CN101588506A - 固体摄像装置及其制造方法以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高彩色滤光片的加工精度、抑制混色等的固体摄像装置及其制造方法以及电子设备。该固体摄像装置具有:排列了具有光电转换元件的多个像素的摄像区域以及彩色滤光片,该彩色滤光片包括:第一颜色滤光片成分(2G)、周围被第一颜色滤光片成分(2G)包围并通过自对准而形成的第二颜色滤光片成分(2R)及周围被第一颜色滤光片成分(2G)包围并通过自对准而形成的第三颜色滤光片成分(2B)。
Description
技术区域
本发明涉及固体摄像装置及其制造方法以及具有该固体摄像装置的电子设备。
背景技术
固体摄像装置大体分为两种。一种是以CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor:互补型金属氧化物半导体)图像传感器为代表的放大型固体摄像装置;另一种是以CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)图像传感器为代表的电荷传送型固体摄像装置。
CMOS固体摄像装置的结构具有摄像区域以及配置在摄像区域周边的周边电路,其中,摄像区域为由成为光电转换元件的光电二极管(PD)和多个像素晶体管(MOS晶体管)构成的多个像素排列成二维。CCD固体摄像装置具有由排列成二维的多个成为光电转换元件的光电二极管(PD)及与各光电二极管列对应地配置的CCD结构的垂直传送寄存器构成的摄像区域。CCD固体摄像装置的结构还具有沿着水平方向传送来自摄像区域的信号电荷的CCD结构的水平传送寄存器、输出部及构成信号处理电路的周边电路等。
例如,在以数码相机为代表的这些固体摄像装置中,通常采用原色系(绿色(G)/红色(R)/蓝色(B))彩色滤光片。在这些彩色滤光片材料中,采用内添加颜料、染料的色素内添加型光致抗蚀剂。作为以前的提高彩色滤光片的加工精度的技术,例举专利文件1、专利文件2等。
在专利文件1中记载的彩色滤光片的形成方法为,在基板上形成第一颜色的彩色滤光片材料膜,并经由形成在该第一颜色的彩色滤光片材料膜上的抗蚀剂掩模进行干式蚀刻,从而形成第一颜色的彩色滤光片层。反复进行同样的工序,形成第二颜色的彩色滤光片层及第三颜色的彩色滤光片层。
在专利文件2中记载的彩色滤光片的形成方法为,在基板上形成正型光致抗蚀剂膜,将该正型光致抗蚀剂膜的与第一颜色对应的部分进行曝光、显影而形成沟槽,在沟槽中注入并固化第一颜色的颜料分散液;接着,将正型光致抗蚀剂膜的与第二颜色对应的部分进行曝光、显影而形成沟槽,在该沟槽中注入并固化第二颜色的颜料分散液;进一步,同样将正型光致抗蚀剂膜的与第三颜色对应的部分曝光、显影而形成沟槽,在该沟槽中注入并固化第三颜色的颜料分散液。由此形成彩色滤光片。
专利文件1:日本特开2007-208051号公报
专利文件2:日本特开平5-199114号公报
然而,近年来,随着固体摄像装置的像素的细微化,在采用利用上述的通常的色素添加型光致抗蚀剂的彩色滤光片材料的情况下,该材料的尺寸控制性等加工精度逐渐达到极限。虽然按照每种颜色例如红色、绿色、蓝色的顺序对该材料进行图案化,但是,除上述的加工精度外,因曝光时各颜色的重叠偏差而产生的混色等也成为深刻的问题。而且,随着固体摄像装置的像素的小型化,为了维持提高固体摄像装置的感光度特性,也需要彩色滤光片的薄膜化,关于这些课题需要突破技术。
在此,所谓突破技术,是指通过光致抗蚀剂基本组成及组成物的开发、导入吸光率高的新的色素等,提高有助于光刻功能的组成比例的技术。另外,所谓突破技术是指利用除这些光刻以外的方法、光刻法与例如干式蚀刻法的组合、由这些组合而得到的图案形成技术等。
另外,作为提高彩色滤光片的加工精度的技术,已知专利文件1和2。但是,在前者的专利文件1中,通过感光性光致抗蚀剂掩模对第一颜色的彩色滤光片进行干式蚀刻加工,彩色滤光片的三种颜色彼此之间不能通过自对准而形成。因此,不能期待提高重叠精度。
在后者的专利文件2中,形成正型光致抗蚀剂膜,进行图案化后注入并固化第一颜色的颜料分散材料,从而形成第一颜色彩色滤光片。此时,为了防止正型光致抗蚀剂与第一颜色的彩色滤光片的混合,需要利用热或紫外线照射固化正型光致抗蚀剂。但是,此时正型光致抗蚀剂中的感光剂被分解而失去感光性,不可能形成彩色滤光片的图案,因此不现实。
发明内容
本发明鉴于上述问题点,提供一种能够提高彩色滤光片的加工精度、抑制混色等的固体摄像装置及其制造方法。
另外,本发明提供设置有所述固体摄像装置的电子设备。
本发明的固体摄像装置具有:排列了具有光电转换元件的多个像素的摄像区域以及彩色滤光片,该彩色滤光片包括:由第一颜色滤光片成分、周围被所述第一颜色滤光片成分包围并通过自对准而形成的第二颜色滤光片成分及周围被所述第一颜色滤光片成分包围并通过自对准而形成的第三颜色滤光片成分。
在本发明的固体摄像装置中,由于彩色滤光片的第一颜色、第二颜色及第三颜色的滤光片成分通过自对准而形成,因此,提高彩色滤光片的加工精度。由于在各颜色之间不存在滤光片成分的重叠偏差,因此能够抑制混色。第一颜色滤光片成分以包围第二颜色滤光片成分及第三颜色滤光片成分的方式形成。因此,由于所有的第一颜色滤光片成分连续成一体,因此,对于基板的粘接强度增强,从而成为难以剥离的彩色滤光片。
本发明的固体摄像装置的制造方法具有以下工序:在形成于基板上的硬质掩模的开口部内形成第一颜色滤光片成分、第二颜色滤光片成分、第三颜色滤光片成分中的任一个的工序,以及在除去硬质掩模而形成的开口部形成剩下的彩色滤光片成分的工序。由此,本发明形成由第一颜色滤光片成分分别包围第二颜色滤光片成分及第三颜色滤光片成分的周围的彩色滤光片。
在本发明的固体摄像装置的制造方法中,利用硬质掩模并通过自对准而形成第一颜色、第二颜色及第三颜色的滤光片成分。因此,能够形成尺寸精度提高、加工精度良好的彩色滤光片。另外,由于第一颜色、第二颜色及第三颜色的滤光片成分不发生重叠偏差,因此能够制造抑制混色的固体摄像装置。
本发明的固体摄像装置的制造方法在基板上形成第一颜色滤光片成分的工序,该第一颜色滤光片成分形成有开口部且在至少表面上设置有具有停止层功能的无机膜。接着,在开口部选择性地形成被第一颜色滤光片成分分别包围周围的第二颜色滤光片成分及第三颜色滤光片成分。接着,具有将第二颜色滤光片成分和第三颜色滤光片成分平滑至无机膜的工序。
在本发明的固体摄像装置的制造方法中,将第二颜色及第三颜色的滤光片成分相对第一颜色滤光片成分自对准而形成。因此,能够形成尺寸精度提高、加工精度良好的彩色滤光片。另外,由于第一颜色、第二颜色及第三颜色的滤光片成分不发生重叠偏差,因此能够制造抑制混色的固体摄像装置。
本发明的电子设备包括固体摄像装置、向固体摄像装置的光电转换元件引导入射光的光学系统以及处理固体摄像装置的输出信号的信号处理电路。固体摄像装置具有排列了具有光电转换元件的多个像素的摄像区域。固体摄像装置进一步具有由第一颜色滤光片成分、周围被所述第一颜色滤光片成分包围的第二颜色滤光片成分及周围被所述第一颜色滤光片成分包围的第三颜色滤光片成分构成的彩色滤光片。
在本发明的电子设备中,由于固体摄像装置包括高精度的彩色滤光片,因此抑制混色。
根据本发明的固体摄像装置,能够提高彩色滤光片的加工精度、抑制混色等。
根据本发明的固体摄像装置的制造方法,能够制造提高彩色滤光片的加工精度、抑制混色的固体摄像装置。
根据本发明的电子设备,由于包括能够提高彩色滤光片的加工精度、抑制混色等的固体摄像装置,因此能够提供高画质、高性能的电子设备。
附图说明
图1是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第一实施方式的结构图;
图2A~图2F是表示第一实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之一);
图3A~图3E是表示第一实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之二);
图4A~图4E是表示第一实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之三);
图5是在图2F中形成的滤光片成分图案的平面图;
图6是在图3E中形成的滤光片成分图案的平面图;
图7是在图4E中形成的滤光片成分图案的平面图;
图8是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第二实施方式的结构图;
图9是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第三实施方式的结构图;
图10A~图10E是表示第三实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之一);
图11A~图11E是表示第三实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之二);
图12A~图12C是表示第三实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之三);
图13是在图10D中形成的滤光片成分图案的平面图;
图14是在图11C中形成的滤光片成分图案的平面图;
图15是在图12C中形成的滤光片成分图案的平面图;
图16是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第四实施方式的结构图;
图17A~图17D是表示第四实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之一);
图18A~图18F是表示第四实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之二);
图19是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第五实施方式的结构图;
图20A~图20E是表示第五实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之一);
图21A~图21D是表示第五实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之二);
图22A~图22D是表示第五实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之三);
图23是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第六实施方式的结构图;
图24A~图24E是表示第六实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之一);
图25A~图25D是表示第六实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之二);
图26A~图26F是表示第六实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之三);
图27是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第七实施方式的结构图;
图28A~图28E是表示第七实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之一);
图29A~图29C是表示第七实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之二);
图30A~图30C是表示第七实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图(之三);
图31是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第八实施方式的结构图;
图32A~图32G是表示第八实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图;
图33是表示本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第九实施方式的结构图;
图34A~图34G是表示第九实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图;
图35A~图35G是表示第十实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图;
图36A~图36G是表示第十一实施方式的彩色滤光片的形成方法的制造工序图;
图37是本发明的第十二实施方式的固体摄像装置的结构图;
图38是本发明的问题点的说明图;
图39是本发明的第十四实施方式的彩色滤光片的结构图;
图40是在照相机上适用本发明的第十五实施方式的电子设备时的概要结构图;
图41是在本发明的彩色滤光片上形成无机膜时的改善了绿色滤光片的耐光性的分光特性图;
图42是在本发明的彩色滤光片上形成无机膜时的改善了红色滤光片的耐光性的分光特性图;
图43是在本发明的彩色滤光片上形成无机膜时的改善了蓝色滤光片的耐光性的分光特性图。
附图标记说明
1,21,23,26,28,31,37,47,54,68彩色滤光片;2R红色滤光片成分;2G绿色滤光片成分;2B蓝色滤光片成分;6硬质掩模;7,14,17抗蚀剂掩模;11R红色滤光片成分材料;11G绿色滤光片成分材料;11B蓝色滤光片成分材料;71照相机。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
本发明实施方式的固体摄像装置及其制造方法,在彩色滤光片的结构及其制造方法上具有特征。本实施方式的彩色滤光片的结构及其制造方法,能够适用于CMOS固体摄像装置、CCD固体摄像装置中的任一个,但是并不局限于此。
说明适用于本实施方式的CMOS固体摄像装置的大致结构。对于该CMOS固体摄像装置虽未进行图示,但是其结构具有在半导体基板例如硅基板上规则地、二维地排列多个含有光电转换元件的像素的摄像区域以及周边电路部。像素的结构具有成为光电转换元件的例如光电二极管及多个像素晶体管(所谓MOS晶体管)。多个像素晶体管能够例如由传送晶体管、重置晶体管、放大晶体管及选择晶体管等四个晶体管构成;还可以省略例如选择晶体管而由三个晶体管构成。周边电路部的结构具有垂直驱动电路、列信号处理电路(力ラム信号処理回路)、水平驱动电路、输出电路及控制电路等。
控制电路根据垂直同步信号、水平同步信号及主时钟,产生成为垂直驱动电路、列信号处理电路及水平驱动电路等的动作基准的时钟信号、控制信号。这些信号被输入到垂直驱动电路、列信号处理电路及水平驱动电路等。
垂直驱动电路例如由移位寄存器构成。垂直驱动电路以行为单位依次沿着垂直方向选择扫描摄像区域中的各像素,并通过垂直信号线将基于信号电荷的像素信号向列信号处理电路供给,该信号电荷根据各像素的光电转换元件(光电二极管)的受光量而生成。
列信号处理电路配置在像素的例如每个列上,利用来自黑基准像素(形成在有效像素区域的周围)的信号,按照每像素列对由一行像素输出的信号进行去除噪声、放大信号等的信号处理。水平选择开光在与水平信号线之间被连接设置在列信号处理电路的输出段。
水平驱动电路例如由移位寄存器构成,通过依次输出水平扫描脉冲,依次选择每一个列信号处理电路,由每一个列信号处理电路向水平信号线输出像素信号。
输出电路对从每一个列信号处理电路通过水平信号线依次被供给的信号进行信号处理并输出。
在形成有像素的基板的上方,经由层间绝缘膜形成多层布线层,在多层布线层上经由平坦化膜形成片上彩色滤光片,进而在彩色滤光片上形成片上微透镜。在除摄像区域的像素部以外的区域,更详细地讲,在除周边电路部与摄像区域的光电二极管(所谓受光部)以外的其他区域上形成遮光膜。该遮光膜能够例如由多层布线层的最上层的布线层形成。
接着,说明适用于本实施方式的CCD固体摄像装置的大致结构。对于CCD固体摄像装置虽未进行图示,但是,其结构具有在半导体基板例如硅基板上形成的多个光电转换元件、与各光电转换元件列对应的CCD结构的垂直传送寄存器、水平传送寄存器、输出部及构成信号处理电路的周边电路部。光电转换元件例如由光电二极管形成,并且规则地、二维地排列。垂直传送寄存器构成为,经由栅极绝缘膜在由扩散层形成的传送沟道区域上形成传送电极。单位像素由各光电二极管以及与各光电二极管对应的一部分垂直传送寄存器构成。摄像区域由光电二极管与垂直传送寄存器构成。水平传送寄存器构成为,经由栅极绝缘膜在配置于垂直传送寄存器的端部且同样由扩散层形成的传送沟道区域上形成传送电极。输出部与水平传送寄存器的最终段连接。在除摄像区域的像素部以外的区域,更详细地讲,在周边电路部、除摄像区域的光电二极管以外的区域部、水平传送寄存器及输出部上形成遮光膜。遮光膜以覆盖传送电极的方式形成。进而,在上方经由平坦化膜形成片上彩色滤光片,并在其片上形成片上微透镜。
