JP2006269775A - Imaging device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明はカラー画像を撮像するためのカラーフィルタを有する固体撮像素子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device having a color filter for capturing a color image and a manufacturing method thereof.
従来、ビデオカメラやスチルカメラ等に、カラー画像を撮像する固体撮像素子を用いることが知られている。図11は、従来例の固体撮像素子の断面図である。 Conventionally, it is known to use a solid-state imaging device for capturing a color image in a video camera, a still camera, or the like. FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional solid-state imaging device.
この固体撮像素子は、複数の画素部を有しており、入射光量に応じた信号電荷を発生する光電変換部910が半導体基板900上に格子状に形成され、各光電変換部910が各画素部に割り当てられている。また、各画素部には、光電変換部910の発生する信号の処理用のトランジスタのゲート電極909や配線層905,907、それらの間の層間絶縁膜906,908などが設けられている。
This solid-state imaging device has a plurality of pixel units,
最上層の配線層905上には、第1の平坦化膜904を介してカラーフィルタ903が設けられている。カラーフィルタ903は、それぞれが、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の顔料のうちの1つを含む材料からなる複数色のフィルタ(以下、各色の顔料を含むカラーフィルタを、それぞれRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタと称する)が所定のパターンで並べられて構成されており、入射光を分光する働きをする。これら各色のフィルタは、図12に示すように、ベイヤ配列と呼ばれるパターンで配置し、各画素部にR,G,Bフィルタのうちのいずれか1つがくるようにすることが知られている(図12において、網掛を付した部分はGフィルタ、右斜め下に延びる斜線を付した部分はBフィルタ、左斜め下に延びる斜線を付した部分はRフィルタを示しており、以下の各カラーフィルタ平面図においても同様である。)
カラーフィルタ903上には、第2の平坦化膜902を介してマイクロレンズ901が画素部毎に設けられている。マイクロレンズ901は、入射光を各光電変換部910に集光する働きをする。
A color filter 903 is provided on the
On the color filter 903, a
ベイヤ配列のカラーフィルタ903を形成するのには、通常、フォトリソグラフィー技術が用いられる。図13は、従来例のカラーフィルタ903の形成手順を示す側断面図である。 In order to form the Bayer array color filter 903, a photolithography technique is usually used. FIG. 13 is a side cross-sectional view showing the procedure for forming the color filter 903 of the conventional example.
カラーフィルタ903を形成する場合、まず、第1の平坦化膜904の表面に、例えば緑(G)の顔料が分散されたネガ型のGカラーレジストを塗布する。続いて、Gフィルタ903を形成すべき位置を除く領域に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射し現像する。このようにして、図13(a)に示すように、第1の平坦化膜904上に所定のパターンでGフィルタ903Gが形成される。Gフィルタ903Gのパターン寸法は、ボトム部位(第1の平坦化膜904側の部分)で、例えば7.0μmである。このように幅が数ミクロン程度となる近年の固体撮像素子の画素部における、フォトリソグラフィー技術を用いたカラーフィルタ903の製造では、正確な現像を実現するため、縮小投影露光装置、いわゆるステッパーと呼ばれる露光装置が用いられている。
When forming the color filter 903, first, a negative G color resist in which, for example, a green (G) pigment is dispersed is applied to the surface of the
次に、図13(b)に示すように、赤(R)の顔料が分散されたネガ型のRカラーレジスト913Rを、第1の平坦化膜904上の全面に塗布する。この時、Gフィルタ903Gは、Rカラーレジスト913Rによって覆われることになる。続いて、Rフィルタ903Rを形成すべき位置を除く領域に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射し現像する。それによって、図13(c)に示すように、Gフィルタ903Gに隣接してRフィルタ903Rが形成される。
Next, as illustrated in FIG. 13B, a negative R color resist 913 </ b> R in which a red (R) pigment is dispersed is applied to the entire surface of the
その後、同様にBフィルタを所定のパターンで形成する。それによって、R,G,Bの各フィルタが所定のパターンで配置されたカラーフィルタ903が形成される。
上述の従来の固体撮像素子の製造方法では、例えば、図13に示す例のように、前に形成されたGフィルタ903Gで囲まれる領域にRフィルタ903Rを形成する場合、Gフィルタ903Gで囲まれる領域の幅に等しい、すなわち、上記の例では7.0μm幅の透過部が形成されたマスクを用いて紫外線を照射して現像を行う。この場合、Rフィルタ903RとなるRカラーレジスト913Rを、Gフィルタ903を覆って形成しているので、Gフィルタ903Gで囲まれる領域のエッジでは、Rカラーレジスト913Rが盛り上がっており、この盛り上がった部分に紫外線が照射されて現像されることによって、Rフィルタ903Rの、Gフィルタ903Gと接するエッジ部分は、図13(c)に示すように、少し隆起した形状となる。
In the above-described conventional method for manufacturing a solid-state imaging device, for example, when the
また、上述の固体撮像素子の製造方法では、カラーフィルタ材料の解像度には限界があるため、微細なパターンを形成する場合、カラーフィルタ903の角部は、図12に示すように、円弧状になる。このように角部が円弧状になると、この角部には、どの色のフィルタも形成されない隙間が生じることになる。 Further, since the resolution of the color filter material is limited in the above-described method for manufacturing a solid-state imaging device, when forming a fine pattern, the corners of the color filter 903 have an arc shape as shown in FIG. Become. When the corners are arcuate in this way, gaps in which no color filters are formed are formed in the corners.
一方、上述のようなフォトリソグラフィー技術を用いたカラーフィルタ903の製造においては、製造プロセスにある程度のばらつき、すなわち、マスクの寸法や位置、露光装置のディストーション成分、各露光ショットにおける露光量および露光量の面内分布ならびにアライメント位置、レジスト特性などのばらつきが生じるのを避けられない。このため、上述のような隆起形状部や隙間には、その寸法などにばらつきが生じる。 On the other hand, in the manufacture of the color filter 903 using the photolithography technique as described above, the manufacturing process has some variation, that is, the size and position of the mask, the distortion component of the exposure apparatus, the exposure amount and the exposure amount in each exposure shot. Variations in the in-plane distribution, alignment position, resist characteristics, etc. are inevitable. For this reason, the bulge-shaped portion and the gap as described above vary in dimensions and the like.
