JPS63103201A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、光検知部上に複数色のカラーフィルターが形
成される固体撮像素子の製造方法に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、光検知部上に複数色のカラーフィルターが形
成される固体撮像素子の製造方法において、露光に使用
する波長の光を吸収するカラーフィルターを第１番目に
形成することにより、反射露光を防止してカラーフィル
ターを精度良く形成し、更にその解像度等の向上を図る
ものである。

Ｃ９従来の技術 光検知部上に複数色のカラーフィルターが形成される（
所謂オン・ウニ八方式）の固体撮像素子は、一般にフォ
トリソグラフィ技術等を用いて製造されており、ここで
従来の固体撮像素子の製造方法について、特に第２カラ
ーフイルターの形成工程に着目し第４図ａ〜第４図Ｃを
参照しながら説明する。

ｆａ）　　まず、所定の光検出部を有してなる固体撮像
素子部４１上に、平坦化膜４２が形成され、第１カラー
フイルター４３がその平坦化膜４２上に形成される。こ
の第１カラーフイルター４３は、例えばゼラチン、カゼ
イン、グリユー等の動物性天然タンパク質と重クロム酸
塩を混合したものであり、露光によって塗布した層が重
合硬化して、通常のネガタイプのフォトレジストと同様
にパターン形成することができ、また、広範な染料によ
る染色が可能である。

このような第１カラーフイルター４３を所定のパターン
及び色で形成した後、第４図ａに示すように、第２カラ
ーフイルターの基礎となる被染色材料４４を塗布し、マ
スク４５を用いて選択露光する。露光は５：１縮小投影
露光装置を主に使用し、その波長は４３６ｎｍである。

このマスク４５によりパターニングされる被染色材料４
４の幅は、染色時の膨潤等を考慮して例えば幅Ｘだけ小
さい幅に予め設定され、また、厚みも同様に薄く形成さ
れる。

（ｂｌ　　このような選択露光により、露光していない
部分を除去し、例えば第４図すに示すような被染色材料
パターン４６を得る。この被染色材料パターン４６は、
前述のように膨潤等を考慮して小さい幅、薄い膜厚で形
成されている。

ｆｃｌ　　次に、第１カラーフイルター４３と一１′１
ｊなる色で上記被染色材料パターン４Ｇを染色し、固着
し膜の硬化処理を行って、第４図Ｃに示す、ｌ、うに、
上記第１カラーフイルター４３の間の空隙を膨潤等によ
り略充填する如く第２カラーフイルター４７を得る。

そして、例えば３色のカラーフィルターを用いるときに
は、同様な工程により、第３カラーフイルター等が形成
され、所望の固体撮像素子が製造されることになる。

Ｄ１発明が解決しようとする問題点 上述のように複数のカラーフィルターは順次、被染色材
料の塗布、選択露光、現像、染色、固着、硬化といった
工程にょっ゛ζ形成される。

しかしながら、固体撮像素子の解像度を向上させるため
には、各カラーフィルターの寸法ｔｌＩｉ度を向上させ
ることが必要とされ、中に上述の二に程を繰り返すこと
のめでは、十分な・ｊ°法精度をｉ：するごとが困難に
なってきている。

即ち、フィルターの微細化に従って寸法精度に対する要
求も厳しいものとなるが、特にオン・ウェハ方式におい
ては、下地の固体撮像素子部４１０表面では種々のＡ７
！配線や、光シールド部を有することになり、このため
素子表面の凹凸やその表面からは、選択露光の際に乱反
射が生ずることになる。そして、このような反射露光に
よっては、本来マスク４５によって未露光とされるべき
領域（第４図ａ中、例えば幅Ｘの領域）も露光されてし
まい、これがパターンとして残存して寸法精度を劣化さ
せる原因となり、さらに反射露光による部分は露光不足
であるため、その部分は平面的にも断面的にも極めて不
均一な領域として残存することになる。

第５図は、形成されたカラーフィルターの一例を示す平
面図であり、第２カラーフイルター４７の第１カラーフ
イルター４３と接する端部５１においては、脈を打つよ
うな形状となって、下地の悪影響によってカラーフィル
ターの寸法精度が劣化していることを示している。

そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、反’］＝Ｊ露光
を防止してカラーフィルターを精度良く形成し、更にそ
の解像度等の向上を図る固体撮像素子の製造方法の提供
を目的とする。

Ｅ９問題点を解決するための手段 本発明は、光検知部上に複数色のカラーフィルターが形
成される固体撮像素子の製造方法において、上記複数色
のカラーフィルターのうし少なく　　□とも露光に用い
る光の波長を吸収するカラーフィルターを第１番目に形
成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法により
上述の問題点を解決する。