在CCD固体摄像装置中,将由光电二极管进行光电转换而生成的信号电荷在垂直传送寄存器中被读出,并沿着垂直方向传送,将每一条线的信号电荷传送到水平传送寄存器。在水平传送寄存器中,沿着水平方向传送信号电荷,并经由输出部变换为像素信号后输出。输出的像素信号通过周边电路部的信号处理电路,作为像素信号被取出。另外,上例的CCD固体摄像装置是内线传送(IT)方式的固体摄像装置。上例的CCD固体摄像装置也适用于其他的帧内线传送(FIT)方式的固体摄像装置,该帧内线传送的固体摄像装置在摄像区域和水平传送寄存器之间进一步包括仅由垂直传送寄存器形成的储存区域。
本实施方式的固体摄像装置及其制造方法,特别是其彩色滤光片及其形成方法适用于上述的CMOS固体摄像装置、CCD固体摄像装置中的任一个。以下各实施方式说明的彩色滤光片的结构,具有第一颜色、第二颜色及第三颜色的滤光片成分。在以下的各实施方式中,将第一颜色滤光片成分、第二颜色滤光片成分及第三颜色滤光片分别设为绿色滤光片成分、红色滤光片成分及蓝色滤光片成分,但是并不局限于此,可以设为任意的彩色滤光片成分。
<第一实施方式>
[摄像装置,特别是其彩色滤光片的结构举例]
图1表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第一实施方式。第一实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图1所示的彩色滤光片而构成。该彩色滤光片1是红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G、蓝色滤光片成分2B进行拜耳(Bayer)排列形成的。即,彩色滤光片1具有绿色滤光片成分2G排列成方格花纹(巿松状),且红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B按线顺序排列的图案。
在该彩色滤光片1中,各红色滤光片成分2R和蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。即,绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R和蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形状。其中,绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,按照各个单位滤光片成分来看,红色滤光片成分2R和蓝色滤光片成分2B形成为它们的面积分别比绿色滤光片成分2G的面积小,并且分别被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
进而,从后述的制造方法可知,红色滤光片成分2R和蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片2G自对准而形成。作为形成各滤光片成分2R,2G,2B的材料,采用材料固体中不含有感光成分的材料。作为滤光片成分材料能够由光固化型材料构成,该光固化型材料由颜料分散液、黏合剂树脂(バインダ一樹脂)、单体、光聚合引发剂及溶剂形成。或者,作为滤光片材料能够由热固化型材料构成,该热固化型材料由颜料分散液、黏合剂树脂、热固化剂及溶剂形成。
作为黏合剂树脂,能够采用例如丙烯类树脂、酚醛类树脂、苯乙烯类树脂,或者这些树脂的共聚类树脂。作为热固化剂,能够采用例如密胺类固化剂、尿素类固化剂、环氧类固化剂等。作为溶剂,能够采用例如乳酸乙醇及二甲基甲酰胺。
根据第一实施方式的固体摄像装置,红色滤光片成分2R和蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。因此,各红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B不会产生重叠偏差,因此相互不重叠而高精度地形成。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。另外,由于各滤光片成分2R,2G,2B为由上述的光固化型材料或热固化型材料涂布而形成,因此不发生以前的采用通常的光刻技术时因曝光不足而产生的剥离强度变差的情况,不会被剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。
由于各颜色滤光片2R,2G,2B相互之间不会重叠,因此抑制混色。进而,作为滤光片材料,采用含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。在采用不含有感光成分的材料的情况下,能够减薄滤光片膜厚,相应地能够提高感光度特性。
[固体摄像装置的制造方法,特别是彩色滤光片的形成方法举例]
接着,利用图2~图7说明第一实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片1的形成方法的实施方式。图2~图4的剖面对应于图1的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图2所示,形成第一颜色的滤光片成分。在本例中形成绿色滤光片成分2G。
即,如图2A所示,在基板5的整个面上形成所需厚度即对应于各颜色的滤光片成分厚度的厚度t的硬质掩模6。图示为摄像区域。为了在基板5上形成彩色滤光片,平坦化膜形成在最外表面。作为硬质掩模6,采用例如多晶硅膜、非晶硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜等。
接着,如图2B(相当于图1的a-a′线上的剖面)所示,在硬质掩模6上形成抗蚀剂掩模7,该抗蚀剂掩模7在对应于应形成绿色滤光片成分的部分具有开口部8。抗蚀剂掩模7是硬质掩模6的干式蚀刻用掩模。抗蚀剂掩模7利用光刻法形成,所谓光刻法是指形成光致抗蚀剂膜并经由所需图案的光学掩模进行曝光、显影的方法。
接着,如图2C所示,利用例如反应性离子蚀刻(RIE)等各向异性干式蚀刻,选择性地除去面临抗蚀剂掩模7的开口部8的硬质掩模6。通过该选择蚀刻,在硬质掩模6的应形成第一颜色滤光片成分的区域上形成开口部9,在本例中开口部9形成于应形成绿色滤光片成分的区域上。
接着,如图2D所示,通过灰化处理与湿式洗净等除去已不需要的抗蚀剂掩模7。
接着,如图2E所示,在硬质掩模6的整个面上涂布绿色滤光片成分材料11G。涂布例如由旋涂来进行。绿色滤光片成分材料11G是材料固体中不含有感光成分的材料,在本例中采用所述的热固化型材料。在涂布绿色滤光片成分材料11G之后,在150~220℃左右的热板上进行1~10分钟左右的热处理,从而热固化绿色彩色滤光片成分材料11G。
接着,如图2F所示,对绿色滤光片成分材料11G进行全面蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到露出硬质掩模6的表面,从而除去绿色滤光片材料11G的上面。由此形成绿色滤光片成分2G。图5是表示图2F中形成的绿色滤光片2G图案的平面图。由图5可知,绿色滤光片成分2G形成为虽然单位成分呈四边形并作为整体排列成方格花纹,但是邻接的绿色滤光片成分2G的四角部12接触而连续成一体。剩下的硬质掩模6处于周围被绿色滤光片成分2G包围的状态。这是为了在形成后述的作为第二颜色、第三颜色的滤光片成分的红色、蓝色的各颜色滤光片成分时,按照各颜色单独对硬质掩模6进行蚀刻。
接着,如图3所示形成第二颜色的滤光片成分。在图3中将红色滤光片成分作为第二颜色,但是也可将蓝色滤光片成分作为第二颜色。
即,如图3A所示,从图2F及图5的状态,在具有绿色滤光片成分2G与硬质掩模6的表面上形成抗蚀剂掩模14,该抗蚀剂掩模14在对应于应形成红色滤光片成分的区域的硬质掩模6上具有开口部13。对应于绿色滤光片成分2G及应形成兰色滤光片成分的区域的硬质掩模6被抗蚀剂掩模14覆盖。抗蚀剂掩模14与前述一样采用光刻法来形成。在此,抗蚀剂掩模14形成为其开口部13的边部位于比硬质掩模6更靠内侧的图案。即,开口部13形成为其宽度w1小于硬质掩模6的宽度w2(w1<w2)。之所以将该开口部13形成在比硬质掩模6更靠内侧,是因为从下一步进行的干式蚀刻保护绿色滤光片成分2G。
接着,如图3B所示,经由抗蚀剂掩模14,通过各向同性干式蚀刻除去在开口部13露出的硬质掩模6。此时采用的蚀刻装置是化学干式蚀刻(CDE,Chemical Dry Etch)装置。通过采用该蚀刻装置,即使在形成于比硬质掩模6更靠内侧的抗蚀剂掩模14的下侧,蚀刻气体也容易旋转进入,从而对全部的硬质掩模6进行蚀刻并除去。作为蚀刻气体,能够采用CF4+O2气体或者CF4+O2+N2等。开口部15通过除去硬质掩模6而形成。
接着,如图3C所示,利用有机溶剂除去已不需要的抗蚀剂掩模14。在该抗蚀剂掩模14的除去工序中,需要考虑对于绿色滤光片成分2G的损坏。在硬质掩模6的干式蚀刻中,在抗蚀剂掩模14的表面上容易形成固化层(变质层)。因此,此时,如果因该固化层等的影响用有机溶剂难以除去,则可以在利用含有氟碳类气体与氧气的气体除去固化层后,利用有机溶剂除去抗蚀剂掩模14。
作为有机溶剂,可以举出例如:N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、环戊酮、环己酮、异佛尔酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基咪唑啉酮、四甲基脲、二甲亚砜、一缩二乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二乙醚、一缩二乙二醇二丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、一缩二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸丁酯、1,3-丁二醇乙酸甲酯(メチル-1,3-ブチレングリコ一ルアセテ一ト)、1,3-丁二醇-3-单甲醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等的单一溶剂或两种以上的混合溶剂等。
接着,如图3D所示,在包括绿色滤光片成分2G、硬质掩模6及开口部15的整个面上涂布红色滤光片成分材料11R。涂布例如由旋涂来进行。红色滤光片成分材料11R是材料固体中不含有感光成分的材料,在本例中采用前述的热固化型材料。在涂布红色滤光片成分材料11R之后,在150~220℃左右的热板上进行1~10分钟左右的热处理,从而热固化红色彩色滤光片成分材料11R。
接着,如图3E所示,对红色滤光片成分材料11R进行全面蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到露出硬质掩模6及绿色滤光片成分2G的表面,从而除去红色滤光片材料11R的上面。由此形成红色滤光片成分2R。图6表示图3E中形成的红色滤光片2R与先形成的绿色滤光片成分2G的图案的平面图。由图6可知,红色滤光片成分2R形成为单位成分呈四边形并且周围被绿色滤光片成分2G包围。
在应形成蓝色滤光片成分的区域残留硬质掩模6。
接着,如图4所示,形成第三颜色的滤光片成分。在图4中,将蓝色滤光片成分2B作为第三颜色,但是,也可以将红色滤光片成分2R作为第三颜色。
即,如图4A所示,从图3E及图6的状态,在具有绿光滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及硬质掩模6的表面上,形成在残留的硬质掩模6上具有开口部16的抗蚀剂掩模17。绿色滤光片成分2G上及红色滤光片成分2B被抗蚀剂掩模17覆盖。抗蚀剂掩模17与前述同样采用光刻法来形成。另外,抗蚀剂掩模17形成为其开口部16的边部位于硬质掩模6的内侧的图案。即,与前述的图3A一样,开口部16形成为其宽度w1比硬质掩模6的宽度w2小(w1<w2)。之所以将该开口部16形成在比硬质掩模6更靠内侧,是因为从下一步进行的干式蚀刻开始保护绿色滤光片成分2G及红色滤光片成分2R。
接着,如图4B所示,经由抗蚀剂掩模17利用各向同性干式蚀刻除去在开口部16露出的硬质掩模6。此时采用的蚀刻装置与前述一样采用CDE装置。除去全部硬质掩模6后形成被绿色滤光片成分2G包围的开口部18。
接着,如图4C所示,利用有机溶剂除去已不需要的抗蚀剂掩模17。作为有机溶剂,能够采用前述的有机溶剂。此时,如果因固化层等的影响用有机溶剂难以除去抗蚀剂掩模17,则可以在利用含有氟碳类气体与氧气的气体除去固化层后,利用有机溶剂除去抗蚀剂掩模17。
接着,如图4D所示,在包括绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及开口部18的整个面上涂布蓝色滤光片成分材料11B。涂布例如由旋涂来进行。蓝色滤光片成分材料11B是材料固体中不含有感光成分的材料,在本例中采用前述的热固化型材料。在涂布完蓝色滤光片成分材料11B之后,在150~220℃左右的热板上进行1~10分钟左右的热处理,从而热固化蓝色彩色滤光片成分材料11B。
接着,如图4E所示,对蓝色滤光片成分材料11B进行全面蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到露出绿色滤光片成分2G及红色滤光片成分2R的表面,从而除去蓝色滤光片材料11B的上面。由此形成蓝色滤光片成分2B。
由此,得到具有绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的原色系拜耳排列的彩色滤光片1。图7是表示图4E中形成的绿色、红色及蓝色的各颜色滤光片成分2G,2R,2B的图案的平面图。由图7可知,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且周围被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
在上例中,虽然作为各颜色滤光片成分材料11G,11R,11B采用热固化材料,但是能够采用前述的光固化材料。此时,在旋涂光固化材料之后,光照射紫外线等进行固化。另外,除光照射处理之外,也可以进行热处理。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片1的形成方法,以硬质掩模6为基准,通过自对准形成绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。由此,能够提高彩色滤光片的尺寸精度、重叠精度,并且抑制固体摄像装置中的混色等。
另外,以前采用的颜料分散型光致抗蚀剂由于在组分中含有颜料色素,因此,其解像度特性不如用于半导体用途等的加工、作为离子注入用途的通常的光致抗蚀剂。与之相对,根据本实施方式,在硬质掩模的图案化上能够采用高解像度抗蚀剂,有利于精度方面。另外,在利用停止层对含有颜料色素的抗蚀剂进行对准时,由于色素吸收对准光,因此有不利于对准精度。但是,根据本实施方式,能够消除这些影响。
即,以前的彩色滤光片材料采用含有颜料色素的抗蚀剂,通过i线等紫外线并利用停止层进行曝光、显影而形成图案。关于曝光装置的对准性能,认为采用KrF、ArF等的受激准分子激光器的停止层为更好。但是,受激准分子激光器光因彩色滤光片材料中的色素的影响即光吸收而显著降低曝光感光度,不能形成良好的图案。根据本实施方式,由于滤光片材料不需要感光性,因此,只要在硬质掩模上能够形成图案,就能够采用对准精度更高的受激准分子激光器停止层。由此,根据本实施方式的彩色滤光片的形成方法,能够提高加工精度。
在本实施方式中,各颜色滤光片成分材料11G,11R,11B采用不含有感光成分的热固化型形材料或光固化型形材料。因此,与采用以前的光刻进行图案化的感光性材料相比,能够对各颜色滤光片成分2G,2R,2B的膜厚进行薄膜化。由此,能够提高固体摄像装置的感光度特性,抑制辉度阴影。
由于绿色滤光片成分2G形成为四角部相互连接而整体连续成一体,因此与基底的接触面积大。另外,各颜色滤光片成分2G,2R,2B由于采用热固化材料或光固化材料形成,因此,与采用以前的颜料分散型光致抗蚀剂的情况相比难以剥离。因此,根据本实施方式,能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
