体部４０ｂ１１における半導体基板１０側の面の半導体基板１０の裏面１０ｂからの高さより高くなっている（図１−１（ａ）及び図１−１（ｂ）参照）。
【００２８】
色フィルタ層４０ｂ１における縁部４０ｂ１２は、色フィルタ層４０ｇ１における本体部４０ｇ１１を覆わず、色フィルタ層４０ｇ１との境界領域における縁部４０ｇ１２を覆っている（図１−１（ａ）参照）。縁部４０ｂ１２が青色の波長域に分光透過率のピークを有するのに対して縁部４０ｇ１２が緑色の波長域に分光透過率のピークを有するので、縁部４０ｂ１２を通過した光は縁部４０ｇ１２を通過しにくい。これにより、縁部４０ｂ１２と縁部４０ｂ１２により覆われた縁部４０ｇ１２とは減光層（以下、第１の減光層とする）として機能する。
【００２９】
色フィルタ層４０ｂ１における延在部４０ｂ１３は、色フィルタ層４０ｇ１と色フィルタ層４０ｒ１との境界領域における縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２をともに覆っている。延在部４０ｂ１３が青色の波長域に分光透過率のピークを有するのに対して縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２がそれぞれ緑色及び赤色の波長域に分光透過率のピークを有するので、延在部４０ｂ１３を通過した光は縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２のそれぞれを通過しにくい。これにより、延在部４０ｂ１３と延在部４０ｂ１３により覆われた縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２とは減光層（以下、第２の減光層とする）として機能する。
【００３０】
第１の減光層及び第２の減光層のレイアウトを模式的に示すと図１−２（ｄ）のようになる。矩形の枠状に延びた第１の減光層のパターン（実線で示すパターン）と矩形の枠状に延びた第２の減光層のパターン（破線で示すパターン）とは、図面中縦横に１画素ピッチずれた状態で、それぞれ２画素ピッチで２次元的に配列されている。すなわち、第１の減光層と第２の減光層とによって形成される減光パターンは、図１−２（ｃ）に示すように、各色フィルタ層の開口領域を規定するように、複数の色フィルタ層の本体部の間を格子状に延びたものとなる。これにより、各色フィルタ層は、本体部が開口領域となる。
【００３１】
また、第１の減光層のパターン幅Ｗ１は第２の減光層のパターン幅Ｗ２より小さくなる。例えば、半導体基板１０の裏面１０ｂに垂直な方向から透視した場合における縁部４０ｂ１２と縁部４０ｇ１２との重なりの幅（図１−１（ａ）参照）を延在部４０ｂ１３と縁部４０ｇ１２との重なりの幅（図１−１（ｂ）参照）と同程度にした場合、第１の減光層のパターン幅Ｗ１は第２の減光層のパターン幅Ｗ２の約１／２になる。これにより、色フィルタ層４０ｂ１の開口領域の幅ＯＷｂは、色フィルタ層４０ｇ１の開口領域の幅ＯＷｇより大きくでき、色フィルタ層４０ｒ１の開口領域の幅ＯＷｒより大きくできる。すなわち、色フィルタ層４０ｂ１の開口面積は、色フィルタ層４０ｇ１の開口面積より大きくでき、色フィルタ層４０ｒ１の開口面積より大きくできる。
【００３２】
次に、実施の形態にかかる固体撮像装置１の製造方法について図２を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｇ）は固体撮像装置１の製造方法を示す工程断面図であり、図２（ｈ）〜（ｎ）はそれぞれ図２（ａ）〜（ｇ）に対応した平面図である。図２（ａ）〜（ｇ）に示す断面は、図１−２（ｃ）のＡ−Ａ線で切った断面に対応しており、図２（ｈ）〜（ｎ）に示す平面は、図１−２（ｃ）に示す平面に対応している。以下では、緑色の色フィルタ層（第１の色フィルタ層）４０ｇ１、青色の色フィルタ層（第２の色フィルタ層）４０ｂ１、赤色の色フィルタ層（第３の色フィルタ層）４０ｒ１に関連した部分の製造方法を例示的に説明するが、他の対応する色フィルタ層に関連した部分の製造方法ついても同様である。
