(57)【要約】【課題】  隣接して形成されるカラーフィルタ層間に重なりや隙間を生じることなく、且つフォトリソグラフィの工程数を大幅に削減できる固体撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体基板１に受光部２を形成し、前記半導体基板１上に平坦膜６を形成する工程と、前記平坦膜６上に感光波長の異なる感光性膜７、８、９を複数積層して形成する工程と、前記感光波長の光を透過する光透過性平面パターンを複数配置したマスク１０を用いて、前記感光波長を少なくとも含む光で、前記感光性膜７、８、９を一括露光する工程と、前記感光性膜７、８、９を現像して色素発色させる工程とを備えている。【選択図】図１
2007250630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に受光部を形成し、前記半導体基板上に平坦膜を形成する工程と、
前記平坦膜上に感光波長の異なる感光性膜を複数積層して形成する工程と、
前記感光波長の光を透過する光透過性平面パターンを複数配置したマスクを用いて、前記感光波長を少なくとも含む光で、前記感光性膜を一括露光する工程と、
前記感光性膜を現像して色素発色させる工程と
を備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板に受光部を形成し、前記半導体基板上に平坦膜を形成する工程と、
前記平坦膜上に感光波長の異なる感光性膜を複数積層して形成する工程と、
前記感光波長の光を透過する光透過性平面パターンを複数配置したマスクを用いて、前記感光波長を各々含む複数の光で、前記感光性膜を順次露光する工程と、
前記感光性膜を現像して色素発色させる工程と
を備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記マスクに配置された前記光透過性平面パターンは、行列状に配列され、且つ各々離間して配置されていることを特徴とする請求項１及び２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記受光部は、フォトダイオードを有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記感光波長は、青色及び赤色及び緑色の光波長を少なくとも２種類含むことを特徴とする請求項１乃至４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】
本発明は、固体撮像装置の製造方法に関し、特にカラーフィルタを有する固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラービデオカメラやカラースチルカメラ等で用いられる固体撮像装置の製造方法として、例えば特許文献１に示された製造方法が知られている。
【０００３】
特許文献１によれば、特許文献１記載の図２（ａ）に示すように固体撮像装置の受光部の上部に平坦化膜を形成する。次に、平坦化膜上に第一のカラーフィルタ層１３（マゼンダ発色色素部）、及び第二のカラーフィルタ層１４（イエロー発色色素部）、及び第三のカラーフィルタ層１５（シアン発色色素部）を積層して形成する。次に、第一のカラーフィルタ層１３、及び第二のカラーフィルタ層１４、及び第三のカラーフィルタ層１５の上部から各々のフィルタ層に合った光を必要な領域について照射し、特許文献１記載の図２（ｂ）に示すように感光させる。次に、特許文献１記載の図２（ｃ）に示すように各カラーフィルタ層を現像し、各カラーフィルタ層の感光部分を色素発色させる。次に、特許文献１記載の図２（ｄ）に示すようにカラーフィルタ層を定着処理で不要な成分を除去し、安定化させる。
【０００４】
上記の特許文献１記載の製造方法によれば、カラーフィルタ層を各層ごとにパターニングすることなく一度に作製できるため、製造工程を簡略化することができる。また、同様にカラーフィルタ層のパターニングを行わないため、パーティクルなどダストの発生を抑制することができる。
【０００５】
上記のように、特許文献１記載の固体撮像装置の製造方法では、カラーフィルタ層間の重なりや隙間をなくす一例が開示されている。しかし、カラーフィルタ層を形成する際のフォトリソグラフィの工程数を大幅に削減する方法については、何ら開示も示唆もされていない。
【特許文献１】特開平６−８５２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、フォトリソグラフィの工程数を大幅に削減でき、且つ隣接して形成されるカラーフィルタ層間に重なりや隙間を生じることのない固体撮像装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、半導体基板に受光部を形成し、前記半導体基板上に平坦膜を形成する工程と、前記平坦膜上に感光波長の異なる感光性膜を複数積層して形成する工程と、前記感光波長の光を透過する光透過性平面パターンを複数配置したマスクを用いて、前記感光波長を少なくとも含む光で、前記感光性膜を一括露光する工程と、前記感光性膜を現像して色素発色させる工程とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の別の一態様は、半導体基板に受光部を形成し、前記半導体基板上に平坦膜を形成する工程と、前記平坦膜上に感光波長の異なる感光性膜を複数積層して形成する工程と、前記感光波長の光を透過する光透過性平面パターンを複数配置したマスクを用いて、前記感光波長を各々含む複数の光で、前記感光性膜を順次露光する工程と、前記感光性膜を現像して色素発色させる工程とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フォトリソグラフィの工程数を大幅に削減でき、且つ隣接して形成されるカラーフィルタ層間に重なりや隙間を生じることのない固体撮像装置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】
【００１０】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の実施例である固体撮像装置の製造方法に用いられる光透過性平面パターンを複数配置したマスク１０の平面図である。この図で、例えば行列状に配置されたＲ、及びＧ、及びＢは、それぞれ赤色透過性平面パターン、及び緑色透過性平面パターン、及び青色透過性平面パターンを示している。上記各色光透過性平面パターンは、それぞれその色に応じた感光波長の光を透過することができる。また、マスク１０上で平面パターンの無い部分は、露光用の光に対して透明となっている部分である。一方、図２〜図５は、本発明の実施例である固体撮像装置の製造工程を示す断面図である。