由于硬质掩模6被图案化而形成凹凸(参照图2),因此绿色、红色、蓝色的各滤光片材料的紧贴性增大。另外,各滤光片材料无需通过曝光进行图案化,仅通过充分的曝光、热处理进行固化。因此,提高各颜色滤光片2G,2R,2B的紧贴性。
<第二实施方式>
[彩色滤光片的构成举例]
图8表示适用于本发明的固体摄像装置的彩色滤光片的第二实施方式。本实施方式的彩色滤光片21将各颜色滤光片成分2R,2G,2B形成所谓的倾斜排列。本实施方式的彩色滤光片21形成为,以相对水平方向及垂直方向45度倾斜的方式,每隔一列配置绿色滤光片成分2G的列。另外,以与该列正交的方式,即以相对水平方向及垂直方向-45度倾斜的方式,每隔一列配置绿光滤光片成分2G。进而,红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B分别沿着垂直方向且每隔一行交替地形成为配置在被各交叉的绿色滤光片成分2G包围的空间区域。
[彩色滤光片的形成方法]
第二实施方式的彩色滤光片21能够采用如前所述的第一实施方式的彩色滤光片的形成方法来形成。在该彩色滤光片21及其形成方法中,得到与如前所述的第一实施方式相同的效果。
<第三实施方式>
[固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的构成举例]
图9表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第三实施方式。第三实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图9所示的彩色滤光片23而构成。该彩色滤光片23与在第一实施方式中说明过的一样,红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B进行所谓的拜耳排列而构成。
彩色滤光片23与第一实施方式一样,各红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形形状。绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
在本实施方式中,与绿色滤光片成分2G的表面及侧面,进而与各独立的红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B的底面连续的方式,在可见光区域上实质地形成透明的无机膜24。作为无机膜24,采用例如通过低温等离子CVD(Chemical Vapor Deposition:化学蒸镀)成膜法形成的氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiN)膜、碳氧化硅(SiOC)膜、氮氧化硅(SiON)膜等。成膜温度优选为150~250℃左右,膜厚适合在200nm以下程度。
进而,由后述的制造方法可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。形成绿色滤光片成分2G的材料,采用与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。另外,形成红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B的材料采用感光性滤光片材料。
根据第三实施方式的固体摄像装置,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。另外,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B能够精度良好地平滑化,以使它们与绿色滤光片成分2G的膜厚大致一致。因此,各红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B形成为不存在重叠偏差,从而不会相互重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。
由于无机膜24形成在各滤光片成分2R与2G的边界、各滤光片成分2B与2G的边界,因此防止各色素的相互扩散,并且,由于各滤光片成分2R,2G,2B相互之间不会重叠,因此抑制产生混色。进而,作为绿色滤光片成分材料,在采用不合有感光成分的材料的情况下,能够减薄彩色滤光片的膜厚,并且能够提高感光度特性。
无机膜24形成在绿色滤光片成分2G上。当由含有优良分光特性的染料系的色素的滤光片材料形成绿色滤光片成分时,由于无机膜24形成在上面,因此提高绿色滤光片的耐光性。红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B能够由含有颜料系的色素的滤光片材料形成,该含有颜料系的色素的滤光片材料的耐光性优于含有染料的滤光片材料。
[固体摄像装置的制造方法,特别是彩色滤光片的形成方法举例]
下面,利用图10~图15说明第三实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片23的形成方法的实施方式。图10~图12的剖面对应于图9的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图10所示,形成第一颜色滤光片成分。在本例中形成绿色滤光片成分2G。该第一颜色滤光片成分的形成工序与在第一实施方式中说明过的形成工序一样。
即,如图10A所示,在基板5的整个面上形成对应于彩色滤光片厚度的厚度t的硬质掩模6。为了在基板5上形成彩色滤光片,平坦化膜形成在最外表面。作为硬质掩模6,采用例如多晶硅膜、非晶硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜等无机膜。
接着,如图10B所示,在硬质掩模6上形成抗蚀剂掩模7,该抗蚀剂掩模7在对应于应形成的绿色滤光片成分的部分具有开口部8。抗蚀剂掩模7采用光刻法形成。
接着,如图10C所示,利用例如反应性离子蚀刻(RIE)等各向异性干式蚀刻,选择性地除去面临抗蚀剂掩模7的开口部8的硬质掩模6。通过该选择蚀刻,在硬质掩模6上的应形成绿色滤光片成分的区域上形成开口部9。
接着,在通过灰化处理与湿式洗净等除去已不需要的抗蚀剂掩模7后,如图10D所示,在硬质掩模6的整个面上涂布绿色滤光片成分材料11G。涂布例如由旋涂来进行。作为绿色滤光片成分材料11G,在采用材料固体中不含有感光成分的材料的情况下,在本例中采用前述的热固化型材料。在涂布绿色滤光片成分材料11G之后,在150~220℃左右的热板上进行1~10分钟左右的热处理,从而热固化绿色彩色滤光片成分材料11G。另外,在滤光片成分中含有感光成分的情况下,通过紫外线照射进行光固化。
接着,如图10E所示,对绿色滤光片成分材料11G进行全面蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到露出硬质掩模6的表面,从而除去绿色滤光片材料11G的上面。由此形成绿色滤光片成分2G。图13是表示图10E中形成的绿色滤光片2G的图案的平面图。绿色滤光片成分2G形成为虽然单位成分呈四边形并作为整体排列成方格花纹,但是,邻接的绿色滤光片成分2G的四角部12接触而连续成一体。剩下的硬质掩模6处于周围被绿色滤光片成分2G包围的状态。
接着,如图11所示,形成第二颜色滤光片。在图11中将红色滤光片成分作为第二颜色,但是,也可以将蓝色滤光片成分作为第二颜色。
即,如图11A所示,从图10E及图13的状态,在具有绿色滤光片成分2G与硬质掩模6的整个面上形成抗蚀剂掩模14,该抗蚀剂掩模14在对应于硬质掩模6的部分具有开口部13。然后,经由抗蚀剂掩模14,通过各向同性干式蚀刻除去硬质掩模6。开口部13形成为其宽度w1小于硬质掩模6的宽度w2(w1<w2)。之所以将该开口部13形成在比硬质掩模6更靠内侧,是因为从干式蚀刻开始保护绿色滤光片成分2G。
接着,如图11B所示,利用有机溶剂除去已不需要的抗蚀剂掩模14。作为有机溶剂,采用在第一实施方式中说明过的溶剂。图11A~图11B的工序与在第一实施方式中说明过的工序相同。
接着,如图11C所示,在包括绿色滤光片成分2G的上面及侧面、除去硬质掩模6的开口部15的底面的整个面上形成无机膜24。该无机膜24是比滤光片成分的膜厚薄的200nm以下的薄膜,成膜温度优选在150~250℃左右。作为无机膜24,采用例如通过低温等离子成膜法形成的氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiN)膜、氮氧化硅(SiON)膜等。图14是表示图11C中形成的无机膜24及绿色滤光片成分2G的图案的平面图。
接着,如图11D所示,在以埋入开口部15内的方式形成有无机膜24的包括绿色滤光片成分2G及开口部15的整个面上,涂布红色滤光片成分材料11R。涂布例如由旋涂来进行。红色滤光片成分材料11R是感光性滤光片材料。该感光性滤光片材料可以采用负型或正型的任一种,在本例中采用照射光的部分被固化的负型材料。
接着,如图11E所示,经由仅在应形成红色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对红色滤光片成分材料11R进行曝光、显影而形成红色滤光片成分2R。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对于比开口部15的面积稍大的区域进行曝光。因此,红色滤光片成分2R经由无机膜24在绿色滤光片成分2G上一部分重叠而形成。
接着,如图12所示,形成第三颜色滤光片成分的蓝色滤光片成分。在图12中将蓝色滤光片成分作为第三颜色,但是,也可以将红色滤光片成分作为第三颜色。
即,如图12A所示,在以埋入剩下的开口部15内的方式形成有无机膜24的包括绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及剩下的开口部15的整个面上,涂布蓝色滤光片成分材料11B。涂布例如由旋涂来进行。蓝色滤光片成分材料11B是感光性滤光片材料。该感光性滤光片材料可以采用负型或正型的任一种,在本例中采用照射光的部分被固化的负型材料。
接着,如图12B所示,经由仅在应形成蓝色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对蓝色滤光片成分材料11B进行曝光、显影而形成蓝色滤光片成分2B。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对于比开口部15的面积稍大的区域进行曝光。因此,蓝色滤光片成分2B经由无机膜24在绿色滤光片成分2G上一部分重叠而形成。
接着,如图12C所示,利用深蚀刻或者化学机械抛光(CMP)法,对红色滤光片成分材料2R及蓝色滤光片成分材料2B进行平滑化,直到无机膜24的表面露出。
由此,得到具有无机膜24、具有绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的原色系拜耳排列的彩色滤光片23。图15是表示图12C中形成的绿色、红色及蓝色的各颜色滤光片成分2G,2R,2B的图案的平面图。由图15可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且周围被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片23的形成方法,以硬质掩模6为基准,通过自对准形成绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。另外,在形成红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B之前,在整个面上形成无机膜24,在形成红色及蓝色的滤光片成分2R及2B之后,将无机膜24作为停止层对两个滤光片成分2R,2B进行平坦化。由此,能够提高彩色滤光片的尺寸精度、重叠精度,并且抑制固体摄像装置中的混色等。
由于绿色滤光片成分2G形成为四角部相互连接而使整体连续成一体,因此与基底的接触面积大。另外,绿色滤光片成分2G由于采用热固化材料或光固化材料形成,因此与采用以前的颜料分散型光致抗蚀剂的情况相比难以剥离。因此,根据本实施方式,能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
由于硬质掩模6被图案化而形成凹凸(参照图10),因此,绿色滤光片成分2G与第一实施方式一样,其紧贴性被提高。在形成绿色滤光片成分2G之后,红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B被埋入在开口部15中。因此,红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B在其底面、侧面存在紧贴面,并且粘结面积增大,因此提高紧贴性。
上述的第三实施方式的具有停止层功能的无机膜24适用于拜耳排列的彩色滤光片23,但是,也能够适用于其他未图示的具有在前述的第二实施方式中表示的彩色滤光片成分的图案的彩色滤光片。
<第四实施方式>
[固体摄像装置,特别是彩色滤光片的构成举例]
图16表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第四实施方式。第四实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图16所示的彩色滤光片26而构成。该彩色滤光片26与在第一实施方式中说明过的一样,红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B进行所谓的拜耳排列而构成。
彩色滤光片26与第一实施方式一样,各红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形形状。绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
在本实施方式中,与红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的表面及侧面,进而与绿色滤光片成分底面连续的方式,在可见光区域上实质地形成无机膜24。作为无机膜24,与第三实施方式中说明过的一样,采用例如通过低温等离子CVD成膜法形成的氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiN)膜、碳氧化硅(SiOC)膜、氮氧化硅(SiON)膜等。成膜温度优选在150~250℃左右,膜厚适合在200nm以下程度。
进而,由后述的制造方法可知,绿色滤光片成分利用硬质掩模相对红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B自对准而形成。形成绿色滤光片成分2G的材料,采用与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。另外,形成红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B的材料采用感光性滤光片材料。
根据第四实施方式的固体摄像装置,绿色滤光片成分2G利用硬质掩模相对红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B自对准而形成。另外,绿色滤光片成分2G能够精度良好地平滑化,以使其与红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B的膜厚大致一致。因此,各红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B形成为不存在重叠偏差,从而不会相互重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。
由于无机膜24形成在各颜色滤光片成分2R与2G的边界、各颜色滤光片成分2B与2G的边界,因此防止各色素的相互扩散,并且,由于各颜色滤光片成分2R,2G,2B相互之间不会重叠,因此抑制产生混色。进而,作为绿色滤光片成分材料,由于采用不含有感光成分的材料,因此能够减薄彩色滤光片的膜厚,并且能够提高感光度特性。
[固体摄像装置的制造方法,特别是彩色滤光片的形成方法举例]