【００３３】
図２（ａ）、（ｈ）に示す工程では、第１導電型（例えばＰ型）の不純物を低い濃度で含むウエル領域を有する半導体基板を準備する。半導体基板は、例えばシリコンで形成する。Ｐ型の不純物は、例えばボロンである。そして、半導体基板のウエル領域内の表面側に、光電変換部１１ｇ、１１ｂを含む複数の光電変換部を形成する。これにより、ウエル領域１２内の表面１０ａ側に複数の光電変換部（複数の画素）が配された半導体基板１０が得られる。各光電変換部は、例えばフォトダイオードであり、電荷蓄積領域を含むように形成する。電荷蓄積領域は、第１導電型と反対導電型である第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウエル領域１２における第１導電型の不純物の濃度より高い濃度で含むように形成する。Ｎ型の不純物は、例えばリン又は砒素である。そして、半導体基板１０の裏面１０ｂに、平坦化層２０を形成する。平坦化層２０は、例えば、所定の樹脂で形成する。
【００３４】
図２（ｂ）、（ｉ）に示す工程では、半導体基板１０の裏面１０ｂ側すなわち平坦化層２０の表面における光電変換部１１ｇに対応した領域に、色フィルタ層４０ｇ１となるべき層（第１の層）４０ｇ１ｉを形成する。具体的には、例えばスピンコート法により、色フィルタ層４０ｇ１となるべき第１の樹脂層を平坦化層２０の表面に塗布する。第１の樹脂層は、緑色の波長域に分光透過率のピークを有するように、例えば、緑色の顔料又は染料を含むレジスト材料で形成する。その後、フォトリソグラフィ法により、第１の樹脂層を、四角形状の緑色の層が市松状に複数配列されたパターン（図２（ｉ）参照）にエッチング加工する。これにより、例えば、緑色の層４０ｇ１ｉが形成される。
【００３５】
図２（ｃ）、（ｊ）に示す工程では、半導体基板１０の裏面１０ｂ側すなわち平坦化層２０の表面における光電変換部１１ｒに対応した領域に、色フィルタ層４０ｒ１となるべき層４０ｒ１ｉを形成する。具体的には、例えばスピンコート法により、色フィルタ層４０ｒ１となるべき第２の樹脂層を平坦化層２０の露出した表面に塗布する。第２の樹脂層は、赤色の波長域に分光透過率のピークを有するように、例えば、赤色の顔料又は染料を含むレジスト材料で形成する。その後、フォトリソグラフィ法により、第２の樹脂層を、平坦化層２０の露出された複数の領域のうちの１列おきの領域に四角形状の赤色の層が複数配列されたパターン（図２（ｊ）参照）にエッチング加工する。これにより、例えば、赤色の層４０ｒ１ｉが形成される。
【００３６】
図２（ｄ）、（ｋ）に示す工程では、例えばフォトリソグラフィ法により、緑色の層４０ｇ１ｉを含む緑色の各層の縁部と赤色の層４０ｒ１ｉを含む赤色の各層の縁部とを選択的に露出する犠牲膜パターン７０を形成する。すなわち、犠牲膜パターン７０は、緑色の各層における本体部となるべき部分を覆い、赤色の各層における本体部となるべき部分を覆うとともに、平坦化層２０の露出した表面を覆っている。犠牲膜パターン７０は、例えばレジストで形成する。犠牲膜パターン７０の厚さは、色フィルタ層４０ｇ１における本体部４０ｇ１１の厚さＤｇ１１と縁部４０ｇ１２の厚さＤｇ１２との差（Ｄｇ１１−Ｄｇ１２、図１−１（ａ）参照）や、色フィルタ層４０ｒ１における本体部４０ｒ１１の厚さＤｒ１１と縁部４０ｒ１２の厚さＤｒ１２との差（Ｄｒ１１−Ｄｒ１２、図１−１（ｂ）参照）に対応したものになるように調整する。
【００３７】
