JPH1168076A - カラーフィルタアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、信号出力差による撮像欠陥を防
止できる又は、従来より撮像欠陥を防止することのでき
るカラーフィルタアレイの製造方法を提供すること。 【解決手段】 ウェーハＷ上に形成されたＣＣＤ（固体
撮像装置）１０の複数の画素Ｐ₁ の大きさＬ₁ に、１対
１で対応する１色目のカラーフィルタ３１がこの大きさ
Ｌ₁ で形成されるように、縮小レンズ２４とウェーハＷ
との距離Ｈを調節して、カラーフィルタ３１となるレジ
スト４１を露光して、パターン化する。次に、同様にし
て、画素Ｐ₂ の大きさＬ₂ に合うように縮小レンズ２４
とウェーハＷとの距離Ｈを調節して露光することによ
り、２色目のカラーフィルタ３２をパターン化し、同様
にして、３色目のカラーフィルタ３３を画素Ｐ₃ の大き
さＬ₃に合うようにパターン化して、カラーフィルタア
レイ３０を、ＣＣＤ１０の上に、直接形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷結合デバイス
（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ；以
下、ＣＣＤと記載する）などの固体撮像素子の上に、直
接、形成されるカラーフィルタアレイの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラー固体撮像装置（例えばＣＣＤな
ど）には、色信号を読み取るために、分解プリズム及び
／又はカラーフィルタアレイが設けられている。このう
ち、カラーフィルタアレイは、受光した光に含まれてい
る色成分から所定の色のみを透過し（すなわち、近紫外
から近赤外の範囲の波長のうち特定の波長のみを吸収し
ない）、かつ１対１で固体撮像装置の画素に対応するカ
ラーフィルタを複数、有し、その透過する色が、全体と
して２色又は３色あるものである。これによって、例え
ば、カラーフィルタを透過する色がそれぞれ赤、青、緑
の３原色であり、一部の画素群に白色光が照射された場
合には、その画素群のうちの赤い色が透過する赤フィル
タ、青い色が透過する青フィルタ及び緑色が透過する緑
フィルタに対応している画素のすべてから光信号が検出
される。また、例えば、一部の画素群に赤い光が照射さ
れた場合には、この画素群のうち赤フィルタに対応する
画素からの信号が検出され、この画素群のうち他の青フ
ィルタ、緑フィルタに対応する画素からの信号は検出さ
れない。すなわち、どの色のカラーフィルタに対応する
画素から光が検出されたかによって、カラー固体撮像装
置は、画像情報を読み取るだけでなく、色情報をも読み
取るものである。

【０００３】図６は、従来のカラーＣＣＤの一部を示し
ているが、これはモノクロのＣＣＤ９の上に、カラーフ
ィルタアレイ８を直接、形成した、いわゆるオンチップ
カラーフィルタを有したカラーＣＣＤである。モノクロ
のＣＣＤ９は、受光した光を電子に変換する光電変換領
域１、１’と、この両側に、この電子を転送するための
ゲート電極３ａ、３ｂ、３ｃが形成されている。なお、
このゲート電極３ａ、３ｂ、３ｃの外周は、絶縁膜６に
よって覆われ、その上方には、モノクロのＣＣＤ９の表
面９ａを平坦にするための（例えば有機樹脂でなる）膜
７が形成されている。なお、カラーフィルタアレイ８の
上方には、公知のように、図示しない複数の集光レンズ
が配設されている。