下面,利用图17~图18说明第四实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片26的形成方法的实施方式。图17~图18的剖面对应于图16的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图17A所示,在基板5的整个面上形成对应于彩色滤光片厚度的厚度t的硬质掩模6。为了在基板5上形成彩色滤光片,平坦化膜形成在最外表面。作为硬质掩模6,与前述一样,采用例如多晶硅膜、非晶硅膜、氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜等无机膜。
接着,如图17B所示,在硬质掩模6上形成抗蚀剂掩模7,该抗蚀剂掩模7在对应于应形成的绿色滤光片成分的部分具有开口部8。抗蚀剂掩模7采用光刻法形成。
接着,如图17C所示,利用例如反应性离子蚀刻(RIE)等各向异性干式蚀刻,选择性地除去面临抗蚀剂掩模7的开口部8的硬质掩模6。通过该选择蚀刻,在硬质掩模6上的应形成绿色滤光片成分的区域上形成开口部9。
接着,如图17D所示,通过灰化处理与湿式洗净等除去已不需要的抗蚀剂掩模7,得到在应形成绿色滤光片成分的部分具有开口部9的硬质掩模6。
接着,如图18A所示,以埋入开口部9内的方式,在硬质掩模6的整个面上涂布第三颜色的例如蓝色滤光片成分材料11B。涂布例如由旋涂来进行。该蓝色滤光片成分材料11B是感光性滤光片材料。该感光性滤光片材料可以采用负型或正型的任一种,在本例中采用照射光的部分被固化的负型材料。
然后,经由仅在应形成蓝色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对蓝色滤光片成分材料11B进行曝光、显影而形成蓝色滤光片成分2B。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对于比开口部9的面积稍大的区域进行曝光。因此,蓝色滤光片成分2B在硬质掩模6上一部分重叠而形成。
接着,如图18B所示,以埋入剩下的开口部9内的方式,在包括硬质掩模6及蓝色滤光片成分2B的整个面上,涂布第二颜色的例如红色滤光片成分材料11R。涂布例如由旋涂来进行。该红色滤光片成分材料11R是感光性滤光片材料。该感光性滤光片材料可以采用负型或正型的任一种,在本例中采用照射光的部分被固化的负型材料。
然后,经由仅在应形成红色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对红色滤光片成分材料11R进行曝光、显影而形成红色滤光片成分2R。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对于比开口部9的面积稍大的区域进行曝光。因此,红色滤光片成分2R在硬质掩模6上一部分重叠而形成。
接着,如图18C所示,对蓝色滤光片成分材料2B及红色滤光片成分材料2R进行全面蚀刻或者化学机械抛光(CMP),直到硬质掩模6的表面露出,从而对蓝色滤光片成分材料2B及红色滤光片成分材料2R进行平滑化。由此,形成蓝色滤光片成分材料2B及红色滤光片成分材料2R。
接着,如图18D所示,除去硬质掩模6。虽然未图示硬质掩模6的除去,但是与前述一样,经由抗蚀剂掩模,利用各向同性干式蚀刻来进行。然后,在包括蓝色滤光片成分2B及红色滤光片成分2R的上面及侧面、除去硬质掩模6的开口部15的底面的整个面上形成无机膜24。该无机膜24是比滤光片成分的膜厚薄200nm以下的薄膜。无机膜24与前述一样,采用例如通过低温等离子成膜法形成的氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiN)膜、氮氧化硅(SiON)膜等。
接着,如图18E所示,以埋入开口部15内的方式,在整个面上涂布第一颜色的绿色滤光片成分材料11G。涂布例如由旋涂来进行。绿色滤光片成分材料11G是与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。
接着,如图18F所示,利用深蚀刻或化学机械抛光(CMP)法,对绿色滤光片成分材料11G进行平滑化,直到无机膜24的表面露出。
由此,得到具有无机膜24、具有绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的原色系拜耳排列的彩色滤光片26。由图16可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且周围被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片26的形成方法,以硬质掩模6为基准,通过自对准形成绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。另外,在形成蓝色、红色的滤光片成分2R,2B之后,在整个面上形成无机膜24,在形成绿色滤光片成分材料11G之后,对绿色滤光片成分材料11G进行平坦化,直到无机膜24露出。由此,能够提高彩色滤光片的尺寸精度、重叠精度,并且抑制固体摄像装置中的混色等。
然后,与前述一样,由于绿色滤光片成分2G形成为四角部相互连接而使整体连续成一体,因此与基板的接触面积大。另外,绿色滤光片成分2G由于采用热固化材料或光固化材料而形成,因此与采用以前的颜料分散型光致抗蚀剂的情况相比难以剥离。因此,根据本实施方式,能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
由于红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B在硬质掩模6的开口部9的底面、侧面上存在紧贴面,因此提高紧贴性。绿色滤光片成分2G经由无机膜24被埋入到红色及蓝色的滤光片成分2R及2B之间的开口部15内。因此,绿色滤光片成分2G在其底面、侧面存在紧贴面,紧贴面积被增大。而且,由于绿色滤光片成分2G无需利用曝光进行图案化,利用充分的曝光进行固化,因此提高紧贴性。
上述的第四实施方式的无机膜24适用于拜耳排列的彩色滤光片26,但是,也能够适用于其他未图示的具有在前述的第二实施方式中表示的彩色滤光片成分的图案的彩色滤光片中。
<第五实施方式>
[固体摄像装置,特别是彩色滤光片的构成举例]
图19表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第五实施方式。第五实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图19所示的彩色滤光片28而构成。该彩色滤光片28与在第一实施方式中说明过的一样,红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B进行所谓的拜耳排列而构成。
彩色滤光片28与第一实施方式一样,各红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形形状。绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
在本实施方式中,在绿色滤光片成分2G与红色滤光片成分2R的边界、绿色滤光片成分2G与蓝色滤光片成分2B的边界具有遮光膜29。遮光膜29用于防止被片上微透镜聚光并且入射到各颜色滤光片成分2R,2G,2B的光入射到邻接的滤光片成分。遮光膜29采用例如W,Al,Ru,Mo,Ir,Rh,Cr,Co等的反射性、遮光性优良的金属膜。作为金属膜的成膜温度,控制基板阶段温度(基板ステ一ジ温度)以使基板温度达到100℃以下。另外,从加工方面考虑优选钨(W),而从光反射性的观点考虑优选铝(Al)。作为遮光膜29的膜厚适合在100nm以下。在由金属膜形成遮光膜29的情况下,各颜色滤光片成分2R,2G,2B被金属膜包围而具有所谓反射型波导的功能。
进而,由后述的制造方法可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。作为形成各滤光片成分2R,2G,2B的材料,与在第一实施方式中说明过的一样,采用材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。
根据第五实施方式的固体摄像装置,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。因此,各红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B形成为不存在重叠偏差,从而不会相互重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。
由于无机膜24形成在各颜色滤光片成分2R与2G的边界、各颜色滤光片成分2B与2G的边界,因此该遮光膜29防止例如因金属膜的反射、遮光而入射到各颜色滤光片成分2R,2G,2B的光入射到邻接的滤光片成分。即,利用遮光膜29能够防止与邻接像素之间的混色。
由于在各颜色滤光片成分2R,2G,2B相互之间不存在重叠,因此抑制产生混色。而且,作为绿色滤光片成分材料,由于采用不含有感光成分的材料,因此能够减薄彩色滤光片的膜厚,并且能够提高感光度特性。
[固体摄像装置的制造方法,特别是彩色滤光片的形成方法]
下面,利用图20~图22说明第五实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片28的形成方法的实施方式。图20~图22的剖面对应于图19的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图20所示,形成第一颜色滤光片成分的绿色滤光片成分2G。
即,如图20A所示,利用与前述一样的方法,在基板5的整个面上形成硬质掩模6,该硬质掩模6在应形成绿色滤光片成分的部分具有开口部9。
接着,如图20B所示,在包括硬质掩模6及开口部9的整个面上形成遮光膜29。作为遮光膜29采用前述的金属膜。金属膜29的膜厚被做成100nm以下的薄膜。
接着,如图20C所示,对遮光膜29进行各向异性干式蚀刻,仅在硬质掩模6的开口部9的内壁面上残留遮光膜29。
接着,如图20D所示,以埋入开口部9内的方式,在硬质掩模6的整个面上涂布绿色滤光片成分材料11G。涂布例如由旋涂来进行。该绿色滤光片成分材料11G采用与前述一样的在材料固体中不含有感光成分的材料。
接着,如图20E所示,对绿色滤光片成分材料11G进行全面深蚀刻或者化学机械抛光(CMP),直到硬质掩模6的表面露出,从而除去绿色滤光片材料11G的上面。由此,形成绿色滤光片成分2G。绿色滤光片成分2G形成为虽然单位成分呈四边形并作为整体排列成方格花纹,但是,邻接的绿色滤光片成分2G的四角部接触而连续成一体。
接着,如图21所示,形成第二颜色滤光片成分的红色滤光片成分2R。也可以将蓝色滤光片成分作为第二颜色滤光片成分。红色滤光片成分2R的形成与前述的第一实施方式一样。
即,如图21A所示,在具有绿色滤光片成分2G及硬质掩模6的表面上形成抗蚀剂掩模14,该抗蚀剂掩模14在对应于应形成红色滤光片成分的区域的硬质掩模6上具有开口部13。开口部13形成为其宽度比硬质掩模6的宽度窄。
接着,如图21B所示,经由抗蚀剂掩模14,利用各向同性干式蚀刻除去在开口部13露出的硬质掩模6而形成开口部15。
接着,除去已不需要的抗蚀剂掩模,如图21C所示,以埋入开口部15内的方式,在绿色滤光片成分2G、硬质掩模6的整个面上涂布红色滤光片成分材料11R。涂布例如由旋涂来进行。红色滤光片成分材料11R与前述一样,采用材料固体中不含有感光成分的材料。
接着,如图21D所示,对红色滤光片成分材料11R进行全面深蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到硬质掩模6及绿色滤光片成分2G的表面露出。由此,形成红色滤光片成分2R。红色滤光片成分2R形成为单位成分呈四边形且周围被绿色滤光片成分2G包围。
接着,如图22A所示,形成第三颜色滤光片成分的蓝色滤光片成分2B。也可以将红色滤光片成分作为第三颜色滤光片成分。蓝色滤光片成分2B的形成与前述的第一实施方式一样。
即,如图22A所示,在具有绿色、红色的各滤光片成分2G、2R及硬质掩模6的表面上形成抗蚀剂掩模17,该抗蚀剂掩模17在对应于应形成蓝色滤光片成分的区域的硬质掩模6上具有开口部16。开口部17形成为其宽度比硬质掩模6的宽度窄。
接着,如图22B所示,经由抗蚀剂掩模17,利用各向同性干式蚀刻除去在开口部16露出的硬质掩模6而形成开口部15。
接着,除去以不需要的抗蚀剂掩模17,如图22C所示,以埋入开口部18内的方式,在绿色、红色的各滤光片成分2G,2R及硬质掩模6的整个面上涂布蓝色滤光片成分材料11B。涂布例如由旋涂来进行。蓝色滤光片成分材料11B与前述一样,采用在材料固体中不含有感光成分的材料。
接着,如图22D所示,对蓝色滤光片成分材料11B进行全面深蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及遮光膜29的表面露出。由此,形成蓝色滤光片成分2B。蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形且周围被绿色滤光片成分2G包围。
由此,得到在绿色滤光片成分2G与红色滤光片成分2R的边界、绿色滤光片成分2G与蓝色滤光片成分2B的边界具有遮光膜29的原色系拜耳排列的彩色滤光片28。由图19可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且周围经由遮光膜29被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法,以硬质掩模6为基准,通过自对准形成绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。另外,在形成具有开口部9的硬质掩模6之后形成遮光膜29,通过蚀刻仅在开口部9的侧壁面上残留遮光膜29,然后形成各颜色滤光片成分2G,2R,2B。由此,由于遮光膜29形成在绿色滤光片成分2G与红色滤光片成分2R的边界、绿色滤光片成分2G与蓝色滤光片成分2B的边界,因此,入射到各颜色滤光片成分的光,不会入射到邻接的彩色滤光片成分中。由此,能够提高彩色滤光片的尺寸精度、重叠精度,并且抑制固体摄像装置中的混色等。
然后,与前述一样,由于绿色滤光片成分2G形成为四角部相互连接而使整体连续成一体,因此与基底的接触面积大。另外,各颜色滤光片成分2G,2R,2B采用热固化材料或光固化材料而形成,因此与采用以前的颜料分散型光致抗蚀剂的情况相比难以剥离。因此,根据本实施方式,能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
另外,以与第一、第三及第四实施方式中说明过的理由相同的理由,绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的紧贴性被提高。
上述的第五实施方式的遮光膜29适用于拜耳排列的彩色滤光片28,但是,也能够适用于其他未图示的具有在前述的第二实施方式中表示的彩色滤光片成分的图案的彩色滤光片中。
<第六实施方式>
[固体摄像装置,特别是彩色滤光片的构成举例]
图23表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第六实施方式。第六实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图23所示的彩色滤光片31而构成。该彩色滤光片31与在第一实施方式中说明过的一样,红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B进行所谓的拜耳排列而构成。
彩色滤光片31与第一实施方式一样,各红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形形状。绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
在本实施方式中,在绿色滤光片成分2G与红色滤光片成分2R的边界、绿色滤光片成分2G与蓝色滤光片成分2B的边界形成中空部即气隙32。而且,以覆盖该气隙32的方式,在各颜色滤光片成分2R,2G,2B的整个面上且在可见光区域上实质地形成透明的无机膜33。被气隙32包围的各颜色滤光片成分2R,2G,2B具有所谓作为气隙型波导的功能。即,构成中空型的光全反射波导。构成光全反射波导的金属包层部(低折射率区域)的气隙32的宽度也可以是例如100nm左右的非常小的尺寸。