図２（ｅ）、（ｌ）に示す工程では、犠牲膜パターン７０が完全に除去されるまで全面をエッチングするエッチバック加工を行う。これにより、犠牲膜パターン７０の除去と緑色の各層の縁部及び赤色の各層の縁部の選択的なエッチングとが並行して行われる。そして、犠牲膜パターン７０が完全に除去された際に、緑色の層４０ｇ１ｉの縁部は、差（Ｄｇ１１−Ｄｇ１２）に相当する厚さの部分がエッチングされている。同様に、犠牲膜パターン７０が完全に除去された際に、赤色の層４０ｒ１ｉの縁部は、差（Ｄｒ１１−Ｄｒ１２）に相当する厚さの部分がエッチングされている。
【００３８】
このように、図２（ｄ）、（ｋ）に示す工程及び図２（ｅ）、（ｌ）に示す工程では、例えば、緑色の層４０ｇ１ｉを含む緑色の各層の縁部と赤色の層４０ｒ１ｉを含む赤色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、厚さＤｇ１１を有する本体部４０ｇ１１と、厚さＤｇ１１より薄い厚さＤｇ１２を有する縁部４０ｇ１２とを含む色フィルタ層４０ｇ１が形成される。それとともに、例えば、厚さＤｒ１１を有する本体部４０ｒ１１と、厚さＤｒ１１より薄い厚さＤｒ１２を有する縁部４０ｒ１２とを含む色フィルタ層４０ｒ１が形成される。また、緑色の各色フィルタ層の本体部と赤色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される（図２（ｌ）参照）。溝の深さは、差（Ｄｇ１１−Ｄｇ１２）又は差（Ｄｒ１１−Ｄｒ１２）に相当する深さとなっている。
【００３９】
図２（ｆ）、（ｍ）に示す工程では、半導体基板１０の裏面１０ｂ側すなわち平坦化層２０の表面における光電変換部１１ｂに対応した領域及び上記の溝に、例えば青色の色フィルタ層４０ｂ１を形成する。具体的には、例えばスピンコート法により、色フィルタ層４０ｂ１となるべき第３の樹脂層を平坦化層２０の露出した表面及び上記の溝に塗布する。このとき、半導体基板１０の裏面１０ｂからの高さが第３の樹脂層の表面と色フィルタ層４０ｇ１及び色フィルタ層４０ｒ１とで均等になるように、第３の樹脂層の材料の塗布量を調整することができる。第３の樹脂層は、青色の波長域に分光透過率のピークを有するように、例えば、青色の顔料又は染料を含むレジスト材料で形成する。その後、フォトリソグラフィ法により、第３の樹脂層を、平坦化層２０の露出された複数の領域と上記の溝とに配されたパターン（図２（ｍ）参照）にエッチング加工を行う。なお、第３の樹脂層の材料の塗布量を調整することにより、第３の樹脂層を平坦化層２０の露出した表面及び上記の溝に選択的に塗布できる場合、このエッチング加工は行わなくても良い。
【００４０】
これにより、例えば、色フィルタ層４０ｂ１における縁部４０ｂ１２が、色フィルタ層４０ｇ１における本体部４０ｇ１１を覆わず、色フィルタ層４０ｇ１との境界領域における縁部４０ｇ１２を覆うように、色フィルタ層４０ｂ１が形成され得る。それとともに、例えば、色フィルタ層４０ｂ１における延在部４０ｂ１３が、色フィルタ層４０ｇ１と色フィルタ層４０ｒ１との境界領域における縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２をともに覆うように、色フィルタ層４０ｂ１が形成され得る。
【００４１】
すなわち、例えば、縁部４０ｂ１２と縁部４０ｂ１２により覆われた縁部４０ｇ１２とを含む減光層（以下、第１の減光層とする）が形成され得る。また、例えば、延在部４０ｂ１３と延在部４０ｂ１３により覆われた縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２とを含む減光層（以下、第２の減光層とする）が形成され得る。このとき、第１の減光層と第２の減光層とによって形成される減光パターンは、図１−２（ｃ）に示すように、各色フィルタ層の開口領域を規定するように、複数の色フィルタ層の本体部の間を格子状に延びたものとなる。これにより、各色フィルタ層は、本体部が開口領域となる。