【０００４】設計の段階では、すなわち理想的には、図
６に一点鎖線で示されるように、光電変換領域１、１’
の中間に、ゲート電極３ａ、３ｂ、３ｃが形成される。
また、カラーフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃ同士の間に遮蔽
膜を設けない場合（遮蔽膜を設けると、検出される光信
号の大きさが低下するので、これを防止する場合）に
は、カラーフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃが接するように、
カラーフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃが形成される。なお、
それぞれの大きさはすべて同じであり、これはモノクロ
９の画素Ｐ’の大きさＬ’（これは、例えば、光電変換
領域１、１’を中心としたゲート電極３ａ、３ｂ、３ｃ
の中心間距離である）である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゲート
電極３ａ、３ｂ、３ｃの中心位置が、製造中に生じる製
造誤差によってずれる場合、例えば、図６に実線で示す
ように、ゲート電極３ａが左方に、ゲート電極３ｂが右
方にずれた場合には、光電変換領域１から電極３ａ、３
ｂまでの距離が大きくなるため、光電変換領域１から出
力される信号は小さくなってしまう。そのため、図６に
示すように、ゲート電極３ａ、３ｂが理想的に作成され
たときの大きさＬ’で、カラーフィルタ８ａ、８ｂ、８
ｃを作成すると、光電変換部１を中心とした画素Ｐに対
応するカラーフィルタ８ｂを透過する色の信号が低下し
てしまう。そこで、一般的には、このときの画素Ｐに対
応する１つのカラーフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃの大きさ
を、実際に形成された画素Ｐの大きさＬに合わせて形成
して、信号出力差を防止し、撮像欠陥を防止していた。
すなわち、製造誤差によりばらばらの大きさを有する実
際に形成された画素Ｐの大きさに合わせて、カラーフィ
ルタ８ａ、８ｂ、８ｃを形成することにより、信号出力
差を防止し、撮像欠陥を防止していた。

【０００６】実際に形成された（すなわち製造誤差が生
じた）画素Ｐと、カラーフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃの大
きさを合わせる具体的な方法として、従来は、カラーフ
ィルタ８ａ、８ｂ、８ｃを形成する際に用いるパターン
に補正値を加えた、いわばリサイズした３〜４枚のレチ
クル（それぞれの補正値は、通常、±０．５μｍ以内
（縮小投影されたウェーハ上での寸法）で変えてある）
を用いていた。これにより、例えば、それぞれのレチク
ルを用いて実際に、カラーフィルタアレイを作成し、完
成したカラーＣＣＤを試験し、最も結果が良好であった
（各画素Ｐの製造誤差はばらばらであるので、例えば、
所定の色信号がすべての色について最も良好であったな
ど、すべてのカラーフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃの大きさ
が画素Ｐの大きさとほとんどあっているとみなせた）と
きのカラーＣＣＤを作成したレチクルを用いて、これ以
降のカラーフィルタアレイを作成していた。

【０００７】すなわち、従来は、実際に形成された製造
誤差のある画素の大きさとカラーフィルタの大きさとを
一致させるために、複数枚のレチクルを作成していた
が、このレチクル作成には、高いコストや多くの時間が
かかっていた。すなわち、信号出力差による撮像欠陥
を、ある程度防止するために、カラーＣＣＤのコストが
高くなっていた。また、この方法では、補正量を変えた
３〜４枚のレチクルのうちから、最もよい信号が検出さ
れたレチクルを用いているだけであり、実際に形成され
た画素の大きさとカラーフィルタの大きさとを、充分に
一致させているとは、必ずしも言えなかった。すなわ
ち、カラーフィルタアレイを形成したカラー固体撮像装
置の信号出力差による撮像欠陥を、充分に防止できてい
るとは言えなかった。

【０００８】本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、レ
チクルにかかるコスト及び時間を小さくし、カラーフィ
ルタに１対１に対応する画素の大きさと、カラーフィル
タの大きさとをほぼ合わせて形成して、従来より低コス
トで、ある程度の撮像欠陥を防止することのできる又
は、カラーフィルタに１対１で対応する画素の大きさ
と、カラーフィルタの大きさとを、従来よりも適確に合
わせるように形成することができ、従来よりも信号出力
差を防止して撮像欠陥を防止することのできるカラーフ
ィルタアレイの製造方法を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、ウェーハ
上に形成された固体撮像装置の上に、直接、形成され、
受光した光のうち１つの色のみを透過し、１対１で前記
固体撮像装置の画素に対応する複数のカラーフィルタ
を、１つの縮小投影レンズを用いてフォトマスクのパタ
ーンをウェーハ上に縮小投影して露光が行われるフォト
リソグラフィ工程でパターニングされるすべてのカラー
フィルタの大きさが、製造後の固体撮像装置の画素の大
きさと、ほとんど同じ大きさとなるように、縮小投影レ
ンズとウェーハとの距離を調節して、すなわち、露光焦
点距離を調節して露光を行うようにし、全体として透過
する前記色が、２色又は３色あるカラーフィルタアレイ
の製造方法によって解決される。