【００１２】
まず図２に示すように、カラーフィルタ層（不図示）形成前の状態まで製造工程を進めた半導体基板１（例えば、シリコン基板）を準備する。ここで、この半導体基板１には、その表層部に光電変換を行う受光部２（例えば、フォトダイオード）が形成される。また、半導体基板１上には絶縁膜３（例えば、酸化膜）を介して転送電極４（例えば、ポリシリコン膜）が形成され、またそれぞれの転送電極４を覆って遮光膜５（例えば、アルミニウム膜）が形成される。さらに、これら転送電極４、及び遮光膜５を覆って平坦膜６（例えば、シリコン酸化膜）が形成されている。
【００１３】
上記のような半導体基板を準備した後、図３に示すように平坦膜６上に赤色、及び緑色、及び青色の各発色カプラーをそれぞれ含む赤色感光性膜７、及び緑色感光性膜８、及び青色感光性膜９を積層して形成する。ここで各感光性膜は、例えば臭化銀、あるいは塩化銀を主成分として構成されている。以下では、感光性膜の主成分に、一例として臭化銀を用いた場合で説明する。
【００１４】
次に、上記の半導体基板に対して、図１に示す光透過性平面パターンを複数配置したマスク１０を用いて、図４に示すように、例えば赤色、及び緑色、及び青色の各感光波長を少なくとも含む光で一括露光（例えば、５分の一の縮小露光）することにより、各感光性膜内の臭化銀を対応する波長の光で分解する。図４において、各感光性膜中の被感光領域（臭化銀の被分解領域）を、それぞれ赤色被感光領域１１、及び緑色被感光領域１２、及び青色被感光領域１３として示してある。ここで、上記の一括露光に替えて赤色、及び緑色、及び青色の各感光波長を各々含む露光源を組み合わせて、感光性膜を順次露光することにより、各感光性膜内の臭化銀を対応する波長の光で分解してもよい。また、マスク１０内に配置された光透過性平面パターン間には、固体撮像装置の設計仕様に応じて、隙間を設けても良いし、あるいは設けなくても良い。本実施例では、マスク１０の一例として各平面パターンを行列状に配列し、且つ各平面パターン間に隙間を設けた場合で説明している。
【００１５】
この後、上記の半導体基板に対して各感光性膜の現像を行い、各感光性膜内の各発色カプラーを各々の色素へと発色させる。
【００１６】
最後に色素の定着工程により、発色現像されなかった不要な色素を各感光性膜内から除去することで、図５に示すように半導体基板上に赤色カラーフィルタ層１４、及び緑色カラーフィルタ層１５、及び青色カラーフィルタ層１６が一括形成される。ここで、各カラーフィルタ層へと変化しなかった非感光領域１７は、各感光性膜の色素が除去された領域である。ここで、受光部２の上方においてのみ感光性膜内の不要な色素を除去すればよい。そのため、受光部２の上方以外では各感光性膜は色素が定着されていてもよい。このように色素が定着されている場合には、固体撮像装置の受光部２以外に入射する光を低減することができる。
【００１７】
上記のように構成された固体撮像装置の製造方法では、光透過性平面パターンを複数配置したマスクを用いることにより、積層された複数の感光性膜を一括露光できるので、フォトリソグラフィの工程数を大幅に削減することができる。また、従来の様にカラーフィルタ層を各層ごとにパターニングすることなく一度に作製できるため、製造工程が簡略化される。さらに、同様に各カラーフィルタ層のパターニングを行わないため、パーティクル等のダストの発生を抑制することができる。
【００１８】
結果として、フォトリソグラフィの工程数を大幅に削減でき、且つ隣接して形成されるカラーフィルタ層間に重なりや隙間を生じることがない。
【００１９】
また、本発明は、上述したような各実施例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２０】
例えば、上記実施例ではカラーフィルタ層として原色タイプの赤、及び緑、及び青の色の組み合わせを用いた場合で説明したが、これに代えて補色タイプのシアン、及びイエロー、及びグリーン、及びマゼンダの色の組み合わせを用いることも可能である。
【００２１】
また、例えば、受光部上方の平坦膜表層部に、受光部への光を集光するための凹型マイクロレンズを形成する工程を更に備えることも可能である。この凹型マイクロレンズの材料としては、受光部への光を集光するために、平坦膜（シリコン酸化膜の屈折率：約１．４６）より屈折率の高い無機絶縁体を用いることが望ましい。
【００２２】
上記無機絶縁体の例として、例えばシリコン窒化膜（屈折率：約２．０）、酸化チタン（屈折率：約２．７６）、チタン酸鉛（屈折率：約２．７）、チタン酸カリウム（屈折率：約２．６８）、酸化チタンアナターゼ（屈折率：約２．５２）、酸化ジルコン（屈折率：約２．４）、硫化亜鉛（屈折率：約２．３７〜約２．４３）、酸化アンチモン（屈折率：約２．０９〜約２．２９）、酸化亜鉛（屈折率：約２．０１〜約２．０３）、及び鉛白（屈折率：約１．９４〜約２．０９）などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例である固体撮像装置の製造方法に用いられる光透過性平面パターンを複数配置したマスクの平面図。
【図２】本発明の実施例である固体撮像装置の製造方法を示す断面図。
【図３】本発明の実施例である固体撮像装置の製造方法を示す断面図。
【図４】本発明の実施例である固体撮像装置の製造方法を示す断面図。
【図５】本発明の実施例である固体撮像装置の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１    半導体基板
２    受光部
３    絶縁膜
４    転送電極
５    遮光膜
６    平坦膜
７    赤色感光性膜
８    緑色感光性膜
９    青色感光性膜
１０  マスク
１１  赤色被感光領域
１２  緑色被感光領域
１３  青色被感光領域
１４  赤色カラーフィルタ層
１５  緑色カラーフィルタ層
１６  青色カラーフィルタ層
１７  非感光領域
【図１】
2007250630.tif 000003
【図２】
2007250630.tif 000004
【図３】
2007250630.tif 000005
【図４】
2007250630.tif 000006
【図５】
2007250630.tif 000007