CN108352391B - 固态成像器件的制造方法及固态成像器件、以及彩色滤光片的制造方法及彩色滤光片 - Google Patents

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Abstract

降低彩色滤光片中的混色而成为高精细。在配置有光电转换器件的半导体基板(10)的表面上形成第一彩色滤光片膜，在第一彩色滤光片膜的表面上形成感光性树脂掩模材料层之后，将在与第二以后的彩色滤光片的形成位置相对的感光性树脂掩模材料层的一部分处形成有开口部的感光性树脂掩模材料层作为蚀刻掩模，通过使用了干式蚀刻气体的干式蚀刻除去第一彩色滤光片膜的一部分，以形成第一彩色滤光片(14)。此时，将第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物形成为设置于各彩色滤光片间的隔壁(17)，从而形成第二以后的彩色滤光片(15、17)。

Description

固态成像器件的制造方法及固态成像器件、以及彩色滤光片 的制造方法及彩色滤光片
技术领域
本发明涉及以CCD、CMOS等光电转换器件为代表的固态成像器件的制造方法及固态成像器件、以及它们所使用的彩色滤光片的制造方法及彩色滤光片。
背景技术
近年来，安装在数码相机等中的CCD(电荷耦合器件)及CMOS(互补型金属氧化物膜半导体)等固态成像器件的高像素化、微细化不断发展，特别是在微细的产品中为低于1.4μm×1.4μm水平的像素尺寸。
固态成像器件利用设置于光电转换器件上方的彩色滤光片来实现彩色化。另外，固态成像器件的光电转换器件有助于光电转换的区域(开口部)取决于固态成像器件的尺寸及像素数。该开口部相对于固态成像器件的总面积而局限在20～50％左右。开口部较小直接导致光电转换器件的灵敏度降低，因此，固态成像器件中，为了弥补灵敏度降低，通常在光电转换器件上形成聚光用的微透镜。
另外，近年来，开发了使用背面照射技术的图像传感器，能够将光电转换器件的开口部设置为固态成像器件总面积的50％以上。但是，在这种情况下，彩色滤光片的漏光可能会从与彩色滤光片相邻的位置而进入光电转换器件中，因此，需要形成适当的尺寸及形状的微透镜。
作为在固态成像器件上形成彩色滤光片图案的方法，通常如专利文献1那样，使用通过光刻工艺形成图案的方法。
另外，作为其它的形成方法，专利文献2中记载了如下的形成方法：在固态成像器件上形成彩色滤光片图案时，通过干式蚀刻工序将第一颜色的彩色滤光片层形成图案，并且通过光刻工序将第二颜色以后的彩色滤光片层形成图案。
另外，专利文献3及专利文献4中记载了将所有颜色的彩色滤光片图案通过干式蚀刻而形成的方法。
近年来，对于超过800万像素的高精细CCD成像器件的要求变大，作为这些高精细CCD中随带的彩色滤光片图案的像素尺寸，对于低于1.4μm×1.4μm水平的成像器件的要求变大。但是，由于像素尺寸缩小，通过光刻工艺形成的彩色滤光片图案的分辨率不足，产生了对固态成像器件的特性造成不良影响这样的问题。例如，由一边为1.4μm以下、或者1.1μm或0.9μm左右的尺寸构成的固态成像器件中，分辨率不足可能会出现由图案形状不良导致的颜色不均匀。
若彩色滤光片图案的像素尺寸变小，则纵横比变大。即，彩色滤光片图案的厚度相对于宽度变大。这种彩色滤光片图案中，原本应除去的部分(像素的无效果部分)未完全除去，成为残渣而对其它颜色的像素造成不良影响。在为了除去残渣而进行延长显影时间等方法的情况下，还会产生固化后的必要的像素被剥离这样的问题。
另外，如果要得到满意的分光特性，则彩色滤光片的层的厚度不得不变厚。但是，如果彩色滤光片的层的厚度变厚，则随着像素的微细化发展，有彩色滤光片图案的角变圆之类的分辨率降低的倾向。若要使彩色滤光片图案的层的厚度变薄且要得到分光特性时，需要提高彩色滤光片图案用材料中所包含的颜料浓度。但是，若提高颜料浓度，则光固化反应所需要的光不能到达至彩色滤光片图案的层的底部，彩色滤光片的层的固化就变得不充分。因此，存在着在光刻的显影工序中彩色滤光片的层发生剥离、且产生像素缺陷这样的问题。
另外，在为了使彩色滤光片的层的厚度变薄且得到分光特性而提高彩色滤光片用材料中所包含的颜料浓度的情况下，使光聚合固化成分相对地降低了。因此，彩色滤光片的层的光固化变得不充分，容易产生形状的劣化、面内的形状不均匀、形状崩塌等。另外，为了充分进行光固化而增加固化时的曝光量，因而会产生生产量降低的问题。
由于彩色滤光片图案的高精细化，彩色滤光片图案的膜厚不仅成为制造工序上的问题，而且还影响作为固态成像器件的特性。在彩色滤光片图案的膜厚较厚的情况下，从像素的斜方向入射的光被特定颜色的彩色滤光片分光之后，有时会入射到相邻的其它彩色滤光片图案部及光电转换器件。在这种情况下，产生了发生混色的问题。该混色问题随着彩色滤光片图案的像素尺寸变小、像素尺寸与膜厚的纵横比变大而变得显著。另外，在通过在形成有光电转换器件的基板上形成平坦化层等的材料从而使彩色滤光片图案与光电转换器件的距离变长的情况下，入射光的混色这样的问题也会显著地产生。因此，彩色滤光片图案及形成于其下部的平坦化层等的膜厚变薄是非常重要的。