さらに、マスクの透過部の寸法が大きくなったり、紫外線の照射エネルギーが大きくなったりすると、図13(d)に示すように、Rフィルタ903Rのエッジが、Gフィルタ903Gのエッジに乗り上げた形となることもある。逆に、マスクの透過部の寸法が小さくなったりした場合には、図12に示すように、Gフィルタ903GとRフィルタ903Rの間に、角部以外の部分でも隙間が形成されることがある。
Further, when the size of the transmission part of the mask is increased or the irradiation energy of ultraviolet rays is increased, as shown in FIG. 13D, the edge of the
また、従来の固体撮像素子の製造方法では、Rフィルタ903Rを形成する際、Gフィルタ903Gによって囲まれる領域の幅よりもわずかに狭い透過部を備えたマスクを用いて紫外線を照射する場合もある。この場合にも、製造プロセスのばらつきによって、Gフィルタ903GとRフィルタ903R間で、重なりや隙間が形成される場合がある。
Further, in the conventional method for manufacturing a solid-state imaging device, when forming the
このような各色のフィルタ間の隆起形状、重なり、隙間などのばらつきは、撮像画像に影響を与える。すなわち、固体撮像素子への入射光としては、図11に矢印aで示すように、各マイクロレンズ901に入射するものの他、矢印bで示すように、マイクロレンズ901間、すなわち画素部間の境界に入射するものがある。矢印aで示すように各マイクロレンズ901に入射した入射光は、マイクロレンズ901によって光電変換部910に向かって集光され、平坦化膜902,904、カラーフィルタ903、層間絶縁膜906,908などを透過して光電変換部910へ到達し、このように集光された光が、光電変換部910の出力信号に対して支配的な影響を与える入力信号となる。一方、矢印bで示すように画素部間の境界に入射した光は、カラーフィルタ903の、各色のフィルタの境界や配線層などで、散乱、反射、屈折、回折などを起こすことになるが、その成分の一部が光電変換部910に到達し、光電変換部910の出力信号に対して多少の影響を与える。
Such variations such as the raised shape, overlap, and gap between the filters of each color affect the captured image. That is, as incident light to the solid-state imaging device, in addition to what is incident on each
例えば、各色のフィルタの境界部分に隙間があると、カラーフィルタ903部分を越えて進入する光の絶対量は、その隙間にカラーフィルタが存在する場合と比較して約3倍となる。このため、隙間の幅が変化すると、画素部間の境界に入射し、散乱、反射、屈折、回折などのために光電変換部に到達する光の量が変化してしまう。 For example, if there is a gap at the boundary between the filters of each color, the absolute amount of light that enters beyond the color filter 903 portion is about three times that when a color filter is present in the gap. For this reason, when the width of the gap changes, the amount of light that enters the boundary between the pixel portions and reaches the photoelectric conversion portion due to scattering, reflection, refraction, diffraction, or the like changes.
一方、各色のフィルタの重なり部位では、2つのフィルタが重なり、膜厚が厚くなっている部分を光が通過するために、カラーフィルタ903部分を越えて進入する光の絶対量が減少し、やはり、重なり量の変化に応じて、画素部間の境界に入射した光のうち、光電変換部に到達する光の量が変化してしまう。また、隣接する異なる色のフィルタの重なり部位を通過することで、混色した光が光電変換部に到達してしまう。 On the other hand, in the overlapping portion of the filters of each color, the two filters overlap and the light passes through the thickened portion, so the absolute amount of light entering beyond the color filter 903 portion is reduced, and again The amount of light reaching the photoelectric conversion unit among the light incident on the boundary between the pixel units changes according to the change in the overlap amount. Moreover, the mixed light reaches the photoelectric conversion unit by passing through the overlapping portions of adjacent filters of different colors.
また、各色のフィルタ間の重なりや隙間は、カラーフィルタ903上に形成される第2の平坦化膜902に対して影響を与える場合がある。すなわち、図14(b)に示すように、Rフィルタ903RとGフィルタ903Gとの間に隙間が生じている場合には、その上に形成される平坦化膜902の表面には、平坦化膜902を形成する部材が塗布された時に隙間内に入り込むために、微小な凹部が形成される場合がある。一方、図14(c)に示すように、Rフィルタ903RがGフィルタ903G上に乗り上げている場合には、平坦化膜902の表面に微小な凸部が形成される場合がある。このように平坦化膜902の表面に凸部や凹部が形成されると、それによって、平坦化膜902の表面での光の屈折のために、入射光の進路が変化するなどし、このことによっても、撮像画像に影響が生じる。例えば、平坦化膜902の表面の凹部は、レンズのように作用することによって入射光を分散させ、その結果、画素部間の境界に入射した光のうち、この凹部で分散させられて光電変換部910へ到達する光成分が生じることがあり、それによって、光電変換部910の出力信号に影響が生じることになる。
In addition, the overlap or gap between the filters of each color may affect the
このように、製造プロセスのばらつきのために、各色のフィルタ間における構造、特に隙間や重なりにばらつきが生じることによって、被写体からの光が同一条件で入射された場合でも、光電変換部に入射される光の絶対量が画素部毎に異なってしまうことになる。また、画素部によっては、混色成分やシェーディング成分が含まれることになる。このような入射光量や混色成分、シェーディング成分のばらつきは、マスクの寸法精度などのために、1つのチップ内の画素間で生じることもあるし、露光ショット間でのマスク位置や露光量などのばらつきのために、複数のチップ間で生じることもある。 In this way, due to variations in the manufacturing process, the structure between the filters of each color, particularly gaps and overlaps, will vary, so that even if light from the subject is incident under the same conditions, it will be incident on the photoelectric conversion unit. Thus, the absolute amount of light that is different for each pixel portion. Further, depending on the pixel portion, a mixed color component and a shading component are included. Such variations in the amount of incident light, color mixing components, and shading components may occur between pixels in one chip due to the dimensional accuracy of the mask, and the mask position and exposure amount between exposure shots. Due to variations, it may occur between multiple chips.