进而,由后述的制造方法可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。作为形成各滤光片成分2R,2G,2B的材料,与在第一实施方式中说明过的一样,采用在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。
根据第六实施方式的固体摄像装置,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。因此,各红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B形成为不存在重叠偏差,从而不会相互重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片31提高加工精度。
在各滤光片成分2R与2G的边界、各滤光片成分2B与2G的边界形成气隙32,产生折射率差,从而能够在各颜色滤光片成分2R,2G,2B上构成光全反射波导。由此,被片上透镜聚光并且入射到各颜色滤光片成分2R,2G,2B的光,由于不会入射到邻接的各颜色滤光片成分中,因此能够防止混色。
另外,由于在各颜色滤光片成分2R,2G,2B相互之间不会重叠,因此抑制产生混色。而且,作为绿色滤光片成分材料,由于采用不含有感光成分的材料,因此能够减薄彩色滤光片的膜厚,并且能够提高感光度特性。
由于无机膜33形成在各颜色滤光片成分2R,2G,2B的表面上,因此各颜色滤光片成分即使由含有作为色素的染料或颜料的滤光片材料中的任一个形成,也能够提高各颜色滤光片成分的耐光性。
[固体摄像装置的制造方法举例,特别是彩色滤光片的形成方法举例]
下面,利用图24~图26说明第六实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法的实施方式。图24~图26的剖面对应于图23的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图24所示,形成第一颜色滤光片成分的绿色滤光片成分2G。
即,如图24A所示,利用与前述一样的方法,在基板5的整个面上形成硬质掩模6,该硬质掩模6在应形成绿色滤光片成分的部分具有开口部9。
接着,如图24B所示,在包括硬质掩模6及开口部9的整个面上形成无机膜35。作为无机膜35,能够采用通过低温等离子CVD成膜法形成的、例如SiN,SiO2,SiON等膜。在例如由多晶硅或非晶硅等形成硬质掩模6时,能够由SiN形成无机膜35。无机膜35的膜厚优选在100nm左右。
接着,如图24C所示,对无机膜35进行各向异性干式蚀刻,仅在硬质掩模6的开口部9的内壁面上残留无机膜35。
接着,如图24D所示,以埋入开口部9内的方式,在硬质掩模6的整个面上涂布绿色滤光片成分材料11G。涂布例如由旋涂来进行。绿色滤光片成分材料11G采用与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。
接着,如图24E所示,对绿色滤光片成分材料11G进行全面蚀刻或者化学机械抛光(CMP),直到硬质掩模6的表面露出,从而除去绿色滤光片材料11G的上面。由此,形成绿色滤光片成分2G。绿色滤光片成分2G形成为虽然单位成分呈四边形并且作为整体排列成方格花纹,但是,邻接的绿色滤光片成分2G的四角部接触而连续成一体。
接着,如图25所示,形成第二颜色滤光片成分的红色滤光片成分2R。也可以将蓝色滤光片成分作为第二颜色滤光片成分。红色滤光片成分2R的形成与前述的第一实施方式一同。
即,如图25A所示,在具有绿色滤光片成分2G及硬质掩模6的表面上形成抗蚀剂掩模14,该抗蚀剂掩模14在对应于应形成红色滤光片成分的区域的硬质掩模6上具有开口部13。开口部13形成为其宽度比硬质掩模6的宽度窄。
接着,如图25B所示,经由抗蚀剂掩模14,利用各向同性干式蚀刻,仅除去在开口部13露出的硬质掩模6而形成开口部15。以不被蚀刻而残留的方式对无机膜35进行选择蚀刻。该蚀刻采用化学干式蚀刻(CDE)法,该化学干式蚀刻法采用氧气与CF4等碳氟化合物类气体混合的气体,或者在该混合气体中混合氮气的气体。
接着,除去已不需要的抗蚀剂掩模,如图25C所示,以埋入开口部15内的方式,在绿色滤光片成分2G、硬质掩模6的整个面上涂布红色滤光片成分材料11R。涂布例如由旋涂来进行。红色滤光片成分材料11R采用与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。
接着,如图25D所示,对红色滤光片成分材料11R进行全面蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到硬质掩模6及绿色滤光片成分2G的表面露出。由此形成红色滤光片成分2R。红色滤光片成分2R形成为单位成分呈四边形且周围被绿色滤光片成分2G包围。
接着,如图26A所示,形成第三颜色滤光片成分的蓝色滤光片成分2B。也可以将红色滤光片成分作为第三颜色滤光片成分。蓝色滤光片成分2B的形成与前述的第一实施方式一样。
即,如图26A所示,在具有绿色、红色的各颜色滤光片成分2G、2R及硬质掩模6的表面上形成抗蚀剂掩模17,该抗蚀剂掩模17在对应于应形成蓝色滤光片成分的区域的硬质掩模6上具有开口部16。开口部16形成为其宽度比硬质掩模6的宽度窄。
接着,如图26B所示,经由抗蚀剂掩模17,利用各向同性干式蚀刻除去在开口部16露出的硬质掩模6而形成开口部15。
接着,除去已不需要的抗蚀剂掩模17,如图26C所示,以埋入开口部18内的方式,在绿色、红色的各颜色滤光片成分2G,2R及硬质掩模6的整个面上涂布蓝色滤光片成分材料11B。涂布例如由旋涂来进行。蓝色滤光片成分材料11B采用与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。
接着,如图26D所示,对蓝色滤光片成分材料11B进行全面蚀刻或化学机械抛光(CMP),直到绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及遮光膜29的表面露出。由此形成蓝色滤光片成分2B。蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形且周围被绿色滤光片成分2G包围。
接着,如图26E所示,通过干式蚀刻选择性地除去无机膜35,在绿色滤光片成分2G与红色滤光片成分2R的边界、绿色滤光片成分2G与蓝色滤光片成分2B的边界形成中空部即气隙32。此时的蚀刻采用化学干式蚀刻(CDE)法,该化学干式蚀刻法采用氧气与CF4等碳氟化合物类气体的混合气体,或者在该气体中加入氮气的混合气体。
接着,如图26F所示,在包括个彩色滤光片成分2R,2G,2B的整个面上形成无机膜33。无机膜33由于堵塞气隙32,因此由实质地透过光可见光区域的透明的膜形成。作为该无机膜33,能够采用通过低温等离子法成膜的例如SiO2,SiN,SiON等膜。此时的成膜温度优选在150~250℃左右,膜厚适合在200nm以下程度。
由此,得到在绿色滤光片成分2G与红色滤光片成分2R的边界、绿色滤光片成分2G与蓝色滤光片成分2B的边界形成有气隙32的原色系拜耳排列的彩色滤光片31。由图23可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且周围经由气隙32被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法,以硬质掩模6为基准,通过自对准形成绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。另外,在形成具有开口部9的硬质掩模6之后形成无机膜33,在形成各颜色滤光片成分2G,2R,2B之后,通过除去无机膜33形成气隙32,在各颜色滤光片成分上形成光全反射波导。由此,能够提高彩色滤光片的尺寸精度、重叠精度,并且抑制固体摄像装置中的混色等。
然后,与前述一样,由于绿色滤光片成分2G形成为四角部相互连接而使整体连续成一体,因此与基板的接触面积大。另外,由于各颜色滤光片成分2G,2R,2B采用热固化材料或光固化材料形成,因此与采用以前的颜料分散型光致抗蚀剂的情况相比难以剥离。因此,根据本实施方式,能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
另外,以与第一、第三及第四实施方式中说明过的理由相同的理由,绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的紧贴性被提高。
上述的第六实施方式的气隙32适用于拜耳排列的彩色滤光片31,但是,也能够适用于其他未图示的具有在前述的第二实施方式中表示的彩色滤光片成分的图案的彩色滤光片。
<第七实施方式>
[固体摄像装置,特别是彩色滤光片的构成举例]
图27表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第七实施方式。第七实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图27所示的彩色滤光片37而构成。该彩色滤光片37与在第一实施方式中说明过的一样,红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B进行所谓的拜耳排列而构成。
彩色滤光片37与第一实施方式一样,各红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形形状。绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
在本实施方式中,在绿色滤光片成分2G与红色滤光片成分2R的边界、绿色滤光片成分2G与蓝色滤光片成分2B的边界形成遮光膜38,在绿色滤光片成分2G与遮光膜38上形成无机膜39。作为遮光膜38,优选利用在后述的制造方法中示出的成为硬质掩模的金属膜。该金属的遮光膜38采用例如W,Al,Ru,Mo,Ir,Rh,Cr,Co等,并作为反射膜发挥作用。遮光膜38可以由有机膜形成。无机膜39作为后述的平滑化工序中的停止层膜发挥作用。作为无机膜39,采用例如通过低温等离子CVD成膜法形成的氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiN)膜、碳氧化硅(SiOC)膜、氮氧化硅(SiON)膜等。成膜温度优选在150~250℃左右。更加优选为200℃以下。无机膜39的膜厚适合在200nm以下程度。
进而,由后述的制造方法可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。形成绿色滤光片成分2G的材料,采用与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。另外,形成红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B的材料采用感光性滤光片材料。
根据第七实施方式的固体摄像装置,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B利用硬质掩模相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。另外,绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B能够精度良好地进行平滑化,使其与绿色滤光片成分2G的膜厚大致一致。因此,各红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B形成为不存在重叠偏差,从而不会相互重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。
由于遮光膜38形成在各颜色滤光片成分2R与2G的边界、各颜色滤光片成分2B与2G的边界,因此,分别入射到滤光片成分中的光,不会入射到邻接的彩色滤光片成分中,并且防止各色素的相互扩散。另外,由于各滤光片成分2R,2G,2B通过自对准形成,因此,各颜色滤光片成分2R,2G,2B相互之间不存在重叠,因此,抑制产生混色。进而,作为绿色滤光片成分材料,在采用不含有感光成分的材料的情况下,能够减薄彩色滤光片的膜厚,并且能够提高感光度特性。
由于无机膜39形成在绿色滤光片成分2G上,因此,在由含有染料的滤光片材料形成绿色滤光片成分时,提高绿色滤光片的耐光性。红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B能够由含有颜料系的色素的滤光片材料形成,该含有颜料系的色素的滤光片材料的耐光性优于含有染料的滤光片材料。
[固体摄像装置的制造方法举例,特别是彩色滤光片的形成方法举例]
下面,利用图28~图30说明第七实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片37的形成方法的实施方式。图28~图30的剖面对应于图27的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图28A所示,在基板5的整个面上形成对应于彩色滤光片厚度的厚度为t的硬质掩模41。为了在基板5上形成彩色滤光片,平坦化膜形成在最外表面。本例的硬质掩模41由金属膜形成。
接着,如图28B所示,在硬质掩模41上形成抗蚀剂掩模7,该抗蚀剂掩模7在对应于应形成绿色滤光片成分的部分具有开口部8。抗蚀剂掩模7利用光刻法形成。
接着,如图28C所示,通过各向异性干式蚀刻选择性地除去面临抗蚀剂掩模7的开口部8的硬质掩模41。通过该选择蚀刻,在硬质掩模6上且在应形成绿色滤光片成分的区域上形成开口部42。
然后,除去已不需要的抗蚀剂掩模7。接着,如图28D所示,以埋入开口部42内的方式,在硬质掩模41的整个面上涂布绿色滤光片成分材料11G。涂布例如由旋涂来进行。绿色滤光片成分材料11G采用与前述一样的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。涂布绿色滤光片成分材料11G并使其固化。
接着,如图28E所示,对绿色滤光片成分材料11G进行全面深蚀刻或者化学机械抛光(CMP),直到硬质掩模41的表面露出,从而除去绿色滤光片材料11G的上面。由此形成绿色滤光片成分2G。绿色滤光片成分2G形成为虽然单位成分呈四边形并且作为整体排列成方格花纹,但是,邻接的绿色滤光片成分2G的四角部接触而连续成一体。剩下的硬质掩模41处于周围被绿色滤光片成分2G包围的状态。
即,如图29A所示,在具有绿色滤光片成分2G及硬质掩模41的整个面上形成无机膜39。无机膜39采用前述的例如通过低温等离子CVD成膜法形成的SiO2,SiN,SiON等膜。成膜温度优选在150~250℃,更加优选为200℃以下。无机膜39的膜厚在200nm以下程度。
接着,如图29B所示,在无机膜39上形成抗蚀剂掩模44,该抗蚀剂掩模44在对应于硬质掩模41的区域具有开口部43。各开口部43形成为比各硬质掩模41的面积窄,其差相当于后工序中形成的遮光膜的宽度d。
接着,如图29C所示,经由抗蚀剂掩模44,通过各向异性干式蚀刻选择性地除去无机膜39及硬质掩模41,从而形成开口部45。通过该选择蚀刻,在绿色滤光片成分2G的侧壁上形成遮光膜38。即,通过选择蚀刻而残留的金属形成的硬质掩模41成为遮光膜38。
接着,如图30A所示,以埋入开口部45内的方式,在整个面上涂布第二颜色的红色滤光片成分材料11R。涂布例如由旋涂来进行。该红色滤光片成分材料11R为感光性材料。该感光性材料能够采用负型、正型中的任一个,在本例中采用照射光的部分被固化的负型材料。
然后,经由仅在应形成红色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对红色滤光片成分材料11R进行曝光、显影而形成红色滤光片成分2R。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对比开口部45的面积稍大的区域进行曝光。因此,红色滤光片成分2R形成为在绿色滤光片成分2G上一部分重叠。
接着,如图30B所示,以埋入剩下的开口部45内的方式,在整个面上涂布第三颜色的蓝色滤光片成分材料11B。涂布例如由旋涂来进行。该蓝色滤光片成分材料11B为感光性材料。该感光性材料能够采用负型、正型中的任一个,在本例中采用照射光的部分固化的负型材料。