为了防止来自像素的斜方向的入射等引起的混色，已知有在各色的彩色滤光片之间形成遮挡光的隔壁的方法。在液晶显示器等光学显示器件所使用的彩色滤光片中，通常已知使用了黑色材料形成的黑矩阵结构(BM)的隔壁。但是，在固态成像器件的情况下，各彩色滤光片图案的尺寸为数μm以下。因此，在使用一般的黑矩阵的形成方法来形成隔壁的情况下，图案尺寸较大，因此，如像素缺陷那样，一部分被BM涂满而分辨率降低。
在高精细化不断发展的固态成像器件的情况下，所要求的隔壁的尺寸为数百nm尺寸，更优选的是宽度200nm以下左右，且像素尺寸的高精细化不断发展至一个像素尺寸成为1μm左右。因此，如果要满足能够抑制混色的遮光性能，则优选100nm以下的膜厚。在该尺寸的隔壁形成中，难以采用使用了BM的光刻法来进行。因此，还考虑了如下方法等：使用金属或SiO2等无机物，通过干式蚀刻、蒸镀、溅射等成膜，并且使用蚀刻技术以削除光栅图案上部，由此形成隔壁。但是，这种方法中，存在着由于制造装置及制造工序的复杂化等而使得制造成本非常高的问题。
根据以上，为了增加固态成像器件的像素数，需要使彩色滤光片图案高精细化，彩色滤光片图案的薄膜化及防止混色方法是重要的问题。
如上所述，使现有的彩色滤光片图案用材料具有感光性且通过光刻工艺形成的彩色滤光片图案由于高精细化的进展，也要求彩色滤光片图案的薄膜化。在该情况下，颜料成分的含有比例增加，因此，存在着无法含有充分量的感光性成分，得不到分辨率，容易残留残渣，容易产生像素剥离这样的问题，并且存在使固态成像器件的特性降低的课题。
因此，为了进行彩色滤光片图案的高精细化及彩色滤光片的薄膜化，提出了专利文献2、3所记载的技术。在专利文献2、3所记载的方法中，以能够提高彩色滤光片用材料中的颜料浓度的方式，即使不含有感光性成分(光聚合固化成分)也可以通过干式蚀刻来形成彩色滤光片。通过使用这些干式蚀刻的技术，能够提高颜料浓度，且能够制作即使进行薄膜化也可得到充分的分光特性的彩色滤光片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-68076号公报
专利文献2：日本专利第4857569号公报
专利文献3：日本专利第4905760号公报
专利文献4：日本专利第5046639号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在实施干式蚀刻工序时，产生了所使用的蚀刻气体与蚀刻材料的反应产物。存在这样的问题：该反应产物有时由于向彩色滤光片侧壁部或向由干式蚀刻形成的开口部进行堆积而成为残渣，干式蚀刻的控制变得困难。另外，作为被蚀刻材料的彩色滤光片用材料中有机物为主成分，因而难以获得与蚀刻掩模所使用的有机物即感光性树脂材料的选择比。因此，难以除去蚀刻后的改质了的感光性树脂材料。另外，在干式蚀刻工序中，将要成为彩色滤光片的层通过蚀刻而局部除去时，存在着可能会损伤底漆的平坦化层或器件层的问题。例如专利文献3中，为了解决该问题，提出了设置蚀刻停止层的技术。但是，专利文献3的技术中，存在着制作工序增加、光透射性减少、而且上述器件间的距离(彩色滤光片图案与光电转换器件的距离)扩大这样的影响。
另外，为了解决这些问题，即使使用干式蚀刻的方法中，也存在着工艺控制困难、难以抑制由干式蚀刻所产生的反应产物、对彩色滤光片的下层半导体基板的损伤等。因此，考虑到这些，存在着工艺困难的课题。
本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，获得降低了混色的高精细固态成像器件的制造方法及固态成像器件、以及彩色滤光片的制造方法及彩色滤光片。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，根据本发明一个实施方式的固态成像器件的制造方法，其特征在于，具备：第一彩色滤光片膜形成工序，其中，在二维地配置有多个光电转换器件的半导体基板的表面上，涂布由以树脂材料为主成分且分散有第一颜料的第一树脂分散液构成的第一彩色滤光片用材料并使其固化，从而形成成为包含第一颜料的第一彩色滤光片的前体的第一彩色滤光片膜；开口部形成工序，其中，在第一彩色滤光片膜的表面上涂布感光性树脂掩模材料以形成感光性树脂掩模材料层之后，在与包含跟第一颜料不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片的形成位置相对的感光性树脂掩模材料层的一部分中，通过光刻形成开口部；第一彩色滤光片形成工序，其中，将形成有开口部的感光性树脂掩模材料层作为蚀刻掩模，通过使用了干式蚀刻气体的干式蚀刻，除去从开口部露出的第一彩色滤光片膜的一部分以形成第一彩色滤光片，并除去蚀刻掩模；隔壁形成工序，其中，将在第一彩色滤光片形成工序中对第一彩色滤光片膜进行干式蚀刻时形成的第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物形成为设置于多个颜色的彩色滤光片彼此之间的隔壁；第二以后的彩色滤光片形成工序，其中，形成包含与第一彩色滤光片不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片；以及，微透镜形成工序，其中，形成使入射光聚光于各个所述光电转换器件上的多个微透镜。