【００４２】
図２（ｇ）、（ｎ）に示す工程では、色フィルタ層４０ｇ１、４０ｂ１、４０ｒ１を含む複数の色フィルタ層を覆う平坦化層３０を形成する。平坦化層３０は、例えば、所定の樹脂で形成する。そして、平坦化層３０の表面に、マイクロレンズＭＬｇ、ＭＬｂ、ＭＬｒを含む複数のマイクロレンズを形成する。例えば、マイクロレンズＭＬｇ、ＭＬｂ、ＭＬｒを、それぞれ、平坦化層３０の表面における光電変換部１１ｇ、１１ｂ、１１ｒに対応した領域に形成する。
【００４３】
以上のようにして、実施の形態にかかる固体撮像装置１が製造される。
【００４４】
ここで、仮に、図５（ｂ）に示すように、裏面照射型の固体撮像装置において、隣接する色フィルタ層を境界領域で重ねない場合について考える。この場合、図５（ａ）に示すように、例えば緑色の色フィルタ層１４０ｇ１が光電変換部１１ｇに対応し、青色の色フィルタ層１４０ｂ１が光電変換部１１ｂに対応している。このとき、例えば、青色の色フィルタ層４０ｂ１と緑色の色フィルタ層４０ｇ１との境界領域の近傍における色フィルタ層１４０ｂ１へ入射した光ＩＬ１０１は、境界領域（境界面）で屈折又は散乱されてその対応した光電変換部１１ｂではなく隣接した光電変換部１１ｇへ入射する傾向にある。あるいは、例えば、青色の色フィルタ層４０ｂ１と緑色の色フィルタ層４０ｇ１との境界領域の近傍における色フィルタ層１４０ｇ１へ入射した光ＩＬ１０２は、境界領域（境界面）で屈折又は散乱されてその対応した光電変換部１１ｇではなく隣接した光電変換部１１ｂへ入射する傾向にある。このように、裏面照射型の固体撮像装置では、表面照射型の固体撮像装置に比べ、入射光路上すなわち色フィルタ層と光電変換部との間に開口領域を規定する配線層がないため、光学的混色が発生しやすい。
【００４５】
それに対して、実施の形態では、裏面照射型の固体撮像装置１において、例えば、色フィルタ層４０ｂ１における縁部４０ｂ１２は、色フィルタ層４０ｇ１における本体部４０ｇ１１を覆わず、色フィルタ層４０ｇ１との境界領域における縁部４０ｇ１２を覆っている（図１−１（ａ）参照）。縁部４０ｂ１２が青色の波長域に分光透過率のピークを有するのに対して縁部４０ｇ１２が緑色の波長域に分光透過率のピークを有するので、縁部４０ｂ１２を通過した光は縁部４０ｇ１２を通過しにくい。これにより、縁部４０ｂ１２と縁部４０ｂ１２により覆われた縁部４０ｇ１２とは減光層（第１の減光層）として機能する。この結果、図１−１（ａ）に示すように、青色の色フィルタ層４０ｂ１と緑色の色フィルタ層４０ｇ１との境界領域の近傍における色フィルタ層４０ｂ１へ入射した光ＩＬ１は、減光層で減光され隣接した光電変換部１１ｇへ入射しにくい。また、青色の色フィルタ層４０ｂ１と緑色の色フィルタ層４０ｇ１との境界領域の近傍における色フィルタ層４０ｇ１へ入射した光ＩＬ２は、減光層で減光され隣接した光電変換部１１ｂへ入射しにくい。このように、実施の形態によれば、裏面照射型の固体撮像装置１において、光学的混色を低減できる。例えば、減光層における半導体基板１０側の層が緑色又は赤色の色フィルタ層における縁部になるので、可視領域における中〜長波長光の光学的混色を効果的に低減できる。
【００４６】
あるいは、仮に、図６（ａ）に示すように、裏面照射型の固体撮像装置において、それぞれ一様な厚さを有する隣接する色フィルタ層を境界領域で重ねる場合について考える。この場合、図６（ｂ）に斜線で示すように、隣接する色フィルタ層の境界領域に減光層を形成することができる。しかし、例えば、青色の色フィルタ層２４０ｂ１と緑色の色フィルタ層２４０ｇ１との境界領域において色フィルタ層２４０ｂ１が色フィルタ層２４０ｇ１を覆う場合、境界領域における段差ＳＴは、色フィルタ層２４０ｂ１の厚さＤ２４０ｂ１に対応した大きな値になる。これにより、平坦化層２３０がこの段差ＳＴを緩和してマイクロレンズの配されるべき平坦な表面を提供するために平坦化層２３０の厚さＤ２３０を段差ＳＴよりも大幅に大きくする必要がある。この結果、例えばマイクロレンズＭＬｇ、ＭＬｂと光電変換部１１ｇ、１１ｂとの距離が遠くなるので、光電変換部１１ｇ、１１ｂへの集光効率が低下する。