【００１０】このようにすることによって、フォトマス
クであるレチクルを１つしか形成せずとも、実際に形成
された画素の大きさに、ほとんどのカラーフィルタの大
きさを合わせたカラーフィルタアレイを製造することが
できる。すなわち、複数のレチクルを作成するために必
要だったコストを抑えることができ、そのための時間も
不要となる。従って、信号出力差による撮像欠陥を、あ
る程度防止しても、カラー固体撮像装置のコストを低く
抑えることができる。また、通常、縮小投影する露光装
置には、縮小投影レンズとウェーハとの距離すなわち露
光焦点距離を変えて結像面を得るために可動するレベリ
ングステージを有しているので、露光焦点距離は容易に
変えることができ、またその微調節も可能である。従っ
て、実際に形成された画素の大きさ、すなわち製造誤差
を有するすべての画素の大きさに、カラーフィルタの大
きさを微調節することが容易である。

【００１１】また、以上の課題は、ウェーハ上に形成さ
れた固体撮像装置の上に、直接、形成され、受光した光
のうち１つの色のみを透過し、１対１で固体撮像装置の
画素に対応する複数のカラーフィルタを、縮小投影レン
ズを用いて露光が行われるフォトリソグラフィ工程でパ
ターニングされるすべてのカラーフィルタの大きさが、
製造後の固体撮像装置の画素の大きさと、ほとんど同じ
大きさとなるように、パターンに補正量を加えてリサイ
ズしたフォトマスクを用い、かつ、縮小投影レンズとウ
ェーハとの距離を調節して、すなわち、露光焦点距離を
調節して、露光を行うように形成し、全体として透過す
る前記色が、２色又は３色あるカラーフィルタアレイの
製造方法によって解決される。このようにすることによ
って、複数のフォトマスクであるレチクルを用いるより
も、より最適な補正値で、カラーフィルタを形成するこ
とができるので、充分に、撮像欠陥を防止することがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、ウェーハ上に形成さ
れた固体撮像装置の上に、直接、形成され、受光した光
のうち１つの色のみを透過し１対１で前記固体撮像装置
の画素に対応する複数のカラーフィルタを複数形成し、
全体として透過される色が、２色又は３色あるカラーフ
ィルタアレイの製造方法において、１つの縮小投影レン
ズを用いてフォトマスクのパターンをウェーハ上に縮小
投影して露光が行われるフォトリソグラフィ工程でパタ
ーニングされるすべてのカラーフィルタの大きさが、製
造後の固体撮像装置の画素の大きさと、ほとんど同じ大
きさとなるように、縮小投影レンズとウェーハとの距離
を調節して、すなわち、露光焦点距離を調節して露光を
行うようにし、全体として透過する前記色が、２色又は
３色あるカラーフィルタアレイの製造方法である。すな
わち、カラーフィルタのパターンを転写する際に、露光
焦点距離を調節して、ウェーハ上に転写されるパターン
の大きさを変えることにより、実際に製造された固体撮
像装置の画素の大きさと、カラーフィルタの大きさとを
合わせる。

【００１３】なお、図５には、投影レンズの開口数（Ｎ
Ａ）＝０．６０、照明条件σ＝０．５のときで、０．４
μｍ幅のラインアンドスペースを形成したときの、オフ
セットの値と、実際に得られた線幅の寸法との関係を示
している。図５において、オフセットの値とは、ベスト
フォーカスの位置（すなわちウェーハ上にフォトマスク
のパターンが、最もはっきり投影された（結像面が得ら
れた）ときの露光焦点位置）からのずれの量である。従
って、図５において、オフセット値が零ということは、
ベストフォーカスの位置にあることを示している。ま
た、図５においてプラスの値は、ウェーハを縮小投影レ
ンズ側に近づけたときであり、マイナスの値は、ウェー
ハＷを縮小投影レンズから遠ざけたときを示している。
この図から明らかなように、露光焦点位置を調節するこ
とで、線幅、すなわちパターンの大きさを変えることが
できる。

【００１４】このように、露光時に、露光焦点距離をず
らすことにより、フォトマスク（レチクル）を１つしか
用いずとも、１度のフォトリソグラフィ工程で作成され
るカラーフィルタの大きさを、実際に製造された固体撮
像装置の画素の大きさに合わせることができるので、従
来のようにフォトマスク作成にかかるコストや時間を小
さくすることができる。すなわち、カラーフィルタアレ
イの製造コスト及びこのカラーフィルタアレイを用いた
カラー固体撮像装置の製造コストを低く抑えることがで
きる。なお、通常、縮小投影により露光する露光装置で
は、露光焦点距離は、数値入力で、その露光焦点距離を
設定できるので、容易に、かつ確実に、調節されるべき
最適な露光焦点距離を得ることができる。