また、一般的な固体撮像素子の場合、そのチップサイズは、露光装置によって1回の露光ショットで露光可能な範囲(フィールドサイズ)内に収まり、一度の露光処理でチップ全体のパターンが形成される。この場合、上記のようなカラーフィルタ間での隙間や重なりは、チップ面内で連続的に2次元的に変化するような形で発生する傾向がある。このため、光電変換部910への入射光の光量は、チップ面内で2次元的な分布を持った形で変化する。その結果、出力される画像信号においては、フィルタ間の隙間の幅や重なり量に応じたシェーディング成分や混色成分が、画像面において2次元的な分布を持った形で含まれる傾向があり、そのために、その分布に対応して明暗の差がある境界部が生じるなど、撮像画像への影響が大きくなりがちである。
In the case of a general solid-state imaging device, the chip size is within a range (field size) that can be exposed by a single exposure shot by an exposure apparatus, and a pattern of the entire chip is formed by a single exposure process. . In this case, the gaps and overlaps between the color filters as described above tend to occur in a form that continuously changes two-dimensionally within the chip surface. For this reason, the light quantity of the incident light to the
一方、チップサイズの大きな固体撮像素子では、撮像領域が露光装置のフィールドサイズよりも大きくなる場合があり、この場合には、撮像領域を複数の露光領域(1回の露光ショットで露光を行う領域)に分割し、これら分割された露光領域毎に露光を行い、各露光によって形成されるパターンを繋ぎ合わせることで撮像領域全体のパターンを形成する手法(分割露光法)を採用することが知られている(特許文献1参照)。このように分割露光法により形成された固体撮像素子では、上述したカラーフィルタの形成時の製造プロセスのばらつきが、各露光ショット間で異なってくるため、各露光領域間で、カラーフィルタ903の、各色のフィルタの境界部分の構造にばらつきが生じてくる。その結果、露光領域の境界部を挟んで明暗に差が生じるなど、さらに、撮像画像への影響が大きくなりがちである。 On the other hand, in a solid-state imaging device having a large chip size, the imaging region may be larger than the field size of the exposure apparatus. In this case, the imaging region is divided into a plurality of exposure regions (regions that are exposed by one exposure shot). It is known to employ a technique (divided exposure method) in which exposure is performed for each of the divided exposure areas, and the pattern formed by each exposure is joined to form a pattern of the entire imaging area. (See Patent Document 1). In the solid-state imaging device formed by the division exposure method in this way, the variation in the manufacturing process at the time of forming the color filter described above varies between exposure shots. Variations occur in the structure of the boundary between the filters of each color. As a result, the influence on the captured image tends to be further increased, such as a difference in brightness between the borders of the exposure areas.
近年、ビデオカメラなどにおいては、撮像画像の高精細化が進められており、それに伴って、このような、カラーフィルタ903の、各色のフィルタの境界部分の構造のばらつきによる撮像画像への影響をさらに低減することが望まれる。すなわち、撮像画像の高精細化のために、固体撮像素子においては、画素の高集積化が進められ、それに伴って、光量などの微小なばらつきでも、撮像画像への影響が顕著なものとなるので、ばらつきを抑えることによって、撮像画像の高画質化に大きく貢献できることが期待される。 In recent years, in a video camera or the like, the definition of a captured image has been increased, and accordingly, the influence of the color filter 903 on the captured image due to the variation in the structure of the boundary of each color filter is affected. Further reduction is desired. That is, in order to increase the definition of a captured image, in a solid-state imaging device, the integration of pixels is advanced, and accordingly, even a small variation in the amount of light causes a significant effect on the captured image. Therefore, it is expected that by suppressing the variation, it can greatly contribute to the improvement of the image quality of the captured image.
これについて、カラーフィルタ903の、各色のフィルタの境界部分での重なりや隙間などの構造は、上述したように主として露光工程に起因して発生する。したがって、露光に用いるマスク寸法の高精度化、マスクの位置ずれ補正、あるいは各露光領域における露光エネルギー差の補正、カラーフィルタとなるレジストの特性の均一化等によって、重なり量や隙間量などを小さくすることが可能である。しかしながら、製造プロセスのばらつきを完全にゼロに抑えることは不可能であり、このような方法で、各色のフィルタの境界部分の構造のばらつきを抑えるのには限界がある。 In this regard, the structure of the color filter 903, such as an overlap or a gap at the boundary between the filters of each color, is mainly caused by the exposure process as described above. Therefore, the amount of overlap and gaps can be reduced by increasing the accuracy of the mask size used for exposure, correcting mask misalignment, or correcting the exposure energy difference in each exposure area, and making the characteristics of the resist that becomes the color filter uniform. Is possible. However, it is impossible to completely suppress the variation in the manufacturing process to zero, and there is a limit in suppressing the variation in the structure of the boundary portion of each color filter by such a method.
本発明は、上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、一般的なフォトリソグラフィー技術によってカラーフィルタを形成するときに発生する各色のフィルタの境界部の構造のばらつきを低減し、撮像画像の画質を向上させることができる固体撮像素子およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the structure of the boundary portion of each color filter generated when a color filter is formed by a general photolithography technique. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of reducing the variation of the image quality and improving the image quality of a captured image, and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するため、本発明の固体撮像素子の製造方法は、複数色のフィルタが、互いに異なる色のフィルタが隣接するように所定の平面パターンで配置されて構成された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、第1の色のカラーレジストを、所定の膜上に塗布し、露光光を照射し現像して所定の平面パターンの第1の色のフィルタを形成する工程と、第1の色のフィルタに隣接して形成される第2の色のフィルタとなるポジ型の第2の色のカラーレジストを、第2の色のフィルタを形成する領域を含む領域に、第1の色のフィルタを覆って塗布し、露光光を照射し現像して第2の色のフィルタを形成する工程とを有し、第2の色のカラーレジストへの露光を、第2の色のフィルタを形成する各領域の、第1の色のフィルタとの境界で、第1の色のフィルタのエッジより、第1の色のフィルタが形成された領域内に入り込んだ位置にエッジが位置する遮光部を有するマスクを用いて行う方法である。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a solid filter having a color filter in which a plurality of color filters are arranged in a predetermined plane pattern so that filters of different colors are adjacent to each other. A method of manufacturing an image pickup device, comprising: applying a color resist of a first color on a predetermined film, irradiating with exposure light, and developing to form a first color filter having a predetermined plane pattern; The positive color resist of the second color to be the second color filter formed adjacent to the first color filter is applied to the region including the region for forming the second color filter. And coating the first color filter, irradiating and developing exposure light to form a second color filter, and exposing the second color resist to the second color. Of the first color in each region forming the filter of In the boundary between the filter, than the first edge color filter, a method of first edge in a position that has entered the color filters are formed within regions carried out using a mask having a shielding portion positioned.
本発明によれば、製造プロセスのばらつきのために、カラーフィルタの各色のフィルタ間の境界部の構造にばらつきが生じるのを低減することができる。それによって、各色のフィルタ間の隙間や重なりに起因する、光電変換部への入射光量の、光電変換部間でのばらつき、特に、撮像領域内で2次元的に連続して変化するような入射光量の変動を抑え、光電変換部から出力される画素信号に、各色のフィルタ間の隙間や重なりに起因するシェーディング成分や混色成分が生じるのを抑制することができ、その結果、撮像画像の画質を改善することができる。また、カラーフィルタを、分割露光法を用いて形成する場合であっても、露光領域間でのフィルタ構造のばらつきを抑えることができ、各露光領域間に相当する部分において撮像画像にムラが生じるのを低減できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of variations in the structure of the boundary portion between the filters of each color of the color filter due to variations in the manufacturing process. As a result, the amount of incident light on the photoelectric conversion unit due to gaps or overlaps between the filters of each color varies among the photoelectric conversion units, in particular, such that the incidence changes continuously two-dimensionally within the imaging region. It is possible to suppress fluctuations in the amount of light and to suppress the occurrence of shading components and color mixing components due to gaps and overlaps between the filters of each color in the pixel signal output from the photoelectric conversion unit. Can be improved. Further, even when the color filter is formed by using the divided exposure method, it is possible to suppress variations in the filter structure between the exposure regions, and unevenness occurs in the captured image in a portion corresponding to each exposure region. Can be reduced.