然后,经由仅在应形成蓝色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对蓝色滤光片成分材料11B进行曝光、显影而形成蓝色滤光片成分2B。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对比开口部45的面积稍大的区域进行曝光。因此,蓝色滤光片成分2B形成为在绿色滤光片成分2G上一部分重叠。
接着,如图30C所示,利用深蚀刻或者化学机械抛光(CMP)对红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B进行平滑化,直到无机膜39的表面露出。
由此,得到在各颜色滤光片成分的边界具有由金属形成的遮光膜38,并且在绿色滤光片成分2G上具有无机膜39的原色系拜耳排列的彩色滤光片。由图27可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且周围经由遮光膜38被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片37的形成方法,以金属的硬质掩模41为基准,通过自对准形成绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。另外,在形成无机膜39之后,能够通过选择蚀刻在绿色滤光片成分2G的侧壁上残留一部分硬质掩模41而形成遮光膜38。由此,能够形成反射型波导结构的各颜色滤光片成分2G,2R,2B,并且能够抑制固体摄像装置中的混色等。
然后,与前述一样,由于绿色滤光片成分2G成为四角部相互连接而使整体连续成一体,因此与基底的接触面积大。另外,由于绿色滤光片成分2G采用热固化材料或光固化材料而形成,因此与采用以前的颜料分散型光致抗蚀剂的情况相比难以剥离。因此,根据本实施方式,能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
另外,以与第一、第三及第四实施方式中说明过的理由相同的理由,绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的紧贴性被提高。
由于在各绿色滤光片成分2G的表面上形成无机膜39,因此能够提高绿色滤光片成分2G的耐光性。由此,能够由含有染料的滤光片成分材料形成绿色滤光片成分2G,该含有染料的滤光片成分材料的分光特性优良。
在上例中,在各滤光片成分的边界,即彩色滤光片成分的侧壁上形成了金属遮光膜38,但是也能够利用有机膜形成遮光膜。此时,有机膜能够由折射率比彩色滤光片低的膜,或者具有光吸收性的膜来形成。此时的彩色滤光片的形成方法,与图28~图30中示出的形成方法相同。但是,将金属膜的硬质掩模41置换成利用由有机膜形成的硬质掩模。作为折射率低的有机膜,能够采用含氟树脂,例如含氟丙烯酸树脂、含氟硅氧烷类树脂等。进而,通过采用在这些树脂中分散有多孔二氧化硅微粒的树脂,能够进一步降低折射率。作为光吸收性的有机膜,能够采用含炭黑丙烯酸类树脂等。
即使在采用这种有机膜的情况下,也得到与在第七实施方式的采用金属膜的举例中说明过的效果相同的效果。
上述的第七实施方式的遮光膜38及无机膜39适用于拜耳排列的彩色滤光片37,但是,也能够适用于其他未图示的具有在前述的第二实施方式中表示的彩色滤光片成分的图案的彩色滤光片。
<第八实施方式>
[固体摄像装置,特别是彩色滤光片的构成举例]
图31表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第八实施方式。第八实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图31所示的彩色滤光片47而构成。该彩色滤光片47与在第一实施方式中说明过的一样,红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B进行所谓的拜耳排列而构成。
彩色滤光片47与第一实施方式一样,各红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形形状。绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
在本实施方式中,在绿色滤光片成分2G上且在可见光区域上实质地形成透明的无机膜48。作为无机膜48,采用例如通过低温等离子CVD成膜法形成的氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiN)膜、碳氧化硅(SiOC)膜、氮氧化硅(SiON)膜等。成膜温度优选在150~250℃左右,更加优选为200℃以下。无机膜48的膜厚适合在200nm以下程度。
进而,由后述的制造方法可知,第二颜色及第三颜色例如红色及蓝色的滤光片成分相对第一颜色例如绿色的滤光片成分自对准而形成。绿色滤光片成分2G由感光性滤光片材料或者不含有感光性成分的滤光片材料形成,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B由感光性滤光片材料形成。
根据第八实施方式的固体摄像装置,红色及蓝色的滤光片成分2R及2B相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。因此,各颜色滤光片成分2R,2G,2B形成为不存在重叠偏差,从而不会相互重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。
由于无机膜48形成在绿色滤光片成分2G上,因此,在由含有染料的滤光片材料形成绿色滤光片成分2G时,提高绿色滤光片的耐光性。红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B能够由含有颜料系的色素的滤光片材料形成,该含有颜料系的色素的滤光片材料的耐光性优于含有染料的滤光片材料。
[固体摄像装置的制造方法举例,特别是彩色滤光片的形成方法举例]
下面,利用图32说明第八实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法的实施方式。图32的剖面对应于图31的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图32A所示,在基板5上形成具有规定膜厚的第一颜色例如绿色滤光片成分材料膜11Gm。为了在基板5上形成彩色滤光片,平坦化膜形成在最外表面。绿色滤光片成分材料能够采用例如感光性滤光片材料。感光性材料能够采用负型、正型,但是,在本例中采用负型。另外,绿色滤光片材料膜11Gm能够由前述的在材料固体中不含有感光成分的材料形成。
该绿色滤光片成分材料膜11Gm在基板5的整个面上即切割成芯片之前的半导体晶片的整个面上形成。
接着,如图32B所示,在绿色滤光片成分材料膜11Gm的整个面上形成无机膜48。无机膜48如上所述,采用例如通过低温等离子成膜法形成的SiO2,SiN,SiON等膜。成膜温度优选在150~250℃左右,更加优选为200℃以下。无机膜48的膜厚在200nm以下程度。
接着,如图32C所示,在无机膜48上形成抗蚀剂掩模51,该抗蚀剂掩模51在应形成第二颜色、第三颜色例如红色、蓝色的滤光片成分的区域具有开口部49。
接着,如图32D所示,经由抗蚀剂掩模51,通过各向异性干式蚀刻选择性地除去无机膜48及绿色滤光片成分材料膜11Gm,从而形成绿色滤光片成分2G。在应形成红色及蓝色的滤光片成分的区域上形成开口部52。
接着,如图32E所示,以埋入开口部52内的方式,在整个面上涂布第二颜色的红色滤光片成分材料11R。该红色滤光片成分材料11R是感光性材料。
然后,经由仅在应形成红色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对红色滤光片成分材料11R进行曝光、显影而形成红色滤光片成分2R。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对比开口部52的面积稍大的区域进行曝光。因此,红色滤光片成分2R形成为在绿色滤光片成分2G上一部分重叠。
接着,如图32F所示,以埋入剩下的开口部52内的方式,在整个面上涂布第三颜色的蓝色滤光片成分材料11B。该蓝色滤光片成分材料11B是感光性材料。
然后,经由仅在应形成蓝色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对蓝色滤光片成分材料11B进行曝光、显影而形成蓝色滤光片成分2B。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对比开口部52的面积稍大的区域进行曝光。因此,蓝色滤光片成分2B形成为在绿色滤光片成分2G上一部分重叠。
接着,如图32G所示,利用深蚀刻或者化学机械抛光(CMP)对红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B进行平滑化,直到无机膜48的表面露出。
由此,得到在绿色滤光片成分2G上具有无机膜48的原色系拜耳排列的彩色滤光片47。由图31可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且周围被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
另外,成为上述的各颜色滤光片成分材料的感光性滤光片材料,能够采用负型、正型中的任一种,在本例中采用照射光的部分被固化的负型材料。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片47的形成方法,能够将绿色滤光片成分2G为基准,通过自对准形成红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。因此,各颜色滤光片成分2G,2R,2B能够相互不重叠而精度良好地形成彩色滤光片。由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此能够形成不发生剥离且可靠性高的彩色滤光片。并且,能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
另外,以与第一、第三及第四实施方式中说明过的理由相同的理由,绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的紧贴性被提高。
由于在各绿色滤光片成分2G的表面上形成无机膜48,因此能够提高绿色滤光片成分2G的耐光性。由此,能够由含有染料的滤光片材料形成绿色滤光片成分2G,该含有染料的滤光片材料的分光特性优良。
上述的第八实施方式的无机膜48适用于拜耳排列的彩色滤光片47,但是,也能够适用于其他未图示的具有在前述的第二实施方式中表示的彩色滤光片成分的图案的彩色滤光片。
<第九实施方式>
[固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的构成举例]
图33表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第九实施方式。第九实施方式的固体摄像装置,如前所述,在形成摄像区域之后,经由平坦化膜形成图33所示的彩色滤光片54而构成。该彩色滤光片54与在第一实施方式中说明过的一样,红色滤光片成分2R、绿色滤光片成分2G及蓝色滤光片成分2B进行所谓的拜耳排列而构成。
彩色滤光片54与第一实施方式一样,各红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B形成为周围被绿色滤光片成分2G包围的图案。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为正四边形形状。绿色滤光片2G形成为邻接的四角部3接触而使整体连续成一体。因此,红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B分别形成为被绿色滤光片成分2G包围而成独立形态。
在本实施方式中,形成与绿色滤光片成分2G的上面、侧面及红色滤光片成分2R的底面、蓝色滤光片2B的底面连续的在可见光区域上实质透明的无机膜55。作为无机膜55,采用例如通过低温等离子CVD成膜法形成的氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiN)膜、氮氧化硅(SiON)膜等。成膜温度优选在150~250℃左右,更加优选为200℃以下。无机膜48的膜厚适合在200nm以下程度。
进而,由后述的制造方法可知,第二颜色及第三颜色例如红色及蓝色的滤光片成分相对第一颜色例如绿色的滤光片成分自对准而形成。绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B由感光性滤光片材料形成。
根据第九实施方式的固体摄像装置,红色及蓝色的滤光片成分2R及2B相对绿色滤光片成分2G自对准而形成。因此,各颜色滤光片成分2R,2G,2B形成为不存在重叠偏差,从而不会相互重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。
由于无机膜55形成在绿色滤光片成分2G上,因此,在由含有染料的滤光片材料形成绿色滤光片成分2G时,提高绿色滤光片的耐光性。红色滤光片成分2R、蓝色滤光片成分2B能够由含有颜料系的色素的滤光片材料形成,该含有颜料系的色素的滤光片材料的耐光性优于含有染料的滤光片材料。
另外,由于在各滤光片成分2R与2G的边界、各滤光片成分2B与2G的边界形成无机膜48,因此防止各色素的相互扩散,并且抑制产生混色。
[固体摄像装置的制造方法举例,特别是彩色滤光片的形成方法举例]
下面,利用图34说明第九实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法的实施方式。图34的剖面对应于图33的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
首先,如图34A所示,在基板5上形成具有规定膜厚的第一颜色例如绿色滤光片成分材料膜11Gm。为了在基板5上形成彩色滤光片,平坦化膜形成在最外表面。绿色滤光片成分材料能够采用例如感光性滤光片材料。感光性材料能够采用负型、正型,但是在本例中采用负型。另外,绿色滤光片材料膜11Gm能够由前述的在材料固体中不含有感光成分的材料形成。
接着,如图34B所示,在绿色滤光片成分材料膜11Gm上形成抗蚀剂掩模51,该抗蚀剂掩模51在应形成第二颜色、第三颜色例如红色、蓝色的滤光片成分的区域具有开口部49。
接着,如图34C所示,经由抗蚀剂掩模51,通过各向异性干式蚀刻选择性地除去绿色滤光片成分材料膜11Gm,从而形成绿色滤光片成分2G。在应形成红色及蓝色的滤光片成分的区域上形成开口部52。
接着,在除去抗蚀剂掩模51之后,如图34D所示,在绿色滤光片成分2G的表面及开口部52的内壁面的整个面上形成无机膜55。无机膜55如前所述,采用例如通过低温等离子CVD成膜法形成的SiO2,SiN,SiON等膜。成膜温度优选在150~250℃左右,更加优选为200℃以下。无机膜55的膜厚在200nm以下程度。
接着,如图34E所示,以埋入开口部52内的方式,在整个面上涂布第二颜色的红色滤光片成分材料11R。该红色滤光片成分材料11R是感光性材料。
然后,经由仅在应形成红色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对红色滤光片成分材料11R进行曝光、显影而形成红色滤光片成分2R。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对比开口部52的面积稍大的区域进行曝光。因此,红色滤光片成分2R在绿色滤光片成分2G上一部分重叠而形成。
接着,如图34F所示,以埋入剩下的开口部52内的方式,在整个面上涂布第三颜色的蓝色滤光片成分材料11B。该蓝色滤光片成分材料11B是感光性材料。
然后,经由仅在应形成蓝色滤光片成分的区域透过光的光学掩模,对蓝色滤光片成分材料11B进行曝光、显影而形成蓝色滤光片成分2B。此时,考虑到光学掩模的对位偏差,对比开口部52的面积稍大的区域进行曝光。因此,蓝色滤光片成分2B在绿色滤光片成分2G上一部分重叠而形成。
接着,如图34G所示,利用深蚀刻或者化学机械抛光(CMP)对红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B进行平滑化,直到无机膜55的表面露出。