【００１５】また、ウェーハ上に形成された固体撮像装
置の上に、直接、形成され、受光した光のうち１つの色
のみを透過し、１対１で固体撮像装置の画素に対応する
複数のカラーフィルタを、縮小投影レンズを用いて露光
が行われるフォトリソグラフィ工程でパターニングされ
るすべてのカラーフィルタの大きさが、製造後の固体撮
像装置の前記画素の大きさとほとんど同じ大きさとなる
ように、パターンに補正量を加えてリサイズしたフォト
マスクを用い、かつ、縮小投影レンズとウェーハとの距
離を調節して、すなわち、露光焦点距離を調節して、露
光を行うように形成し、全体として透過する前記色が、
２色又は３色あるカラーフィルタアレイの製造方法であ
る。このようにすることによって、複数のフォトマスク
であるレチクルを用いるだけよりも、より最適な補正値
を見つけることができる（すなわち、補正値の選択の自
由度が大きい）ので、充分に撮像欠陥を防止することが
できる。

【００１６】また、ここで示す画素を、光電変換領域の
両側に形成されるゲート電極を有した固体撮像装置の、
隣接するゲート電極の中心間距離とすれば、すなわち、
カラーフィルタ同士を当接させるようにすれば、カラー
フィルタの間に、遮光膜などを設けないので、得られる
光信号が小さくなることはない。

【００１７】更に、この露光を、ステップ式投影露光装
置で行うようにすれば、ショット間で容易に露光焦点距
離を、少しずつ変えることが可能であるので、簡単に、
カラーフィルタのパターンの大きさを変えて、実際に形
成された固体撮像装置の画素に整合するような大きさの
パターンを得るようにすることができる。

【００１８】また、１つのフォトリソグラフィ工程で、
同じ色を透過するカラーフィルタをすべて形成するよう
にすれば、パターン化した被染色材を染色する方法や感
光性着色レジストを用いて、カラーフィルタを作成する
場合など、どの場合であっても、最も少ない工程数で、
透過する色同士を混合することなく形成することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明するが、ここでは、モノクロのＣＣＤの上に、
直接、形成される３色のオンチップカラーフィルタの製
造方法について説明する。

【００２０】図１には、モノクロのＣＣＤ１０の一部が
示されているが、これは図４で示されるように、ウェー
ハＷ上に複数（例えば６０個程度）形成されており、従
来と同様な構造を有している。すなわち、図１に示すよ
うに、シリコン基板１１に、受光した光を電子に変える
複数の光電変換部１３ａ、１３ｂ、１３ｃが設けられて
いる。そして、シリコン基板１１上には、酸化膜１２を
介して、ポリシリコンでなる複数のゲート電極部１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが、光電変換部１３ａ、１
３ｂ、１３ｃの間に、形成されている。このゲート電極
部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、公知のようにＣ
ＣＤ１０の転送部であり、隣り合うゲート電極部１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの間で位相差を持たせて電
圧を印加することにより、光電変換部１３ａ、１３ｂ、
１３ｃで発生した電子（電荷）を、図示しない出力部へ
と転送する。なお、ＣＣＤ１０が製造誤差なく理想的に
製造されているならば、光電変換部１３ａ、１３ｂ、１
３ｃ同士の中央に、ゲート電極部１４ａ、１４ｂ、１４
ｃ、１４ｄの中心が位置する。しかしながら、通常、製
造誤差のために、これらはずれており、図１のＡでは、
（製造誤差のために）ゲート電極部１４ｂ、１４ｃの中
心線が理想の状態（すなわち設計状態）より、それぞれ
右方、左方にずれた状態で示されている。

【００２１】また、ゲート電極部１４ａ、１４ｂ、１４
ｃ、１４ｄの外周は、絶縁膜１５で覆われており、これ
により画素Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 同士の電気的接続を絶縁し
ている。更に、ゲート電極部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、
１４ｄの上方には、有機樹脂などでなる膜１６が形成さ
れ、その表面１６ａは、平坦になっている。