【００４７】
それに対して、実施の形態では、裏面照射型の固体撮像装置１において、隣接する色フィルタ層のそれぞれにおける厚さが薄くなった縁部どうしを境界領域で重ねる。例えば、図１−１に示すように、色フィルタ層４０ｇ１は、厚さＤｇ１１を有する本体部４０ｇ１１と、厚さＤｇ１１より薄い厚さＤｇ１２を有する縁部４０ｇ１２とを含む。色フィルタ層４０ｂ１は、厚さＤｂ１１を有する本体部４０ｂ１１と、厚さＤｂ１１より薄い厚さＤｂ１２を有する縁部４０ｂ１２とを含む。色フィルタ層４０ｇ１における縁部４０ｇ１２と色フィルタ層４０ｂ１における縁部４０ｂ１２とは、色フィルタ層４０ｇ１と色フィルタ層４０ｂ１との境界領域において重なり合っている。これにより、境界領域における段差が大幅に低減されている。特に、Ｄｇ１２＋Ｄｂ１２≒Ｄｇ１１≒Ｄｇ１２となるように調整した場合、境界領域における段差をほぼゼロにすることができる。このように、隣接する色フィルタ層の境界領域における段差を大幅に低減できるので、平坦化層３０がマイクロレンズの配されるべき平坦な表面を提供するための厚さＤ３０も大幅に低減できる。この結果、例えばマイクロレンズＭＬｇ、ＭＬｂと光電変換部１１ｇ、１１ｂとの距離を近づけることができるので、光電変換部１１ｇ、１１ｂへの集光効率を向上できる。
【００４８】
また、図６（ｂ）に示す比較例では、各色フィルタ層の開口面積が一様な大きさになっている。
【００４９】
それに対して、実施の形態では、図１−２（ｃ）に示すように、第１の減光層のパターン幅Ｗ１は第２の減光層のパターン幅Ｗ２より小さくなる。例えば、半導体基板１０の裏面１０ｂに垂直な方向から透視した場合における縁部４０ｂ１２と縁部４０ｇ１２との重なりの幅（図１−１（ａ）参照）を延在部４０ｂ１３と縁部４０ｇ１２との重なりの幅（図１−１（ｂ）参照）と同程度にした場合、第１の減光層のパターン幅Ｗ１は第２の減光層のパターン幅Ｗ２の約１／２になる。これにより、色フィルタ層４０ｂ１の開口領域の幅ＯＷｂは、色フィルタ層４０ｇ１の開口領域の幅ＯＷｇより大きくでき、色フィルタ層４０ｒ１の開口領域の幅ＯＷｒより大きくできる。すなわち、青色の色フィルタ層４０ｂ１の開口面積は、緑色の色フィルタ層４０ｇ１の開口面積より大きくでき、赤色の色フィルタ層４０ｒ１の開口面積より大きくできる。この結果、例えば赤色・緑色に比べて青色の受光感度が弱くなることを抑制する等、開口面積を抑制する事で、感度及び各所の感度比率を任意に調整できる。その結果、赤色・緑色のそれぞれの受光感度と青色の受光感度とを均等にすることもできる。
【００５０】
また、例えば、青色の色フィルタ層４０ｂ１における縁部４０ｂ１２が緑色の色フィルタ層４０ｇ１における縁部４０ｇ１２を覆うことにより第１の減光層が形成される。それとともに、色フィルタ層４０ｂ１における延在部４０ｂ１３が縁部４０ｂ１２に隣接した領域、すなわち色フィルタ層４０ｇ１と色フィルタ層４０ｒ１との境界領域における縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２をともに覆うことにより第２の減光層が形成される。すなわち、第１の減光層及び第２の減光層は、一括して（簡易な工程で）形成するのに適した構造をしている。
【００５１】