Ｆ３作用 露光に用いる光の波長を吸収するカラーフィルターを第
１番目に形成することによって、第２番目や第３番目あ
るいはそれ以−にのカラーフィルターの形成時には、第
１番「１に形成される露光に用いる光の波長を吸収する
カラーフィルターが既に形成されていることになり、こ
の既に形成されている第１番目のカラーフィルターによ
って露光に用いる光の一部は吸収され、乱反射に寄与す
る光自体を低減することができる。

ここで、カラーフィルターの色と、その吸収率（透過率
）との関係について、第２図ａ及び第２図すを参照しな
がら説明を加える。即ち、カラーフィルターの色がグリ
ーンである場合には、その透過率の波長依存性は第２図
ａに示すようになり、また、カラーフィルターの色がブ
ルーである場合には、その透過率の波長依存性は第２図
すに示すようになる。なお、第２図ａ及びｂにおいて縦
軸は透過率（％）を示し、横軸は波長（ｎｍ）を示して
いる。ここで両者のグラフを比較し、例えば露光に用い
る光の波長を４３６ｎｍとした場合には、そのカラーフ
ィルターの色がグリーンであれば、第２図ａよりその透
過率は極めて小さい値であり、すなわち、その吸収率は
大きいことが分かる。一方、カラーフィルターの色がブ
ルーであれば、第２図すよりその透過率は大きい値であ
り、従ってその吸収率が小さいことが分かる。このよう
な色による光吸収率の相違によって、光吸収率の大きい
カラーフィルター（−例としてグリーン）を第１番目に
形成することで乱反射等を未然に防止して、フィルター
の寸法精度を向上させることが容易となる。

Ｇ、実施例 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。

本実施例の固体撮像素子の製造方法は、カラーフィルタ
ーの色をレッド、グリーン、ブルーの三原色とするもの
であって、被染色＋イ料をバターニングをするための露
光装置として、４．３６　ｎ　ｍの単一波長の５：１縮
小投影露光装置を使用するものである。そして、この露
光の光を吸収するように第１番目にグリーンのカラーフ
ィルターを形成する製造方法である。このフィルターの
パターンは、例えば第３図に示すようなパターンとされ
、第３図中、Ｒはレッド、Ｇばグリーン、１号はブルー
の各カラーフィルターからなっている。以下、本実施例
をその製造工程に従って、第１図ａ〜第１図ｇを参照し
ながら説明する。

（ａｌ　　まず、第１図ａに示すように、所定の光検出
部を有してなる固体撮像素子部ｌ上に、透明レジスト層
あるは透明樹脂層からなる平坦化膜２が形成され、該平
坦化膜２上にはスピンコード法等により被染色材料層３
が塗布される。

（ｂｌ　　次に、塗布された被染色材料層３を加熱処理
し、その溶剤骨を揮発させた後、第１図すに示すように
、所定のフォトマスクを用いてバターニングし、被染色
パターン４を得る。

（Ｃ１この選択露光によりバターニングされた被染色パ
ターン４を続いてウェハごとグリーン染色液中に浸漬し
、第１図Ｃに示すように、グリーン染色を行う。そして
、このグリーン染色の後、例えばタンニン酸及び酒石酸
アンチモニルカリウムの水溶液に順次浸漬して、上記染
料の被染色パターン４への固着処理を施す。この固着処
理の後、続いて例えばホルマリン中に浸漬し、染料の固
着を確実に行うと共に当該被染色パターン４の硬化処理
を行い、当該被染色パターン４は、このような各処理を
経て、混色や染料の溶出のないグリーンパターン５とな
る。

ｆｄｌ　　このグリーンパターン５の形成後、第１図ｄ
に示すように、第２カラーフイルターとなるレッド若し
くはブルーのパターンを形成するための第２の被染色材
料層６を例えばスピンコード法により形成する。

（Ｑｌ　　次に、第１図ｅに示すように、」二記被染色
材料層６をマスク７を用いて選択露光する。ごの選択露
光の際に用いるマスク７ば、従来のもの（第４図ａ参照
）と比較して、その幅を予め小さくしなくとも良い。こ
れは、本実施例の固体撮像素子の製造方法においては、
特にグリーンパターン５では光の吸収が行われ、乱反射
等を有効に防止するため、乱反射等に起因してその隣接
する端部が脈打つ形状になることが未然に防止されるこ
とになり、膨潤等におけるマージンを予め確保しなくと
も、その寸法精度を高めるごとができるためである。