【００２２】また、図１のＡで示すように、このＣＣＤ
１０の上に、例えば、１色目の色（例えば赤い色）のつ
いたレジスト４１（これは例えばレジストの中に、赤い
染料を混入させている）を、膜１６の上に、公知の方法
で塗布する。そして、この上から、１色目のカラーフィ
ルタ３１を成形する部分に光Ｒが照射するようにして、
レジスト４１の光照射された部分を硬化させる。このと
き、図４に示すようなステッパ（ステップ式投影露光装
置）２０を用いるが、これは、公知の構造を有してい
る。すなわち、ＫｒＦエキシマ・レーザーなどからなる
光源２１からの光を、公知の光学系２２を介して（ここ
で光の強度のばらつきを抑え２次元的な平行光線に整形
している）、フォトマスクであるレチクル２３に照射す
る。このレチクル２３は、透明基板２３ａにクロムなど
の遮蔽膜２３ｂによって、（例えば、５μｍ角〜１０μ
ｍ角の大きさの方形が複数、配列している形状やストラ
イプ形状などの）パターンが形成されているものであ
る。そのため、このレチクル２３を透過した光、すなわ
ちレチクル２３に形成されたパターン形状となった光Ｒ
は、縮小投影レンズ２４を通過し、集光され、ウェーハ
Ｗの１つのＣＣＤ１０の上に投影される。なお、ステッ
パ２０は、図示せずとも、ウェーハＷの水平方向を位置
決めするウェーハステージＸＹと、縮小投影レンズ２４
とウェーハＷとの距離を変えるレベリングステージとを
有している。

【００２３】すなわち、ウェーハＷ上に形成されるＣＣ
Ｄ１０のうち、縮小投影レンズ２４とウェーハＷとの距
離Ｈを調節し、すなわちウェーハＷが載置されているレ
ベリングステージの位置を、例えば数値入力により調節
し、形成されるカラーフィルタ３１の大きさを、これに
対応する製造誤差を有する実際に形成された画素Ｐ
₁（この大きさは、本実施例では隣接するゲート電極部
１４ａ、１４ｂの中心間距離である）の大きさＬ₁ に合
うようにして露光する。そして、公知の現像液を用い
て、光が照射されずに、硬化しなかった部分のレジスト
４１を除去する。すると、図１のＢに示すような１色目
のカラーフィルタ３１が、これに対応する画素Ｐ₁ の大
きさＬ₁ で形成される。

【００２４】次に、２色目の色（例えば青い色）のカラ
ーフィルタ３２を、１色目のカラーフィルタ３１の形成
方法と同様な方法で形成する。すなわち、図２のＡに示
すような１色目のカラーフィルタ３１の上に、２色目の
色のついたレジスト４２を公知の方法で塗布し、ステッ
パ２０に、１色目のカラーフィルタ３１のパターンとは
形状が同じ（５μｍ角〜１０μｍ角が配列された形状や
ストライプ形状）であるが、その配列位置が異なるよう
なパターンを有したレチクルを図５のレチクル２３の代
わりにセットして、露光を行う。このときにも、ウェー
ハＷ上に形成されるＣＣＤ１０のうち、縮小投影レンズ
２４とウェーハＷとの距離Ｈを調節して、カラーフィル
タ３２の大きさを、これに対応する（製造誤差を有す
る）実際に形成されている画素Ｐ₂ の大きさＬ₂ に合う
ようにして、露光する。

【００２５】その後、公知の現像液を用いて、光Ｒが照
射されずに、硬化しなかった部分のレジスト４２を除去
する。すると、図２のＢに示すように、１色目のカラー
フィルタ３１と２色目のカラーフィルタ３２とが形成さ
れる。次に、３色目のカラーフィルタ３３も同様に、３
色目の色（例えば緑色）のついたレジストを塗布し、露
光焦点距離Ｈを調節して、これに対応する画素Ｐ₃ の大
きさＬ₃ に合うように形成する。これにより、図３に示
すように、１対１でそれぞれに対応するＣＣＤ１０の画
素Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ の大きさＬ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ とほぼ同
じ大きさのカラーフィルタ３１、３２、３３が、全体と
して市松パターン又はストライプパターンで配列された
カラーフィルタアレイ３０が形成される。なお、本実施
例では、カラーフィルタ３１、３２、３３をパターン化
する際に、露光焦点距離Ｈを調節したが、この露光焦点
距離Ｈがベストフォーカス位置（最もはっきりと結像す
る位置）でない場合でも、カラーフィルタの形状は、お
よそ５μｍ角〜１０μｍ角の市松形状又はストライプ形
状であるので、その形状が得られなくなることはない。