(第1実施例)
図2は本発明の第1実施例の固体撮像素子の構造を示す側断面図である。
(First embodiment)
FIG. 2 is a side sectional view showing the structure of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
この固体撮像素子は、半導体基板100の表面近傍に形成された、入射光量に応じた信号電荷を発生する光電変換部110を備えている。光電変換部110は格子状に配列され、複数の画素部のそれぞれに1つずつ設けられている。
The solid-state imaging device includes a
各画素部には、光電変換部110で発生した信号電荷に対応する画素信号を生成し、固体撮像素子のエッジに設けられた垂直走査回路(不図示)からの制御信号にしたがって水平走査回路(不図示)へ画素信号を転送するための駆動回路が形成されている。半導体基板100上には、この駆動回路を構成するトランジスタのゲート電極109が画素部毎に形成され、その上には駆動回路の回路構成に応じて複数の配線層が形成されている。図8に示す例では、2つの配線層105,107が形成されている。
In each pixel unit, a pixel signal corresponding to the signal charge generated in the
配線層105,107には、アルミニウム(Al)などを所望の形状にパターニングした配線が形成されている。ゲート電極109や各配線層105,107間は、例えばSiO2から成る層間絶縁膜106,108によって絶縁されている。また、半導体基板100の、ゲート電極109下にはトランジスタのソース・ドレインとなる拡散層(不図示)が形成されている。
In the wiring layers 105 and 107, wiring obtained by patterning aluminum (Al) or the like into a desired shape is formed. The
最も上の配線層105上には、その配線を覆うようにして、例えばアクリル系樹脂からなる第1の平坦化膜104が形成されている。第1の平坦化膜104上には、各画素に対応して入射光を分光するためのカラーフィルタ103が設けられている。カラーフィルタ103は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の顔料を含むフォトレジストを用いて形成された各色のフィルタを有しており、これらのフィルタは、各画素部を1色のフィルタが覆うように配置されている。カラーフィルタ103上には、第2の平坦化膜102が形成され、その上には光電変換部110に入射光を集光するための集光レンズとしてマイクロレンズ101が形成されている。
On the
本実施例の固体撮像素子において、画素ピッチは例えば7μmである。カラーフィルタ103は、図12で示した従来の固体撮像素子と同様にベイヤ配列された構成であってよい。 In the solid-state imaging device of the present embodiment, the pixel pitch is, for example, 7 μm. The color filter 103 may have a configuration in which a Bayer array is provided in the same manner as the conventional solid-state imaging device shown in FIG.
次に、本実施例の撮像素子のカラーフィルタの製造方法について図1を参照して説明する。なお、図1は、最初にGフィルタ103Gを形成し、Gフィルタ103G間にRフィルタ103Rを形成する手順を例にとって本実施例の製造方法を示している。同様の手順で、Gフィルタ103G間にBフィルタ(不図示)を形成することができ、また、Rフィルタ103RやBフィルタを形成した後、Gフィルタ103Gを形成する場合にも、同様の手順を用いることができる。また、固体撮像素子の、カラーフィルタ103を除く他の構成要素の製造方法については、それぞれの構成要素に最適な形状などが得られれば、周知のどのような製造方法を用いてもよく、ここでは詳細な説明を省略する。これらのことは、以下の実施例についても同様である。
Next, a method for manufacturing a color filter of the image sensor of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the manufacturing method of the present embodiment, taking as an example the procedure of first forming the
Gフィルタ103Gを形成するには、先ず、例えば、緑(G)の顔料が分散されたポジ型のGカラーレジストを第1の平坦化膜104の表面に塗布する。続いて、Gフィルタ103Gを形成すべき位置に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射し現像する。これによって、図1(a)に示すように第1の平坦化膜上に所定のパターンのGフィルタ103Gが形成される。このとき、Gフィルタ103Gのパターン寸法は、本実施例では、ボトム部位(第1の平坦化膜104側)で7.0μmである。露光は、固体撮像素子の全体に対して1回の露光ショットで行ってもよく、また、分割露光法によって行ってもよい。
To form the
次に、図1(b)に示すように、赤(R)の顔料が分散されたポジ型のRカラーレジスト113Rを、Gフィルタ103Gを覆うように第1の平坦化膜104上の全面に塗布する。続いて、Rフィルタ103Rを形成すべき位置に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射する。
Next, as shown in FIG. 1B, a positive R color resist 113R in which a red (R) pigment is dispersed is applied to the entire surface of the
この際、本実施例の固体撮像素子の製造方法では、マスクが位置ずれを起こしてもRフィルタ103RとGフィルタ103Gとの間に隙間が形成されることのないように、Rフィルタ103Rを形成すべき領域、すなわちGフィルタ103Gで囲まれる領域よりも少し広い領域に遮光部を形成したマスクを用いる。例として、遮光部は、その各辺が、Gフィルタ103Gで囲まれる領域のエッジから0.1μm離れた位置にくるように7.2μm角である。
At this time, in the method of manufacturing the solid-state imaging device of the present embodiment, the
この場合、紫外線の照射エネルギーが小さいと、現像後、Rフィルタ103Rは、マスクの遮光部に対応する領域に形成され、その結果、図1(c)に示すように、周囲を囲むように位置するGフィルタ103Gのエッジに乗り上げた形で形成される。しかし、紫外線の照射エネルギーを増加させていくと、Rフィルタ103Rが形成される領域は、マスクの遮光部に対応する領域よりも狭くなっていく(オーバー露光)。このようにして、Rフィルタ103Rの寸法は、図1(d)に示すように、照射エネルギーの増加に伴って次第に小さくなり、Rフィルタ103Gのエッジの位置が、Gフィルタ103Gのエッジ部分側へと移動する。そして、さらに紫外線の照射エネルギーを増加させると、照射エネルギーの増加に伴って、図1(e)に示すように、Gフィルタ103Gのエッジ部分に生じた隆起部分の高さが低くなっていく。さらに紫外線の照射エネルギーを増加させると、Gフィルタ103Gで囲まれた領域の内部に孤立するような形でRフィルタ103Rが形成される(不図示)。
In this case, when the ultraviolet irradiation energy is small, after development, the
そこで、紫外線の照射エネルギーを適切に設定すれば、Rフィルタ103Rを、図1(e)に示すように、Gフィルタ103Gに乗り上げず、かつGフィルタ103Gとの間に隙間を生じない適切なパターンで形成することができる。この際、形成されるRフィルタ103Rにおいて、Gフィルタ103Gに乗り上げた部分の寸法は、紫外線の照射エネルギーの増加量にほぼ比例する形で減少していく。これに対して、形成されるRフィルタ103Rのエッジが、Gフィルタ103Gに接する領域付近にある場合には、塗布されているRカラーレジスト113Rの膜厚が他の部分と比較して厚くなっているため、紫外線の照射エネルギーの増加量に対する、形成されるRフィルタ103Rの平面寸法の変化率は、Gフィルタ103Gに乗り上げた部分と比較して小さくなる。言い換えれば、形成されるRフィルタ103Rのエッジが、Gフィルタ103Gに接する領域付近では、照射エネルギーの増減は、形成されるRフィルタ103Rのエッジ部の高さの変化という形で現れ、その分、平面寸法の変化が抑制される。
Therefore, if the ultraviolet irradiation energy is set appropriately, the
したがって、本実施例によれば、十分なマージンを持って紫外線の照射エネルギーを最適化することができ、すなわち、紫外線の照射エネルギーを適切に設定してやることによって、照射エネルギーに多少のばらつきが生じても、Rフィルタ103Rの、Gフィルタ103Gへの乗り上げ、およびGフィルタ103Gとの隙間をほとんど生じることのないパターンでRフィルタ103Rを形成することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to optimize the ultraviolet irradiation energy with a sufficient margin, that is, by setting the ultraviolet irradiation energy appropriately, there is some variation in the irradiation energy. In addition, the