（ｆｌ　　このような選択露光のマスク７を用いた露光
では、特に反射光のうちグリーンパターン５へ向かった
光は、当該グリーンパターン５の波長特性（第２図ａ参
照）から十分に吸収されることになり、そのグリーンパ
ターン５に隣接する部分では乱反射による悪影響が低減
されて、第１図ｆに示すように、寸法精度の高い被染色
パターン８が形成されることになる。

（ｇｌ　　次に、この被染色パターン８に対して、染色
、固着、硬化等の処理を施して、第１図ｇに示すように
、第２カラーフイルター例えばレッドパターン９を形成
する。このレッドパターン９の形成時には、膨潤等が生
ずることになるが、上記グリーンパターン５は既に硬化
しており、さらに当該レッドパターン９の端部は、上記
グリーンパターン５で光吸収がなされているため露光が
均一であり、乱反射の悪影響がないため、歪なく膨潤し
、このため略グリーンパターン５の間の空隙を均一に充
填するように膨潤することになる。

そして、このような均一な膨潤によっ°ζは、端部の形
状を直線的にり゛法精度良く形成することができ、当該
固体撮像素子の解像度を向上さ−１ることが可能となる
。

なお、さらに第３カラーフイルターを形成する場合には
、上記第２カラーソイルターであるレッドパターン９の
形成にＹＩＩＸじ゛Ｃ形成するようにすれば良い。

また、上述の実施例においては、第２カラーフイルター
としてレッドパターン９を形成しているが、既に露光に
用いる光を吸収するグリーンパターンが形成されている
ため、第２カラーフイルターとしてレッドに限定されず
ブルーパターンを形成しても良い。

上述のように、本実施例の固体撮像素子の製造方法にお
いては、選択露光する光の波長で吸収率の高いカラーフ
ィルターを最初に形成するため、第２番目或いはそれ以
上のカラーフィルターを形成する際の乱反射を有効に防
止して、その寸法精度を向上させることができ、その寸
法精度の向上によっては、固体撮像素子の解像度を向上
させることができる。

また、使用するマスク７は、マージン等を考慮せず直接
パターンに適合したものとなるため、マスクの設計上、
或いは当該固体撮像素子の製造上においても便宜である
。

また、上述の実施例においては、グリーンを第１番目に
形成したが、これに限定されず、レッドやイエロー等を
最初に形成しても良く、例えばイエロー、シアン、グリ
ーン等からなる補色フィルターであっても、光（４３６
ｎｍ）をよく吸収するイエローやグリーンを第１番目に
形成することができる。また、光の波長が他の波長とさ
れる場合には、それに応じて吸収しやすい性質のカラー
フィルターを第１番目に形成すれば良い。

また、形成するカラーフィルターの数は２色や３色のも
のに限定されず、また、特にパターンの微細化を図った
場合に有効であることは勿論である。

Ｈ０発明の効果 本発明の固体撮像素子の製造方法は、選択露光する光の
波長で吸収率の高いカラーフィルターを最初に形成する
ため、第２番目或いはそれ以上のカラーフィルターを形
成する際の乱反射を有効に防止して、その寸法精度を向
−１−さ−ｌるごとができる。そして、その寸法精度の
向上によっては、固体撮像素子の解像度を向」二さ・け
ることが可能となり、特に高解像度タイプの固体撮像素
子を製造する場合に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜第１図ｇは本発明の固体撮像素子の製造方法
をその工程に従って説明するための固体撮像素子等のそ
れぞれ断面図、第２図ａばグリーンフィルターの分光透
過曲線を示す特性図、第２図すはブルーフイルターの分
光透過曲線を示す特性図、第３図はカラーフィルターの
パターンを示す平面図である。 また、第４図ａ〜第４図Ｃは従来の固体撮像素子の製造
方法を説明するためのそれぞれ断面図、第５図は従来例
における問題点を説明するための平面図である。 １・・・固体撮像素子部 ２・・・平坦化膜 ３・・・被染色材料層 ４・・・被染色パターン ５・・・グリーンパターン ６・・・被染色材料層 ７・・・マスク ８・・・被染色パターン ９・・・レッドパターン 特　許　出　願　人　　ソニー株式会社代理人　　　弁
理士　　　　　小部　見回　　　　　　　　　　田村榮
− フィルクーハ０ター−の−作り 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光検知部上に複数色のカラーフィルターが形成される
   固体撮像素子の製造方法において、 上記複数色のカラーフィルターのうち少なくとも露光に
   用いる光の波長を吸収するカラーフィルターを第１番目
   に形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。