由此,得到具有无机膜55的原色系拜耳排列的彩色滤光片54。由图33可知,红色滤光片成分2R与蓝色滤光片成分2B形成为单位成分呈四边形并且被绿色滤光片成分2G包围,绿色滤光片成分2G都被连接。
另外,成为上述的各颜色滤光片成分材料的感光性滤光片材料能够采用负型、正型中的任一种,但是,在本例中采用照射光的部分被固化的负型材料。
根据本实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片54的形成方法,能够将绿色滤光片成分2G为基准,通过自对准形成红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。因此,各颜色滤光片成分2G,2R,2B能够相互不重叠而精度良好地形成彩色滤光片。由于绿色滤光片成分2G形成为各四角部接触而连续成一体,因此能够形成不发生剥离且可靠性高的彩色滤光片。因此,本实施方式能够形成相对基底粘附强度高的彩色滤光片。
另外,以与第一、第三及第四实施方式中说明过的理由相同的理由,绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的紧贴性被提高。
由于无机膜55形成在各滤光片成分2R与2G的边界、各滤光片成分2B与2G的边界,因此能够防止各色素的相互扩散,并且形成抑制产生混色的彩色滤光片。
由于在各绿色滤光片成分2G的表面上形成无机膜55,因此提高绿色滤光片成分2G的耐光性。由此,能够由含有染料的滤光片材料形成绿色滤光片成分2G,该含有染料的滤光片材料的分光特性优良。
上述的第九实施方式的无机膜55适用于拜耳排列的彩色滤光片54,但是,也能够适用于其他未图示的具有在前述的第二实施方式中表示的彩色滤光片成分的图案的彩色滤光片。
<第十实施方式>
[固体摄像装置的制造方法举例,特别是其彩色滤光片的形成方法举例]
图35表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的形成方法的第十实施方式。由于本实施方式相当于前述的第九实施方式的彩色滤光片的形成方法的变形例,因此最终得到的彩色滤光片的结构如图33所示。图35的剖面对应于图33的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。
本实施方式的彩色滤光片的形成方法,首先,如图35A所示,在基板5上形成具有规定膜厚的第一颜色例如绿色滤光片成分材料膜11Gm。为了在基板5上形成彩色滤光片,平坦化膜形成在最外表面。绿色滤光片成分材料能够采用例如感光性滤光片材料。感光性材料能够采用负型、正型,但是在本例中采用负型。另外,绿色滤光片材料膜11Gm能够由前述的在材料固体中不含有感光成分的材料形成。
接着,如图35B所示,在绿色滤光片成分材料膜11Gm上形成抗蚀剂掩模58,该抗蚀剂掩模58在应形成第二颜色、第三颜色例如红色、蓝色的滤光片成分的区域具有开口部57。在下一个如图35C所示工序中,该抗蚀剂掩模58的膜厚设定为,在完成对绿色滤光片成分材料膜11Gm进行的各向异性干式蚀刻时,抗蚀剂掩模的残渣消失。
接着,如图35C所示,经由抗蚀剂掩模58,通过各向异性干式蚀刻选择性地除去绿色滤光片成分材料膜11Gm,从而形成绿色滤光片成分2G。在该蚀刻工序中,在完成绿色滤光片成分材料11Gm的图案化的同时,完全除去抗蚀剂掩模58。在应形成红色及蓝色的滤光片成分的区域上形成开口部52。
另外,在通过该干式蚀刻残留抗蚀剂掩模58的情况下,可以利用有机溶剂除去抗蚀剂掩模的残膜。
由于此后的图35D~图35G的工序与前述的图34D~图34G的工序相同,因此在对应的部分上赋予相同的附图标记,省略重复的说明。由此,得到如图33所示的彩色滤光片54。
根据第十实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法,由于在完成绿色滤光片成分材料11Gm的图案化的同时,完全除去抗蚀剂掩模58,因此省略抗蚀剂掩模的剥离除去工序。因此,与前述的图34所示的彩色滤光片的形成方法相比,能够简化形成工序,相当于减少了剥离除去抗蚀剂掩模的工序。
其他,得到与在第九实施方式中说明过的效果相同的效果。
<第十一实施方式>
[固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法]
图36表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的形成方法的第十一实施方式。由于本实施方式相当于前述的第九实施方式的彩色滤光片的形成方法的变形例,因此最终得到的彩色滤光片的结构如图33所示。图36的剖面对应于图33的a-a′线上(绿色-红色列)、b-b′线上(绿色-蓝色列)的剖面。第十一实施方式与第十实施方式相比,除蓝色滤光片成分材料采用前述的在材料固体中不含有感光成分的材料的部分外,其他相同。另外,该蓝色滤光片成分材料也可以采用含有感光成分的材料。
图36A~图36E的本实施方式的彩色滤光片的形成方法工序与前述的图35A~图35E的工序相同。即,首先如图36A所示,在基板5上形成具有所要求膜厚的第一颜色例如绿色滤光片成分材料膜11Gm。
接着,如图36B所示,在绿色滤光片成分材料膜11Gm上形成抗蚀剂掩模58,该抗蚀剂掩模58在应形成第二颜色、第三颜色例如红色、蓝色的滤光片成分的区域具有开口部57。在下一个如图36C所示工序中,该抗蚀剂掩模58的膜厚设定为,在完成对绿色滤光片成分材料膜11Gm进行的各向异性干式蚀刻时,抗蚀剂掩模的残渣消失。
接着,如图36C所示,经由抗蚀剂掩模58,通过各向异性干式蚀刻选择性地除去绿色滤光片成分材料11Gm,从而形成绿色滤光片成分2G。在该干式蚀刻工序中,在完成绿色滤光片成分材料11Gm的图案化的同时,完全除去抗蚀剂掩模58。在应形成红色及蓝色的滤光片成分的区域上形成开口部52。
另外,在通过该干式蚀刻残留抗蚀剂掩模58的情况下,可以用有机溶剂除去抗蚀剂掩模的残膜。
接着,如图36D所示,在绿色滤光片成分2G的表面及开口部52内壁面的整个面上形成无机膜55。
接着,如图36E所示,以埋入开口部52内的方式,在整个面上涂布第二颜色的红色滤光片材料11R。红色滤光片成分材料11R是感光性滤光片材料。然后,对红色滤光片成分材料进行曝光、显影而形成红色滤光片成分2R。
接着,如图36F所示,在整个面上形成第三颜色的蓝色滤光片材料11B。此时的蓝色滤光片成分材料11B采用前述的在材料固体中含有感光成分的材料或者不含有感光成分的材料。
接着,如图36G所示,利用深蚀刻或者化学机械抛光(CMP)对红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B平滑化,直到无机膜55的表面露出。
由此,得到具有无机膜55的原色系拜耳排列的彩色滤光片54。
根据第十一实施方式的固体摄像装置的制造方法,特别是其彩色滤光片的形成方法,由于在完成绿色滤光片成分材料11Gm的图案化的同时,完全除去抗蚀剂掩模58,因此省略抗蚀剂掩模的剥离除去工序。因此,与前述的图34所示的彩色滤光片的形成方法相比,在第三颜色的蓝色滤光片成分采用不含有感光成分的材料的情况下,能够简化形成工序,相当于减少了曝光工序,抗蚀剂掩模的剥离除去工序。
其他,得到与在第九实施方式中说明过的效果相同的效果。
在上述的第八、第九、第十及第十一实施方式中,将第二颜色作为红色,将第三颜色作为蓝色,但是形成顺序也可以相反。
<第十二实施方式>
[固体摄像装置的构成举例]
图37表示本发明的固体摄像装置的第十一实施方式。第十二实施方式的固体摄像装置61具有摄像区域62和周边电路部63,并且,摄像区域62上的彩色滤光片64由在上述的各实施方式中说明过的彩色滤光片构成。另外,在本实施方式中,为了抑制闪光(フレア),将蓝色滤光片成分2B或者蓝色滤光片成分2B与红色滤光片成分2R的层积膜,从摄像区域62延长至周边电路部63而形成(闪光防止膜)。此时,蓝色滤光片成分2B或者所述层积膜以其终端的角部65形成曲线状的方式而形成为圆角。希望与蓝色滤光片成分2B或者所述层积膜的电极焊盘66近的部分的角部也形成曲线状。
在前述的实施方式中,通过化学机械抛光对各颜色滤光片成分进行平滑化时,如果终端的角部为例如直角,则抛光力集中在角部65,如图38所示,角部65可能被削去一部分。如果被削去,则产生粉尘,对于固体摄像装置带来坏影响。
根据第十二实施方式的固体摄像装置61,通过将延长至用于抑制闪光的周边电路部63的蓝色滤光片成分2B或者所述层积膜的终端的角部65形成圆角,以缓和抛光压力的集中。因此,在角部65不会被抛光的情况下,能够抑制产生粉尘,提供可靠性高的固体摄像装置。另外,在此虽然以闪光防止膜为例进行了说明,但是本实施方式并不局限于此,在摄像区域以外的区域,也可适用于角部具有直角形状的图案中。
<第十三实施方式>
虽然未对本发明的固体摄像装置特别是其彩色滤光片进行图示,但是也能够按照如下方式形成。首先,在基板的整个面上形成硬质掩模,该硬质掩模在应形成第二颜色及第三颜色例如红色滤光片成分及蓝色滤光片成分的部分具有开口部。其次,在开口部内选择性地涂布第二颜色的滤光片成分材料及第三颜色的滤光片成分材料,形成第二颜色的滤光片成分及第三颜色的滤光片成分。接着,除去硬质掩模,在被除去的开口部内涂布第一颜色例如绿色滤光片成分材料,形成绿色滤光片成分。由此,形成红色滤光片成分及蓝色滤光片成分的周围被绿色滤光片成分包围的如图1所示的原色拜耳排列的彩色滤光片。
根据第十三实施方式的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片及其形成方法,绿色滤光片成分利用硬质掩模相对红色滤光片成分及蓝色滤光片成分自对准而形成。因此,红色滤光片成分、绿色滤光片成分及蓝色滤光片成分形成为不会重叠,因此能够相互不会重叠且精度高。而且,由于绿色滤光片成分形成为各四角部接触而连续成一体,因此不会剥离。由此,本实施方式的彩色滤光片提高加工精度。另外,由于各滤光片成分相互之间不会重叠,因此抑制产生混色。进而,由于滤光片的厚度被硬质掩模的膜厚限制而薄,因此相应地能够提高感光度特性。
另外,以与第一、第三及第四实施方式中说明过的理由相同的理由,绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B的紧贴性被提高。
<第十四实施方式>
[固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的构成举例]
图39表示本发明的固体摄像装置,特别是其彩色滤光片的第十四实施方式。本实施方式的彩色滤光片68形成为分别独立的绿色滤光片成分2G、红色滤光片成分2R及蓝色滤光片成分2B。另外,形成在各颜色绿光片成分2G,2R及2B的边界的所述的第三、第四实施方式的无机膜24、第五实施方式的遮光膜29、第七实施方式的遮光膜38、第九~第十一实施方式的无机膜55形成为沿纵向及横向连续。彩色滤光片68的形成方法依照第三、第四实施方式,第五实施方式,第七实施方式,第九~第十一实施方式。
即使在第十四实施方式的彩色滤光片68中,也能够通过自对准形成各颜色滤光片成分。另外,得到防止像素间的混色以及在无机膜形成于彩色滤光片成分上的实施方式中谋求提高彩色滤光片成分的耐光性等效果。
下面,说明形成上述各实施方式的彩色滤光片时的共同的形成条件的一例。
在包括绿色滤光片成分材料膜11Gm形成的、利用感光性滤光片材料形成的彩色滤光片成分的成膜中采用的材料,采用例如颜料添加型光聚合类负型抗蚀剂。成膜条件为如下。在晶片上旋涂所述负型抗蚀剂之后进行预烘焙,并且采用将i线用于光源的缩小投影型步进曝光装置对晶片进行全面曝光。接着,进行后烘焙而完成成膜。
下面表示抗蚀剂掩模即光致抗蚀剂图案的形成条件的一例。光致抗蚀剂材料采用将萘醌叠氮化物用于感光剂的酚醛清漆类正型抗蚀剂。成膜条件为如下。在旋涂所述负型抗蚀剂之后进行预烘焙,并且采用将i线用于光源的缩小投影型步进曝光装置进行图案曝光。接着,进行曝光后的后烘焙。接着,利用氢氧化四甲基铵(TMAH)2.38%水溶液进行桨叶式显影(パドル現像),并进行后烘焙而完成成膜。另外,也可以采用在TMAH2.38%水溶液中添加表面活性剂的显影液。
下面表示绿色滤光片成分材料膜11Gm的干式蚀刻条件的一例。作为蚀刻装置,采用微波等离子型蚀刻装置、平行平板型RIE装置、高压窄隙型等离子蚀刻装置、ECR型蚀刻装置、变成器耦合等离子型蚀刻装置、感应耦合等离子型蚀刻装置等。进而,作为蚀刻装置,采用螺旋波等离子型蚀刻装置等其他高密度等离子型蚀刻装置。例如,采用感应等离子型蚀刻装置,作为蚀刻气体,除CF4、C2F6、C3F8、C4F8、CH2F2、CHF3等氟类气体中的一种外,也可以在这些气体中添加O2或Ar、He、N2等气体。除了绿色滤光片成分材料膜11Gm外,关于对各颜色滤光片成分材料膜、包括曝光及显影后的彩色滤光片成分等的有机膜,利用干式蚀刻进行蚀刻条件,除前述条件外,也可以采用在Cl2或BCl3、HBr等卤素类气体中添加O2或N2等的气体。此时,通过检测由基于干式蚀刻的等离子产生的发光光谱,能够检测蚀刻的结束,因此更加适合。
另外,将第十、第十一实施方式中的抗蚀剂掩模(光致抗蚀剂膜)的膜厚设定为,如前所述,在完成干式蚀刻时抗蚀剂掩模的残膜消失。在本实施方式中,通过SEM(Scanning Electron Microscope:扫描电镜)照片确认了绿色滤光片成分的图案化状态。其结果,即使在内添加作为色素的颜料的材料及内添加染料的材料中,也能够确认处于良好的图案化状态。
在经由抗蚀剂掩模进行干式蚀刻之后存在抗蚀剂掩模的残膜的情况下,将用于除去该残膜的有机溶剂表示为如下。有机溶剂与前述一样,例如:N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、环戊酮、环己酮、异佛尔酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基咪唑啉酮、四甲基脲、二甲亚砜、一缩二乙二醇二甲醚、一缩二乙二醇二乙醚、一缩二乙二醇二丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、一缩二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸丁酯、1,3-丁二醇乙酸甲酯(メチル-1,3-ブチレングリコ一ルアセテ一ト)、1,3-丁二醇-3-单甲醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等的单一溶剂或两种以上的混合溶剂等。
作为溶解除去的方法,能够采用这些溶剂中的一个或者两种以上的混合溶剂。另外,处理方法也不限于前述的方法,例如能够采用浸渍法等。
设置在彩色滤光片上的无机膜,如前所述,采用等离子SiO(P-SiO)、等离子SiN(P-SiN)、等离子SiON(P-SiON)等膜。无机膜的成膜采用等离子CVD(Chemical Vapor Deposition:化学蒸镀)法。在形成P-SiO膜时,作为气体能够采用SiH4、N2O、N2。在形成P-SiN膜的情况下,作为气体能够采用SiH4、NH3、N2。此时成膜的无机膜的折射率为P-SiO为1.45左右,P-SiN为1.90左右。
在固体摄像装置的片上微镜头中,通常采用聚苯乙烯类树脂、丙烯类树脂、酚醛清漆类树脂或这些树脂的聚合类树脂。这些材料的折射率大致为1.48~1.62。另外,在这些树脂以外的有机材料类树脂中,没有折射率超过1.9的材料(除了在树脂中分散添加金属氧化物微粒子的材料外)。因此,设置在彩色滤光片上的无机膜的折射率最好与片上微镜头相等,以致降低表面反射。此时,利用前述的等离子CVD成膜法,并且在气体种类中,通过利用SiH4、NH3、N2O、N2形成P-SiON膜。通过改变该气体的混合比,能够大致在1.45~1.90左右范围内调整该P-SiON膜的折射率。作为无机膜可以使用与片上微镜头部件能够配合装入的P-SiN膜。
这些利用等离子CVD法的成膜温度能够适用250℃以下的条件,优选为200℃以下。膜厚只要在200nm以下程度即可。在对彩色滤光片进行平滑化时,无机膜能够在化学机械抛光(CMP)法中作为停止层发挥作用,另外在蚀刻中用于检测蚀刻的结束。进而,无机膜对于防止光照射中的彩色滤光片的褪色、防止邻接的彩色滤光片成分彼此之间的色素扩散现象等也有效。特别是,能够改善染料内添加彩色滤光片的耐光性。