この時、形成されるRフィルタ103Rが、露光時に照射されるエネルギーの増大に伴って寸法を減らしていく際、Gフィルタ103Gのエッジと接触するようになった段階の後、平面寸法の減少率が抑制されることは、言わば、Rフィルタ103Rの寸法が、先に形成されたGフィルタ103Gの形状、寸法によって規定されることを意味している。したがって、本実施例の固体撮像素子の製造方法では、露光の照射エネルギーのばらつきの他、マスクの寸法や位置、露光装置のディストーション成分、各露光ショットにおける露光量および露光量の面内分布ならびにアライメント位置、レジスト特性などの、製造プロセスの他のばらつきがあっても、Rフィルタ103Rの寸法および位置は、先に形成された隣接するGフィルタ103Gのパターンによって規定されるため、重なりや隙間が生じるのを抑制して安定してカラーフィルタ103を形成することができる。
At this time, when the size of the formed
以上説明したように、本実施例によれば、複数色のフィルタが格子状の平面パターンで並べられたカラーフィルタにおいて、各色のフィルタ間に重なりや隙間が生じるのを抑制することができる。それによって、各色のフィルタ間の隙間や重なりに起因する、光電変換部への入射光量の、光電変換部間でのばらつき、特に、撮像領域内で2次元的に連続して変化するような入射光量の変動を抑え、光電変換部から出力される画素信号にシェーディング成分や混色成分が生じるのを抑制することができ、その結果、撮像画像の画質を改善することができる。 As described above, according to the present embodiment, in a color filter in which a plurality of color filters are arranged in a grid-like plane pattern, it is possible to suppress the occurrence of an overlap or a gap between the filters of each color. As a result, the amount of incident light on the photoelectric conversion unit due to gaps or overlaps between the filters of each color varies among the photoelectric conversion units, in particular, such that the incidence changes continuously two-dimensionally within the imaging region. It is possible to suppress fluctuations in the amount of light and suppress the occurrence of shading components and color mixing components in the pixel signal output from the photoelectric conversion unit, and as a result, the image quality of the captured image can be improved.
また、カラーフィルタ製造に分割露光法を用いる場合に本実施例を適用することによって、露光ショット間で製造プロセスにばらつきが存在する場合でも、露光領域間での、フィルタ構造のばらつきを抑えることができる。それによって、各露光領域間に相当する部分において撮像画像にムラが生じるのを低減できる。 In addition, by applying this embodiment when using the divided exposure method for manufacturing color filters, even if there are variations in the manufacturing process between exposure shots, it is possible to suppress variations in the filter structure between exposure regions. it can. Thereby, it is possible to reduce the occurrence of unevenness in the captured image in a portion corresponding to between the exposure regions.
本発明者は、本実施例にしたがって固体撮像素子を作製し、撮像を行った。その結果、撮像画像にはシェーディング成分や混色成分がきわめて少なく、また、カラーフィルタの製造工程で分割露光法を用いても、撮像画像の、各露光領域の境界に対応する部位に目視で確認できるスジ状の画像ムラが認められることもなかった。 The present inventor fabricated a solid-state imaging device according to the present example and performed imaging. As a result, there are very few shading components and color mixing components in the captured image, and even if the divided exposure method is used in the color filter manufacturing process, the captured image can be visually confirmed at the part corresponding to the boundary of each exposure region. No streak-like image unevenness was observed.
(第2実施例)
図3は本発明の第2実施例の固体撮像素子のカラーフィルタの製造手順を示す断面図である。なお、図3に示す固体撮像素子は、第1実施例と同様に、画素ピッチが7μmであり、カラーフィルタがベイヤ配列された構成であってよい。また、固体撮像素子の、カラーフィルタ以外の構成についても、第1実施例と同様であってよく、詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing procedure of the color filter of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. Note that the solid-state imaging device shown in FIG. 3 may have a configuration in which the pixel pitch is 7 μm and the color filters are arranged in a Bayer array, as in the first embodiment. Further, the configuration of the solid-state imaging device other than the color filter may be the same as that of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
本実施例でも、カラーフィルタの形成では、まず、第1の平坦化膜304の表面に、例えば、緑(G)の顔料が分散されたポジ型のGカラーレジストを塗布する。続いて、Gフィルタ303Gを形成すべき位置に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射し現像を行う。これによって、図3(a)に示すように、第1の平坦化膜上に所定のパターンでGフィルタ303Gが形成される。
Also in this embodiment, in forming the color filter, first, for example, a positive G color resist in which a green (G) pigment is dispersed is applied to the surface of the
Gフィルタ303Gの露光時、本実施例では、照度分布を持つように紫外線を照射する。すなわち、露光する領域のエッジ部における露光コントラストを下げて露光を行い、それによって、Gフィルタ303Gのエッジは、図3(a)に示すようにテーパー状になる。このとき、Gフィルタ303Gは、ボトム部位(第1の平坦化膜304側)が、画素ピッチよりも少し大きい所定の大きさとなるようにする。本実施例においては、ボトム部位の寸法は、画素ピッチ7μmよりも両側で0.1μm大きくなるようにして7.2μmとしている。
In the present embodiment, when the
露光領域のエッジにおける露光コントラストを下げる方法としては、露光光のフォーカスをマスク表面からずらす方法を用いることができる。あるいは、マスクの各遮光部のエッジ部における透過率を段階的に変化させて、マスクを介した入射光の光学濃度にグラデーションを持たせることによって、露光領域のエッジ部位における露光コントラストを下げても良好な結果を得ることができる。 As a method of reducing the exposure contrast at the edge of the exposure region, a method of shifting the focus of the exposure light from the mask surface can be used. Alternatively, the exposure contrast at the edge part of the exposure region can be lowered by changing the transmittance at the edge of each light shielding part of the mask stepwise to give gradation to the optical density of incident light through the mask. Good results can be obtained.