【００２６】なお、それぞれの色について、その調節さ
れるべき縮小投影レンズ２４とウェーハＷとの距離（露
光焦点距離）Ｈとは、例えば、次のようにして定められ
る。

【００２７】まず、はじめに、ＣＣＤ１０に全く製造誤
差が生じていないとみなして、理想的な（設計時の）形
状で、カラーフィルタ３１、３２、３３を、１枚のウェ
ーハＷ上に形成されている１つのＣＣＤ１０上に形成す
る。すなわち１色目のカラーフィルタ３１のパターン、
２色目のカラーフィルタ３２のパターン及び３色目のカ
ラーフィルタ３３のパターンを、ベストフォーカス位置
で露光して、カラーフィルタアレイを作成する。次に、
このでき上がったカラーＣＣＤに、例えば、赤い光、青
い光、緑色の光及び白色光を照射して、得られるそれぞ
れの色信号が所定の値となっているかなどの試験を行
う。

【００２８】このとき、例えば、図３に示されるよう
に、２色目のカラーフィルタ３２に対応する画素Ｐ₂ を
形成するゲート電極部１４ｂ、１４ｃの中心位置がずれ
て、２色目の（青い）カラーフィルタ３２に対応する画
素Ｐ₂ が、全体的に設計時の形状より大きく形成された
場合には、２色目のカラーフィルタ３２で検出する色
（ここでは青色）の色信号が所定の値より小さくなって
検出される。そこで、今度は、例えば、２色目のカラー
フィルタ３２のパターンを露光するときの露光焦点距離
Ｈを、例えば±１．０μｍの範囲で調節して、２色目の
カラーフィルタ３２の寸法が少し大きくなるようにして
形成する。

【００２９】なお、このとき同時に、１色目（赤い色）
のカラーフィルタ３１に対応する画素が、全体的に設計
時の形状より小さく形成された場合には、検出される赤
い色を検出する色信号は所定の値より大きくなるので、
１色目のカラーフィルタ３１を形成する際には、赤い色
のカラーフィルタ３２が小さくなるように露光焦点距離
Ｈを、例えば±１．０μｍの範囲で調節して、露光を行
ってカラーフィルタ３１のパターン化を行う。すなわ
ち、でき上がったカラーＣＣＤの色信号の出力に基づい
て、それぞれ透過させる色の異なるカラーフィルタ３
１、３２、３３の露光焦点距離Ｈをそれぞれ調整して、
１つのフォトリソグラフィ工程で形成されるカラーフィ
ルタ３１、３２、３３のすべての大きさを、これに１対
１で対応するＣＣＤの画素の大きさにほぼ合うような、
最も最適な露光焦点距離Ｈを求める。

【００３０】本実施例では、１つのパターンについて１
枚のレチクルしか用いずとも、縮小投影レンズ２４とウ
ェーハＷとの距離、すなわち露光焦点距離Ｈを調節する
ことにより、１つのフォトリソグラフィ工程で製造誤差
のあるＣＣＤ１０の画素Ｐ₁、Ｐ₂ 、Ｐ₃ の大きさＬ
₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ に、カラーフィルタ３１の大きさをほと
んど合わせることができる。従って、従来よりも、低コ
ストでカラーフィルタアレイ３０を作成することがで
き、ひいては、このカラーフィルタアレイ３０を用いた
カラー固定撮像装置を、低コストで製造することができ
る。

【００３１】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００３２】例えば、上記実施例では、レジスト自体
が、受光した光のうち１つの色のみを透過する、いわゆ
る感光性着色レジストを用いてカラーフィルタを形成し
たが、被染色膜をフォトリソグラフィ工程を用いてパタ
ーン化した後、これを所望の色に染色し、防染処理を施
してカラーフィルタを形成するという工程を繰り返し
て、カラーフィルタを形成する方法によりカラーフィル
タアレイを形成してもよい。また、低屈折率と高屈折率
との物質を交互に真空蒸着して所望の色特性を得るよう
にし、この物質をフォトリソグラフィ工程を用いたエッ
チングでパターンした干渉フィルタで、カラーフィルタ
アレイを構成するようにしてもよい。

【００３３】また、上記実施例では、光を照射した部分
が現像液に溶解しないネガ型の感光性着色レジストを用
いたが、勿論、光を照射した部分が現像液に溶解するポ
ジ型の感光性着色レジストを用いてもよい。