あるいは、仮に、裏面照射型の固体撮像装置を製造する際に、図２（ｄ）、（ｋ）に示す工程及び図２（ｅ）、（ｌ）に示す工程を行わない場合を考える。この場合、各フィルタ層が一様な厚さを有する状態で形成されるので、例えば図５又は図６に示すような構造の固体撮像装置が製造されることになる。
【００５２】
それに対して、実施の形態では、図２（ｄ）、（ｋ）に示す工程及び図２（ｅ）、（ｌ）に示す工程では、例えば、緑色の層４０ｇ１ｉを含む緑色の各層の縁部と赤色の層４０ｒ１ｉを含む赤色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、厚さＤｇ１１を有する本体部４０ｇ１１と、厚さＤｇ１１より薄い厚さＤｇ１２を有する縁部４０ｇ１２とを含む色フィルタ層４０ｇ１が形成される。それとともに、例えば、厚さＤｒ１１を有する本体部４０ｒ１１と、厚さＤｒ１１より薄い厚さＤｒ１２を有する縁部４０ｒ１２とを含む色フィルタ層４０ｒ１が形成される。また、緑色の各色フィルタ層の本体部と赤色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される（図２（ｌ）参照）。そして、図２（ｆ）、（ｍ）に示す工程では、半導体基板１０の裏面１０ｂ側すなわち平坦化層２０の表面における光電変換部１１ｂに対応した領域及び上記の溝に、例えば青色の色フィルタ層４０ｂ１等を形成する。これにより、例えば、縁部４０ｂ１２と縁部４０ｂ１２により覆われた縁部４０ｇ１２とを含む減光層（以下、第１の減光層とする）が形成され得る。また、例えば、延在部４０ｂ１３と延在部４０ｂ１３により覆われた縁部４０ｇ１２及び縁部４０ｒ１２とを含む減光層（以下、第２の減光層とする）が形成され得る。
【００５３】
さらに、実施の形態では、図２（ｇ）、（ｎ）に示す工程において、境界領域における段差の大幅に低減された複数の色フィルタ層を覆う平坦化層３０を形成する。これにより、上記のように、平坦化層３０がマイクロレンズの配されるべき平坦な表面を提供するための厚さＤ３０も大幅に低減できる（図１−１（ａ）参照）。この結果、例えばマイクロレンズＭＬｇ、ＭＬｂと光電変換部１１ｇ、１１ｂとの距離を近づけるように、平坦化層３０の表面にマイクロレンズＭＬｇ、ＭＬｂを形成することが容易である。
【００５４】
なお、図３（ｇ）、（ｎ）に示す裏面照射型の固体撮像装置１ｊは、図３（ｆ）、（ｍ）に示すように、実施の形態における青色の色フィルタ層と赤色の色フィルタ層とを入れ替えた構成であってもよい。この場合でも、裏面照射型の固体撮像装置１ｊにおいて、光学的混色を低減できる。例えば、減光層における半導体基板１０側の層が例えば緑色の色フィルタ層４０ｇ１又は青色の色フィルタ層４０ｂ１ｊにおける縁部になるので、可視領域における短〜中波長光の光学的混色を効果的に低減できる。また、例えば、赤色の色フィルタ層４０ｒ１ｊの開口面積を、緑色の色フィルタ層４０ｇ１の開口面積より大きくでき、青色の色フィルタ層４０ｂ１ｊの開口面積より大きくできる。この結果、例えば青色・緑色に比べて赤色の受光感度が弱くなることを抑制して、青色・緑色のそれぞれの受光感度と赤色の受光感度とを均等にできる。
【００５５】
また、裏面照射型の固体撮像装置１ｊの製造方法では、図３（ｄ）、（ｋ）に示す工程において、例えばフォトリソグラフィ法により、緑色の層４０ｇ１ｉを含む緑色の各層の縁部と青色の層４０ｂ１ｊｉを含む青色の各層の縁部とを選択的に露出する犠牲膜パターン７０ｊを形成する。図３（ｅ）、（ｌ）に示す工程では、犠牲膜パターン７０ｊが完全に除去されるまで全面をエッチングするエッチバック加工を行う。すなわち、図３（ｄ）、（ｋ）に示す工程及び図３（ｅ）、（ｌ）に示す工程では、例えば、緑色の層４０ｇ１ｉを含む緑色の各層の縁部と青色の層４０ｂ１ｊｉを含む青色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、色フィルタ層４０ｇ１が形成されるとともに色フィルタ層４０ｂ１ｊが形成される。また、緑色の各色フィルタ層の本体部と青色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される（図３（ｌ）参照）。図３（ｆ）、（ｍ）に示す工程では、半導体基板１０の裏面１０ｂ側すなわち平坦化層２０の表面における光電変換部１１ｒに対応した領域及び上記の溝に、例えば赤色の色フィルタ層４０ｒ１ｊを形成する。