次に、図3(b)に示すように、赤(R)の顔料が分散されたポジ型のRカラーレジスト313Rを、Gフィルタ303Gを覆うように第1の平坦化膜304上の全面に塗布する。続いて、Rフィルタ303Rを形成すべき位置に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射する。
Next, as shown in FIG. 3B, a positive type R color resist 313R in which a red (R) pigment is dispersed is applied to the entire surface of the
この際、本実施例においても、Rフィルタ303Rを形成すべき領域よりも広い遮光部を有するマスクを用いて露光を行う。具体的には、画素ピッチ7μmよりも両側で0.1μm大きい7.2μm角の遮光部が形成されたマスクを用い、この遮光部のエッジが、Gフィルタ303Gで囲まれる、(底部側の)6.8μm角の領域のエッジから、0.2μm離れて位置するようにマスクを配置して露光を行う。
At this time, also in this embodiment, exposure is performed using a mask having a light shielding portion wider than a region where the
この場合、紫外線の照射エネルギーが小さいと、現像後、Rフィルタ303Rは、図3(c)に示すように、Gフィルタ303Gの(上側の)エッジに乗り上げた形で形成される。一方、オーバー露光することによって、Rフィルタ303Rの寸法は、図3(d)に示すように、照射エネルギーの増加に伴って次第に小さくなり、Rフィルタ303Gのエッジの位置が、Gフィルタ103Gのエッジ部分側へと移動する。このように紫外線の照射エネルギーを増加させ、第1実施例と同様に、照射エネルギーを最適化することによって、図1(e)に示すように、形成されるRフィルタ303Rの(上側の)エッジが、Gフィルタ303Rの(上側の)エッジにほぼぴったり合った位置にくるようにすることができる。
In this case, when the ultraviolet irradiation energy is small, after development, the
本実施例では、形成されるRフィルタ303Rのエッジは、Gフィルタ303Gのエッジのテーパー形状に合わせて逆テーパー状になり、Rフィルタ303Rのエッジ部とGフィルタ303Gのエッジ部とは、フィルタ表面に垂直な方向(フィルタの厚み方向)に見て重なりあうことになる。その結果、形成されるRフィルタ303Rの(上側の)エッジの位置が、Gフィルタ303Gの(上側の)エッジの位置よりRフィルタ303Rの形成領域側に多少入り込んでも、これらのエッジ間の領域にはGフィルタ303Gが存在することになり、完全な隙間とはならない。それによって、Rフィルタ303RとGフィルタ303Gの間に隙間が形成されるのを、より効果的に抑制することができる。このように、隣接するフィルタ間に隙間が生じるのを抑制するため、隣接するフィルタ同士の、エッジのテーパー部の重なり量は0.1μm以上とするのが望ましく、0.2μm以上とするのがさらに望ましい。
In the present embodiment, the edge of the formed
また、本実施例では、Gフィルタ303Gのエッジをテーパー状に形成することで、Rフィルタ303Rを形成する際、Gフィルタ303Gのエッジに局所的な変形等が存在する場合でも、Gフィルタ303GとRフィルタ303Rの境界部分にボイドなどの欠陥が発生しにくくなる。
In the present embodiment, the edge of the
また、Rフィルタ303RとGフィルタ303Gの境界に重なりや隙間が生じるのを抑制できることによって、図4に示すように、このカラーフィルタ上に第2の平坦化膜302を形成する場合、その表面に凸部や凹部が形成されるのも抑制することができる。すなわち、図4(a)に示すように、Rフィルタ303RとGフィルタ303Gの境界に重なりも隙間も無ければ、この境界部においても、カラーフィルタの表面は実質的に平坦になり、その結果、平坦化膜302の表面を容易に平坦にすることができる。また、図4(b)、(c)に示すように、Rフィルタ303RがGフィルタ303Gに乗り上げたげような形になったり、Rフィルタ303Rの(上側の)エッジの位置がGフィルタ303Gの(上側の)エッジの位置よりRフィルタ303Rの形成領域側に入り込んだりした場合にも、上述のように、その重なり量やずれ幅を比較的小さく抑えることができるので、第2の平坦化膜302の表面にはほとんど凹凸が生じない。このことは、第1実施例においても同様であり、第1、第2実施例によれば、カラーフィルタ上に第2の平坦化膜を形成する場合、その表面に凹凸が生じるのを抑制する作用が得られる。この際、第2の実施例では、Rフィルタ303Rの(上側の)エッジの位置がGフィルタ303Gの(上側の)エッジの位置よりRフィルタ303Rの形成領域側に入り込んだ場合でも、両エッジ間の領域には、Gフィルタ303Gが存在しているので、カラーフィルタ表面にできる凹凸を、したがって、第2の平坦化膜の表面に形成される凹凸をより小さく抑えることができる。
In addition, since it is possible to suppress the occurrence of an overlap or gap at the boundary between the
このように、第2の平坦化膜の表面に凹凸が形成されるのを抑制できることによって、第2の平坦化膜の表面の凹凸に起因して、光電変換部に到達する入射光量に、画素間でばらつきが生じるのを抑制し、画質の改善に寄与することができる。 Thus, by suppressing the formation of irregularities on the surface of the second planarization film, the amount of incident light reaching the photoelectric conversion unit due to the irregularities on the surface of the second planarization film can be reduced. It is possible to suppress the variation between the two and contribute to the improvement of the image quality.