作为对于彩色滤光片的CMP条件,适合例如如下条件:泥浆液(スラリ一液)的pH为7~14,泥浆磨石粒径为100nm以下,泥浆磨石微粒浓度为5wt%以下。抛光垫采用例如连续发泡的聚氨酯树脂等,抛光压力在5psi以下,抛光头及抛光垫的转速在150rpm以下。将这些条件适当优化后实施。此时,如前所述,无机膜适合作为停止层功能而发挥作用。
图41~图43表示通过低温等离子CVD成膜法在彩色滤光片上,例如在180℃成膜温度形成无机膜例如膜厚为100nm的SiO膜时的、各绿色滤光片、红色滤光片、蓝色滤光片的耐光性改善数据(分光特性)。绿色滤光片、红色滤光片、蓝色滤光片均采用作为色素的染料。在图41~图43中,粗实线A表示初始值,虚线B表示具有无机膜的情况,细实线C表示没有无机膜的情况。在具有任何无机膜的情况下,就能够确认耐光性的改善。
在表1中列出在具有无机膜的情况以及没有无机膜的情况下的红色、绿色、蓝色的各评价结果。评价条件为采用近似太阳光的氙气光,照射200万lx·hr(勒克斯·时)的光。评价结果用分光平均变化量(分光变化量绝对值的平均值)来表示。另外,在该评价时采用截止380nm以下光的光学滤光片,将通过该滤光片的光照射样品。
表1
红 | 绿 | 兰 | |
没有无机膜 | 3.27 | 3.87 | 7.32 |
有无机膜 | 1.33 | 0.62 | 0.59 |
表1的单位是百分比(%)。表1列出了在各自的条件下,虚线B的具有无机膜的情况和细实线C的没有无机膜的情况相对粗实线A的初始值,在波长400nm~700nm之间的分光变化的绝对值的平均值(分光平均变化量)。从表1可判断,在各颜色滤光片上形成无机膜(SiON膜)的情况与未形成无机膜(SiON膜)的情况相比,提高了其平均变化率。另外,虽未在图表中表示,但是,在通过低温等离子CVD成膜法且在例如成膜温度180℃的温度下,即使将无机膜例如膜厚100nm的SiO2膜、SiN膜形成于彩色滤光片上的情况下,也得到相同的效果。
本发明能够均适用于包括上述的彩色滤光片1或21的、表面照射型固体摄像装置或者背面照射型固体摄像装置。例如,在CMOS固体摄像装置的情况下,能够适用于从多层布线层侧入射光的表面照射型以及从多层布线层的相反侧的基板背面入射光的背面照射型。特别是,在背面照射型的固体摄像装置中,由于从摄像区域以外的像素区域面开始,实质上在垂直方向不存在台阶高的周边电路等,因此,在根据本发明实施方式的彩色滤光片的平滑化中更加适合采用CMP。
下面,说明能够适用于第八、第九、第十、第十一的实施方式的结构。
在通过干式蚀刻形成第一颜色的绿色滤光片成分的情况下,为了提高对准精度,预先除去对准标记上的绿色滤光片成分材料,然后进行像素区域部的精密的对准。然后形成的红色滤光片成分、蓝色滤光片成分,基本上相对绿色滤光片成分自对准而形成。这同样适用于其他实施方式。
进一步,虽未图示,但是为了提高对绿色滤光片成分材料进行图案化时形成的抗蚀剂掩模的位置精度即对准精度,预先除去对准标记上部的绿色滤光片成分材料膜11Gm。或者,在形成绿色滤光片材料膜11Gm之后,预先经由抗蚀剂掩模除去对准标记上部的绿色滤光片成分材料膜11Gm。或者,也可以采用含有感光成分的材料,经由光学掩模对绿色滤光片进行曝光、显影而预先除去对准标记上部的绿色滤光片成分材料膜11Gm。对准标记上部的绿色滤光片成分材料膜11Gm的位置精度与摄像区域中的位置精度相比可以不太精确。对准标记形成在基板5的划线线条上等。
<第十五实施方式>
[电子设备的构成举例]
本发明的固体摄像装置能够适用于包括固体摄像装置的照相机、带有照相机的便携设备、包括固体摄像装置的其他设备等电子设备。
图40表示适用于作为本发明的电子设备一例的照相机的实施方式。本实施方式的照相机71的结构包括光学系统(光学透镜)72、固体摄像装置73及信号处理电路74。固体摄像装置73可以适用包括上述的彩色滤光片中的任一种的固体摄像装置。在光学系统72中,来自拍照对象的像光(入射光)在固体摄像装置73的摄像面上成像。由此,在一定期间信号电荷积蓄在固体摄像装置73的光电转换元件中。在信号处理电路74中,对固体摄像装置73的输出信号进行各种信号处理并且输出。本实施方式的照相机71包括将光学系统72、固体摄像装置73及信号处理电路74模块化的照相机模块的形式。
本发明能够构成图40的照相机或者包括照相机组件的例如以便携电话为代表的带有照相机的便携设备等。
进而,图40的结构能够构成将光学系统72、固体摄像装置73及信号处理电路74模块化的具有照相功能的组件,即构成作为所谓照相功能的组件。
根据本实施方式的电子设备,由于高精度地形成固体摄像装置的彩色滤光片,抑制固体摄像装置中的混色,提高感光度特性,抑制辉度阴影,因此能够提供得到高画质、高性能的电子设备。
Claims (15)
1.一种固体摄像装置,其特征在于,具有:
摄像区域,其中排列了具有光电转换元件的多个像素;以及
彩色滤光片,其包括:由第一颜色滤光片成分、周围被所述第一颜色滤光片成分包围并通过自对准而形成的第二颜色滤光片成分及周围被所述第一颜色滤光片成分包围并通过自对准而形成的第三颜色滤光片成分。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置,其特征在于,具有相互邻接的所述第一颜色滤光片成分的四角部接触而形成连续的第一颜色滤光片成分的所述彩色滤光片。
3.如权利要求2所述的固体摄像装置,其特征在于,在第一颜色滤光片、第二颜色滤光片、第三颜色滤光片中的任一个的至少表面上具有无机膜。
4.如权利要求2所述的固体摄像装置,其特征在于,在邻接的不同的彩色滤光片成分的边界处具有无机膜、遮光膜及气隙中的任一个。
5.如权利要求1所述的固体摄像装置,其特征在于,所述第一颜色、第二颜色及第三颜色的滤光片成分由在材料固体中不含有感光成分的材料膜形成。
6.一种固体摄像装置的制造方法,其特征在于,包括:
在形成于基板上的硬质掩模的开口部内形成第一颜色滤光片成分、第二颜色滤光片成分、第三颜色滤光片中的任一个的工序;以及
在除去所述硬质掩模而形成的开口部形成剩下的彩色滤光片成分的工序;并且,
所述第二颜色滤光片成分和所述第三颜色滤光片成分的各自周围形成被所述第一颜色滤光片成分包围的彩色滤光片。
7.如权利要求6所述的固体摄像装置的制造方法,其特征在于,相互邻接的所述第一颜色滤光片成分的四角部接触而形成连续的第一颜色滤光片成分。
8.如权利要求6所述的固体摄像装置的制造方法,其特征在于,在形成所述第一颜色滤光片成分之后除去所述硬质掩模而形成第二开口部及第三开口部的工序中,具有:
形成具有开口部的抗蚀剂掩模的工序,该开口部的面积比所述第二开口部及第三开口部的面积都小;以及
利用各向同性干式蚀刻除去所述抗蚀剂掩模的开口部下的硬质掩模的工序。
9.如权利要求6所述的固体摄像装置的制造方法,其特征在于,在形成所述剩下的彩色滤光片成分的工序中,具有:
在除去所述硬质掩模之后,将所述剩下的彩色滤光片成分平滑至具有停止层功能的无机膜,该无机膜形成在已有的彩色滤光片的至少表面上。
10.如权利要求6所述的固体摄像装置的制造方法,其特征在于,具有:
在邻接的不同的彩色滤光片成分的边界处形成无机膜、遮光膜及气隙中的任一个的工序。
11.如权利要求6所述的固体摄像装置的制造方法,其特征在于,在具有形成所述第一颜色滤光片成分并除去所述硬质掩模而形成剩下的彩色滤光片成分的工序的情况下,
第一颜色、第二颜色及第三颜色的滤光片成分材料采用材料固体中不含有感光成分的滤光片成分材料。
12.一种固体摄像装置的制造方法,其特征在于,具有:
在基板上形成第一颜色滤光片成分的工序,该第一颜色滤光片成分形成有开口部且在至少表面上具有无机膜;
在所述开口部中选择性地形成第二颜色滤光片成分和第三颜色滤光片成分的工序,该第二颜色滤光片成分和第三颜色滤光片成分的周围分别由所述第一颜色滤光片成分包围;以及
将所述第二颜色滤光片成分和所述第三颜色滤光片成分平滑至所述无机膜的工序。
13.如权利要求12所述的固体摄像装置的制造方法,其特征在于,所述无机膜的形成延长至所述第一颜色滤光片成分的开口部的侧壁。
14.一种电子设备,其特征在于,包括:
固体摄像装置;
光学系统,其将入射光引导到所述固体摄像装置的光电转换元件;
信号处理电路,其处理所述固体摄像装置的输出信号;
所述固体摄像装置,具有:
摄像区域,其中排列了具有光电转换元件的多个像素;以及
彩色滤光片,其具有第一颜色滤光片成分、周围被所述第一颜色滤光片成分包围的第二颜色滤光片成分及周围被所述第一颜色滤光片成分包围的第三颜色滤光片成分。
15.如权利要求14所述的电子设备,其特征在于,具有:
相互邻接的所述第一颜色滤光片成分的四角部接触而形成连续的第一颜色滤光片成分的所述彩色滤光片。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN102881705A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 豪威科技(上海)有限公司 | 背照式cmos影像传感器 |
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Families Citing this family (7)
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---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63208803A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | カラ−フイルタの製造方法 |
JPH05288922A (ja) * | 1992-04-13 | 1993-11-05 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタ |
US5708264A (en) * | 1995-11-07 | 1998-01-13 | Eastman Kodak Company | Planar color filter array for CCDs from dyed and mordant layers |
JP2000241619A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Sony Corp | カラーフィルター |
JP4207736B2 (ja) * | 2003-10-01 | 2009-01-14 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
JP2005294647A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびその製造方法 |
KR100878785B1 (ko) * | 2004-05-26 | 2009-01-14 | 어큐트로직 가부시키가이샤 | 촬상 장치 |
JP2006163316A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Sanyo Electric Co Ltd | カラーフィルタアレイ製造方法 |
KR100628233B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2006-09-26 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 자동 배열된 마이크로렌즈를 갖는 이미지 센서 및 그 제조방법 |
JP4598680B2 (ja) * | 2005-01-18 | 2010-12-15 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及びカメラ |
JP2006253463A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | カラーフィルタの製造方法及び固体撮像素子 |
KR100790225B1 (ko) * | 2005-12-26 | 2008-01-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
JP4953635B2 (ja) * | 2006-01-06 | 2012-06-13 | キヤノン株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
-
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9942499B2 (en) | 2010-03-25 | 2018-04-10 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image taking device with uniform noise distribution |
CN102202189A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-09-28 | 索尼公司 | 固体摄像装置和电子装置 |
US9648260B2 (en) | 2010-03-25 | 2017-05-09 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image taking device with uniform noise distribution |
US9167184B2 (en) | 2010-03-25 | 2015-10-20 | Sony Corporation | Solid-state image taking device and electronic apparatus |
CN102468311A (zh) * | 2010-11-05 | 2012-05-23 | 采钰科技股份有限公司 | 照射式图像传感器的滤光片及其制造方法 |
US9559137B2 (en) | 2010-11-05 | 2017-01-31 | Visera Technologies Company Limited | Color filter of illumination image sensor and method for fabricating the same |
CN106129077A (zh) * | 2011-03-14 | 2016-11-16 | 索尼公司 | 成像装置和电子设备 |
CN106129077B (zh) * | 2011-03-14 | 2019-05-10 | 索尼公司 | 成像装置和电子设备 |
CN102331596B (zh) * | 2011-10-09 | 2013-12-04 | 华映视讯(吴江)有限公司 | 彩色树脂组合物与形成多色彩色滤光片的方法 |
CN102331596A (zh) * | 2011-10-09 | 2012-01-25 | 华映视讯(吴江)有限公司 | 彩色树脂组合物与形成多色彩色滤光片的方法 |
CN103545329A (zh) * | 2012-07-12 | 2014-01-29 | 索尼公司 | 固态成像装置、制造固态成像装置的方法以及电子设备 |
CN103545329B (zh) * | 2012-07-12 | 2019-01-25 | 索尼公司 | 固态成像装置、制造固态成像装置的方法以及电子设备 |
CN102881705B (zh) * | 2012-10-25 | 2015-05-27 | 豪威科技(上海)有限公司 | 背照式cmos影像传感器 |
CN102881705A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 豪威科技(上海)有限公司 | 背照式cmos影像传感器 |
US20220102407A1 (en) * | 2018-12-28 | 2022-03-31 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device and electronic apparatus |
US20220139976A1 (en) * | 2018-12-28 | 2022-05-05 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device and electronic apparatus |
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