【００３４】更に、上記実施例では、赤、青、緑の３原
色のカラーフィルタを製作したが、カラーフィルタの色
は、これに限定されることなく、補色系の３色であって
もよい。また、本発明で、カラーフィルタが２板式の固
体撮像装置に用いられる２色のカラーフィルタアレイ
（例えば、赤と青の２色）を形成することも可能であ
る。

【００３５】また、上記実施例では、カラーＣＣＤを形
成して試験しながら、それぞれのカラーフィルタを形成
する最適な露光焦点距離Ｈを求めたが、他の方法によっ
て、最適な露光焦点距離Ｈを求まるようにしてもよい。
例えば、１枚のウェーハＷに６０個などの多数のＣＣＤ
が形成されている場合には、１色目のカラーフィルタ３
１を形成する露光焦点距離Ｈを数個毎に変え、更に、２
色目のカラーフィルタ３２及び３色目のカラーフィルタ
３３を形成する露光焦点距離Ｈを数個毎に変えて、それ
ぞれのカラーフィルタ３１、３２、３３の露光焦点距離
Ｈを変えた色々な組み合わせのカラーＣＣＤを形成す
る。このようにして、１枚のウェーハＷ上にでき上がっ
た複数のカラーＣＣＤを検査する。このうち、色信号が
最も所望の値で検出されるカラーＣＣＤのカラーフィル
タ３１、３２、３３を形成したときの露光焦点距離Ｈを
調べ、この露光焦点距離Ｈで、２枚目以降のウェーハＷ
のＣＣＤ１０に、カラーフィルタアレイを形成する。こ
の場合には、露光焦点距離Ｈは、ショット間で可変調節
しているので、最もよい露光焦点距離Ｈを得るのに要す
る時間は、ごく短時間である。

【００３６】また、上記実施例では、１枚のレチクルを
用いて、露光焦点距離Ｈを調節することによって、１つ
のフォトリソグラフィ工程でパターニングされるすべて
のカラーフィルタ３１、３２、３３の大きさが、製造後
の固体撮像装置の画素Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ の大きさＬ₁ 、
Ｌ₂ 、Ｌ₃ と、ほとんど同じ大きさとなるようにした。
これだけでなく、種々の補正量をパターンに加えた複数
のレチクルを作成し、かつ、露光焦点距離Ｈを調整する
ことにより、最適な補正量を有するレチクルと、露光焦
点距離Ｈとの組み合わせを選んで、これを用いて、カラ
ーフィルタを形成するようにしてもよい。

【００３７】なお、上記実施例では、１つのフォトリソ
グラフィ工程を用いて、同じ色を透過するカラーフィル
タ３１、３２、３３をすべて作成したが、勿論、本発明
は、１つのフォトリソグラフィ工程で、同じ色を透過す
るカラーフィルタをすべて形成する場合に限定される必
要はない。

【００３８】なおまた、上記実施例では、ＣＣＤ（固体
撮像装置）１０の画素Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ の大きさＬ₁ 、
Ｌ₂ 、Ｌ₃ として、固体撮像装置の光電変換領域の両側
に形成されるゲート電極部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１
４ｄの中心間距離であるとした。すなわち、カラーフィ
ルタ３１、３２、３３同士を当接するように設けた。し
かしながら、カラーフィルタ３１、３２、３３同士の間
に遮蔽膜を配設し、ゲート電極の中心間距離から一回り
小さい大きさを固定撮像装置の大きさとし、この大きさ
に、１つのフォトリソグラフィ工程で形成されるカラー
フィルタ３１、３２、３３の大きさが、ほとんど合うよ
うにして、露光焦点距離を定めるようにしてもよい。

【００３９】なお、上記実施例では、固体撮像装置とし
てＣＣＤを例示したが、例えばバケツリレーデバイス
（ＢＢＤ）など、他の固体撮像装置であってもよいの
は、言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のカラーフィ
ルタアレイの製造方法によれば、レチクルにかかるコス
ト及び時間を小さくし、従来より低コストで、カラーフ
ィルタと、これに１対１に対応する画素の大きさとをほ
ぼ合わせて形成することができる。又は、カラーフィル
タと、これに１対１で対応する画素の大きさとを、従来
よりも適確に合わせるように形成することができ、従来
よりも更に、信号出力差を防止して撮像欠陥を防止する
ことのできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における１色目のカラーフィル
タを形成している製造工程を示す未完のカラーフィルタ
アレイの正面断面図であり、Ａは１色目のカラーフィル
タとなるレジストを塗布した状態を示し、Ｂは１色目の
カラーフィルタとなるレジストをパターン化した状態を
示している。