以上のように、本実施例でも、カラーフィルタを構成する各色のフィルタ間に重なりや隙間が生じるのを抑制でき、特に、隙間の発生を効果的に抑えることができる。これは、1回の露光ショットで各色のフィルタを形成する場合でも、分割露光法を用いる場合でも同様であり、図5に示すように、固体撮像素子の全領域にわたって、各色のフィルタ間の構造がほぼ一様なカラーフィルタを形成することが可能である。その結果、露光領域内で2次元的に連続して変化するような撮像画像の乱れ、および、分割露光法を用いる場合の、露光領域の境界部分に生じる撮像画像のムラの発生を抑制し、撮像画像の画質を改善することができる。 As described above, also in this embodiment, it is possible to suppress the occurrence of overlap and gaps between the filters of the respective colors constituting the color filter, and in particular, it is possible to effectively suppress the generation of gaps. This is the same regardless of whether each color filter is formed by a single exposure shot or when the divided exposure method is used. As shown in FIG. 5, the structure between filters of each color over the entire area of the solid-state imaging device. Can form a substantially uniform color filter. As a result, the disturbance of the captured image that continuously changes two-dimensionally within the exposure region, and the occurrence of unevenness in the captured image that occurs at the boundary portion of the exposure region when using the divided exposure method, The image quality of the captured image can be improved.
なお、本実施例において、各色のフィルタのエッジは、テーパー状あるいは逆テーパー状である必要はなく、隣接するフィルタのエッジ部同士が重なり合う形状であればよく、すなわち、それによって、隣接するフィルタ間に隙間が生じるのを効果的に抑制できる。このような変形例として、各色のフィルタのエッジ部は、例えば、図6(a),(b)に示すように、断面が楔形になるようにしてもよい。このような構成は、図7(a),(c)に示すように、最初に形成する、例えばGフィルタ303Gのエッジ部を楔状に形成し、その後、図7(b),(c)に示すように、上記の手順と同様にして、例えばRフィルタ303Rを形成することによって得られる。このように、Gフィルタ303Gのエッジ部を楔形などの所望の形状に形成するのには、カラーレジストの露光において、露光領域のエッジ部における露光コントラストを変化させる手法、および/または、現像時に、レジストの、現像液に対する深さ方向の溶解特性の差を利用する手法を用いることができる。
In this embodiment, the edge of each color filter does not need to be tapered or inversely tapered, and may be any shape as long as the edge portions of adjacent filters overlap each other, that is, between adjacent filters. It is possible to effectively suppress the occurrence of a gap in the surface. As such a modification, the edge portions of the filters of the respective colors may be wedge-shaped in cross section as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), for example. In such a configuration, as shown in FIGS. 7A and 7C, first, for example, the edge portion of the
(第3実施例)
図8は、本発明の第3実施例の固体撮像素子のカラーフィルタの製造手順を示す断面図である。なお、図8に示す固体撮像素子は、第1実施例と同様に、画素ピッチが7μmであり、カラーフィルタがベイヤ配列された構成であってよい。また、固体撮像素子の、カラーフィルタ以外の構成についても、第1実施例と同様であってよく、詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing procedure of the color filter of the solid-state imaging device of the third embodiment of the present invention. Note that the solid-state imaging device shown in FIG. 8 may have a configuration in which the pixel pitch is 7 μm and the color filters are arranged in a Bayer array, as in the first embodiment. Further, the configuration of the solid-state imaging device other than the color filter may be the same as that of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
本実施例でも、まず、第1の平坦化膜604の表面に、例えば緑(G)の顔料が分散されたポジ型のGカラーレジストを塗布し、続いて、Gフィルタ603Gを形成すべき位置に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射し、現像してGフィルタ603Gを形成するのは、前の各実施例と同様である。この際、本実施例でも、第2実施例と同様に、Gフィルタ603Gの露光時に照度分布を持つように紫外線を照射して、図8(a)に示すように、エッジ部がテーパー状になるようにGフィルタ603Gを形成する。Gフィルタ603Gのパターン寸法についても、第2実施例と同様、ボトム部位(第1の平坦化膜604側)で7.2μmである。
Also in this embodiment, first, a positive G color resist in which, for example, a green (G) pigment is dispersed is applied to the surface of the
次に、図8(b)に示すように、赤(R)の顔料が分散されたポジ型のRカラーレジスト613Rを、Gフィルタ603Gを覆うように第1の平坦化膜604上の全面に塗布し、Rフィルタ603Rを形成すべき位置に遮光部が形成されたマスクを用いて、例えば波長365nmの紫外線を照射する。この時、第2実施例と同様にGフィルタ603Gで囲まれる領域の幅は6.8μmであり、本実施例でも、6.8μm角の領域の(底部側の)エッジから、0.2μm離れた位置にエッジがくる7.2μm角の遮光部が形成されたマスクを用いる。また、本実施例では、Rフィルタ603Rを形成する、Gフィルタ603Gで囲まれる領域内において、照度分布を持つように紫外線を照射する。すなわち、露光する各領域のエッジにおける露光コントラストを下げて露光を行う。
Next, as shown in FIG. 8B, a positive type R color resist 613R in which a red (R) pigment is dispersed is applied to the entire surface of the
現像後、紫外線の照射エネルギーが小さい場合は、形成されるRフィルタ603Rが、図8(c)に示すようにGフィルタ603Gに一部乗り上げるような形で形成され、オーバー露光によって、図8(d)に示すように、Rフィルタ603RのエッジがGフィルタ603Gのエッジに近付いていくのは前の実施例と同様である。Gフィルタ603Gのエッジ付近のところで、照射エネルギーの増大に対して、形成されるRフィルタ603Rのエッジ位置の変化率が低下するのも同様である。したがって、これを利用して、照射エネルギーの最適化を図り、図8(e)に示すように、Gフィルタ603GとRフィルタ603Rの境界に乗り上げも隙間もほとんど生じないようにすることができる。
After development, when the irradiation energy of ultraviolet rays is small, the formed
本実施例では、Rフィルタ603Rについても、エッジがテーパー状に形成されるため、Gフィルタ603GとRフィルタ603Rの境界に乗り上げや隙間が生じるのをさらに効果的に低減することができる。その結果、露光領域内で2次元的に連続して変化するような撮像画像の乱れ、および、分割露光法を用いる場合の、露光領域の境界部分に生じる撮像画像のムラの発生を抑制し、撮像画像の画質を改善することができる。
In the present embodiment, since the edge of the
(第4実施例)
図9は本発明の第4実施例の固体撮像素子の構成を示す、カラーフィルタの平面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a plan view of a color filter showing the configuration of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention.
各色のフィルタの角部は、辺の部分とは違い、露光の際のコントラストが小さくなるため、製造プロセスのばらつきに起因してパターンの形状が変化しやすい。本実施例では、図9(a)〜(c)に示すように、露光コントラストが小さくなる各色のフィルタの角部を、各角部に接する各色のフィルタのうち、いずれか1つで埋めることで隙間を無くす構成である。なお、図9(a)は、角部にGフィルタが形成された例、図9(b)は、角部にBフィルタが形成された例、図9(c)は、角部にRフィルタが形成された例を示している。 Unlike the side portions, the corner portions of the filters of the respective colors have low contrast during exposure, and the pattern shape is likely to change due to variations in the manufacturing process. In the present embodiment, as shown in FIGS. 9A to 9C, the corners of the filters of each color that reduce the exposure contrast are filled with any one of the filters of each color in contact with each corner. In this configuration, the gap is eliminated. 9A shows an example in which a G filter is formed at the corner, FIG. 9B shows an example in which a B filter is formed at the corner, and FIG. 9C shows an R filter at the corner. An example in which is formed is shown.