【００５６】
あるいは、図４（ｇ）、（ｎ）に示す裏面照射型の固体撮像装置１ｋは、図４（ｆ）、（ｍ）に示すように、実施の形態における青色の色フィルタ層と緑色の色フィルタ層とを入れ替えた構成であってもよい。この場合でも、裏面照射型の固体撮像装置１ｋにおいて、光学的混色を低減できる。例えば、減光層における半導体基板１０側の層が例えば赤色の色フィルタ層４０ｒ１又は青色の色フィルタ層４０ｂ１ｋにおける縁部になるので、可視領域における短・長波長光の光学的混色を効果的に低減できる。また、例えば、緑色の色フィルタ層４０ｇ１ｋの開口面積を、赤色の色フィルタ層４０ｒ１の開口面積より大きくでき、青色の色フィルタ層４０ｂ１ｋの開口面積より大きくできる。この結果、例えば青色・赤色に比べて緑色の受光感度が弱くなることを抑制して、青色・赤色のそれぞれの受光感度と緑色の受光感度とを均等にできる。
【００５７】
また、裏面照射型の固体撮像装置１ｋの製造方法では、図４（ｄ）、（ｋ）に示す工程において、例えばフォトリソグラフィ法により、赤色の層４０ｒ１ｉを含む赤色の各層の縁部と青色の層４０ｂ１ｋｉを含む青色の各層の縁部とを選択的に露出する犠牲膜パターン７０ｋを形成する。図４（ｅ）、（ｌ）に示す工程では、犠牲膜パターン７０ｋが完全に除去されるまで全面をエッチングするエッチバック加工を行う。すなわち、図４（ｄ）、（ｋ）に示す工程及び図４（ｅ）、（ｌ）に示す工程では、例えば、赤色の層４０ｒ１ｉを含む赤色の各層の縁部と青色の層４０ｂ１ｋｉを含む青色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、色フィルタ層４０ｒ１が形成されるとともに色フィルタ層４０ｂ１ｋが形成される。また、赤色の各色フィルタ層の本体部と青色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される（図４（ｌ）参照）。図４（ｆ）、（ｍ）に示す工程では、半導体基板１０の裏面１０ｂ側すなわち平坦化層２０の表面における光電変換部１１ｇに対応した領域及び上記の溝に、例えば緑色の色フィルタ層４０ｇ１ｋを形成する。
【符号の説明】
【００５８】
１、１ｊ、１ｋ  固体撮像装置、  １０  半導体基板、  １０ａ  表面、  １０ｂ  裏面、  １１ｂ、１１ｇ、１１ｒ  光電変換部、  ４０ｂ１、４０ｂ１ｊ、４０ｂ１ｋ、４０ｇ１、４０ｇ１ｋ、４０ｇ２、４０ｒ１、４０ｒ１ｊ  色フィルタ層、  ４０ｂ１ｊｉ、４０ｂ１ｋｉ、４０ｇ１ｉ、４０ｒ１ｉ  層、  ４０ｂ１１、４０ｇ１１、４０ｒ１１  本体部、  ４０ｂ１２、４０ｇ１２、４０ｒ１２  縁部、  ４０ｂ１３  延在部、  ＣＦＡ  色フィルタ配列、  ＭＬＡ  マイクロレンズ配列
【図１−１】
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【図１−２】
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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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