【図２】本発明の実施例における２色目のカラーフィル
タを形成している製造工程を示す未完のカラーフィルタ
アレイの正面断面図であり、Ａは２色目のカラーフィル
タとなるレジストを塗布した状態を示し、Ｂは２色目の
カラーフィルタとなるレジストをパターン化した状態を
示している。

【図３】本発明の実施例における完成したカラーフィル
タアレイの正面断面図である。

【図４】本発明の実施例に用いた露光装置の概略図であ
る。

【図５】露光焦点距離の変化と、実際に形成された線幅
の大きさとの関係を示す図である。

【図６】従来例における完成したカラーフィルタアレイ
の正面断面図である。

【符号の説明】

１０……ＣＤＤ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ……光電変換
部、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ……ゲート電極
部、２０……ステッパ、２３……レチクル、２４……縮
小投影レンズ、３０……カラーフィルタアレイ、３１…
…１色目のカラーフィルタ、３２……２色目のカラーフ
ィルタ、３３……３色目のカラーフィルタ、４１、４２
……レジスト、Ｈ……露光焦点距離、Ｌ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃
……画素の大きさ、Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ ……画素、Ｒ……
光、Ｗ……ウェーハ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縮小投影レンズを用いてフォトマスクの
   パターンをウェーハ上に縮小投影して露光が行われるフ
   ォトリソグラフィ工程を用いることにより、 光電変換領域の両側に形成されるゲート電極を有し、前
   記ウェーハ上に形成された固体撮像装置の上に、直接、
   形成され、 受光した光のうち１つの色のみを透過し、１対１で前記
   固体撮像装置の画素に対応するカラーフィルタを複数、
   有し、 全体として透過する前記色が、２色又は３色あるカラー
   フィルタアレイの製造方法において、 前記複数の前記カラーフィルタのうち、１つの前記フォ
   トリソグラフィ工程でパターニングされるすべての前記
   カラーフィルタの大きさが、製造後の前記固体撮像装置
   の前記画素の大きさと、ほとんど同じ大きさとなるよう
   に、 前記縮小投影レンズと前記ウェーハとの距離を調節し
   て、前記露光を行うようにしたことを特徴とするカラー
   フィルタアレイの製造方法。
2. 【請求項２】 縮小投影レンズを用いてフォトマスクの
   パターンをウェーハ上に縮小投影して露光が行われるフ
   ォトリソグラフィ工程を用いることにより、 光電変換領域の両側に形成されるゲート電極を有し、前
   記ウェーハ上に形成された固体撮像装置の上に、直接、
   形成され、 受光した光のうち１つの色のみを透過し、１対１で前記
   固体撮像装置の画素に対応するカラーフィルタを複数、
   有し、 全体として透過する前記色が２色又は３色あるカラーフ
   ィルタアレイの製造方法において、 前記複数の前記カラーフィルタのうち、１つの前記フォ
   トリソグラフィ工程でパターニングされるすべての前記
   カラーフィルタが、製造後の前記固体撮像装置の画素の
   大きさと、ほとんど同じ大きさとなるように、 前記パターンに補正量を加えてリサイズしたフォトマス
   クを用いて、かつ前記縮小投影レンズと前記ウェーハと
   の前記距離を調節して、前記露光を行うようにしたこと
   を特徴とするカラーフィルタアレイの製造方法。
3. 【請求項３】 前記画素の大きさとは、隣接する前記ゲ
   ート電極の中心間距離であることを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載のカラーフィルタアレイの製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記露光が、ステップ式投影露光装置で
   行われていることを特徴とする請求項３に記載のカラー
   フィルタアレイの製造方法。
5. 【請求項５】 前記１つの前記フォトリソグラフィ工程
   で、同じ色を透過する前記カラーフィルタをすべて形成
   するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のカラ
   ーフィルタアレイの製造方法。
6. 【請求項６】 前記固体撮像装置が、電荷結合デバイス
   であることを特徴とする請求項５に記載のカラーフィル
   タアレイの製造方法。