本実施例のカラーフィルタの作製においては、角部を埋める色のフィルタパターンを形成するのに用いるレジストとしては、ポジ型のものを用いることができる。そして、上記のような構成のカラーフィルタは、角部を埋める色のフィルタを形成する際、露光時に用いるマスクに、角部に相当する部分を埋める微少な遮光パターンを設けることによって形成できる。 In the production of the color filter of this embodiment, a positive type resist can be used as a resist used to form a filter pattern of a color that fills corners. The color filter having the above-described configuration can be formed by providing a fine light-shielding pattern that fills a portion corresponding to a corner portion in a mask used for exposure when forming a color filter that fills the corner portion.
このように、各色のフィルタの各角部を、いずれか1色のフィルタで埋めることで、角部において、製造プロセスのばらつきに起因してパターン形状がばらつくのを低減することができる。それによって、この角部におけるパターン形状のばらつきのために、撮像画像にシェーディング成分や混色成分が生じるなどするのを抑制することができ、特に、露光領域内で2次元的に連続して変化するような撮像画像の乱れ、および、分割露光法を用いる場合の、露光領域の境界部分に生じる撮像画像のムラの発生を抑制し、撮像画像の画質を改善することができる。 In this way, by filling each corner of each color filter with one of the filters, it is possible to reduce variations in the pattern shape due to variations in the manufacturing process at the corner. As a result, it is possible to suppress the occurrence of shading components and color mixing components in the captured image due to variations in the pattern shape at the corners, and in particular, it continuously changes two-dimensionally within the exposure region. Such disturbance of the captured image and occurrence of unevenness in the captured image occurring at the boundary portion of the exposure region when the divided exposure method is used can be suppressed, and the image quality of the captured image can be improved.
なお、本実施例は、第1〜3実施例の製造方法と組み合わせて実施することができ、それによって、カラーフィルタにおける各色の境界の辺部分においても、角部分においてもパターン形状などの構造のばらつきを抑え、撮像画像の画質を効果的に抑制することができる。 In addition, this embodiment can be implemented in combination with the manufacturing method of the first to third embodiments, so that the structure of the pattern shape or the like can be obtained in the side portion or the corner portion of each color boundary in the color filter. Variations can be suppressed and the image quality of the captured image can be effectively suppressed.
(デジタルカメラへの応用例)
図10は、本発明による固体撮像素子を固体撮像装置1004として利用した一例のカメラの回路ブロックの例を示したものである。撮影レンズ1002の手前にはシャッター1001があり、露出を制御する。絞り1003により必要に応じ光量を制御し、固体撮像装置1004に結像させる。固体撮像装置1004から出力された信号は信号処理回路1005で処理され、A/D変換器1006によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。出力されるディジタル信号はさらに信号処理部1007で演算処理されて、撮像画像データが生成される。処理されたディジタル信号はメモリ部1010に蓄えられたり、外部I/F1013を通して外部の機器に送られたりする。また、記録媒体1012に画像を記録することもでき、そのために、出力ディジタル信号は全体制御・演算部で制御される記録媒体制御I/F部1011を通して、記録される。固体撮像装置1004、撮像信号処理回路1005、A/D変換器1006、信号処理部1007はタイミング発生部1008により制御される他、システム全体は全体制御・演算部1009で制御される。
(Application examples for digital cameras)
FIG. 10 shows an example of a circuit block of an example camera using the solid-state imaging device according to the present invention as the solid-
103 カラーフィルタ
103G Gフィルタ(第1の色のフィルタ)
103R Rフィルタ(第2の色のフィルタ)
113R Rカラーレジスト(第2の色のカラーレジスト)
103
103R R filter (second color filter)
113R R color resist (second color resist)
Claims (11)
第1の色のカラーレジストを、所定の膜上に塗布し、露光光を照射し現像して所定の平面パターンの第1の色の前記フィルタを形成する工程と、
前記第1の色のフィルタに隣接して形成される第2の色の前記フィルタとなるポジ型の第2の色のカラーレジストを、前記第2の色のフィルタを形成する領域を含む領域に、前記第1の色のフィルタを覆って塗布し、露光光を照射し現像して前記第2の色のフィルタを形成する工程とを有し、
前記第2の色のカラーレジストへの露光を、前記第2の色のフィルタを形成する各領域の、前記第1の色のフィルタとの境界で、前記第1の色のフィルタのエッジより、前記第1の色のフィルタが形成された領域内に入り込んだ位置にエッジが位置する遮光部を有するマスクを用いて行う、
固体撮像素子の製造方法。 A method of manufacturing a solid-state imaging device having a color filter in which a plurality of color filters are arranged in a predetermined plane pattern so that the filters of different colors are adjacent to each other,
Applying a color resist of a first color on a predetermined film, irradiating with exposure light and developing to form the filter of the first color of a predetermined plane pattern;
A positive-type second color resist that is the second color filter formed adjacent to the first color filter is applied to a region including a region for forming the second color filter. Coating the first color filter, irradiating with exposure light and developing to form the second color filter,
The exposure to the color resist of the second color is performed from the edge of the filter of the first color at the boundary with the filter of the first color in each region forming the filter of the second color. Using a mask having a light shielding portion where an edge is located at a position where the filter of the first color is formed,
Manufacturing method of solid-state image sensor.
各色の前記フィルタのエッジが、互いに隣接する互いに異なる色の前記フィルタのエッジ部同士が厚み方向に互いに重なって組み合わされて所定の厚みになるように、厚み方向に所定のパターンを有している固体撮像素子。 The multi-color filter is a solid-state imaging device having a color filter configured to be arranged in a predetermined plane pattern so that the filters of different colors are adjacent to each other,
The edge of the filter of each color has a predetermined pattern in the thickness direction so that the edge portions of the filters of different colors adjacent to each other overlap each other in the thickness direction to have a predetermined thickness. Solid-state image sensor.
前記フィルタの各格子状パターンの角部が、当該角部に接する色の前記フィルタのうちのいずれか1つによって埋められている固体撮像素子。 A multi-color filter is a solid-state imaging device having a color filter configured so that the filters of different colors are arranged adjacent to each other in a lattice pattern,
The solid-state image sensor in which the corner | angular part of each grid | lattice-like pattern of the said filter is filled with any one of the said filter of the color which touches the said corner | angular part.
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