另外，根据本发明一个实施方式的固态成像器件，其特征在于，具备：半导体基板，其具有二维地配置的多个光电转换器件；多个微透镜，其配置于半导体基板的上方，且使入射光聚光于各个所述光电转换器件；多个颜色的彩色滤光片，其设置于半导体基板与微透镜之间，且以与所述多个光电转换器件分别对应的方式按照预先设定的规则进行配置；隔壁，其设置在多个颜色的彩色滤光片的各个之间，设置在多个颜色的彩色滤光片当中的作为一个颜色的彩色滤光片的第一彩色滤光片的侧壁部的隔壁具有这样的第一壁部分：其包含第一彩色滤光片中所含的第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物。
另外，根据本发明一个方实施式的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，具有：第一彩色滤光片膜形成工序，其中，在二维地配置有多个光电转换器件的半导体基板的表面上，涂布由以树脂材料为主成分且分散有第一颜料的第一树脂分散液构成的第一彩色滤光片用材料并使其固化，从而形成成为包含第一颜料的第一彩色滤光片的前体的第一彩色滤光片膜；开口部形成工序，其中，在第一彩色滤光片膜的表面上涂布感光性树脂掩模材料以形成感光性树脂掩模材料层之后，在与包含跟第一颜料不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片的形成位置相对的感光性树脂掩模材料层的一部分中，通过光刻形成开口部；第一彩色滤光片形成工序，其中，将形成有开口部的感光性树脂掩模材料层作为蚀刻掩模，通过使用了干式蚀刻气体的干式蚀刻，除去从开口部露出的第一彩色滤光片膜的一部分以形成第一彩色滤光片，并除去蚀刻掩模；隔壁形成工序，其中，将在第一彩色滤光片形成工序中对第一彩色滤光片膜进行干式蚀刻时形成的第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物形成为设置于多个颜色的彩色滤光片彼此之间的隔壁；以及，第二以后的彩色滤光片形成工序，其中，形成包含与第一彩色滤光片不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片。
另外，根据本发明一个实施方式的彩色滤光片，其特征在于，具备：多个彩色滤光片，其平面地配置，且具有相互不同的颜色；隔壁，其设置于多个彩色滤光片当中面积最大的第一彩色滤光片的侧壁，且包含第一彩色滤光片中所含的第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够获得降低了混色的高精细固态成像器件的制造方法及固态成像器件、以及彩色滤光片的制造方法及彩色滤光片。
附图说明
图1是表示根据本发明第一实施方式的固态成像器件的一个结构例的示意性剖面图。
图2是表示根据本发明第一实施方式的彩色滤光片图案的拜耳阵列的示意性平面图。
图3是表示图2所示的本发明第一实施方式的彩色滤光片图案的A-A’截面及B-B’截面的剖面图。
图4是按照工序顺序示出用于形成本发明第一实施方式的第一彩色滤光片图案及第二以后的彩色滤光片图案的开口部的形成的截面工序图。
图5是按照工序顺序示出本发明第一实施方式中形成第二以后的彩色滤光片图案及微透镜的第一方法的截面工序图。
图6是按照工序顺序示出本发明第一实施方式中形成第二以后的彩色滤光片图案的第二方法的截面工序图。
图7是表示根据本发明第二实施方式的固态成像器件的一个结构例的示意性剖面图。
图8是按照工序顺序示出用于形成本发明第二实施方式的第一彩色滤光片图案及第二以后的彩色滤光片图案的开口部的形成的截面工序图。
图9是表示根据本发明第三实施方式的固态成像器件的一个结构例的示意性剖面图。
图10是按照工序顺序示出用于形成本发明第三实施方式的第一彩色滤光片图案及第二以后的彩色滤光片图案的开口部的形成的截面工序图。
图11是表示根据本发明第四实施方式的固态成像器件的一个结构例的示意性剖面图。
图12是按照工序顺序示出用于形成本发明第四实施方式的第一彩色滤光片图案及第二以后的彩色滤光片图案的开口部的形成的截面工序图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
1.第一实施方式
(1-1)固态成像器件的结构
如图1所示，根据本发明第一实施方式的固态成像器件具备：具有二维地配置的多个光电转换器件11的半导体基板10；配置于半导体基板10的上方的多个微透镜18；设置于半导体基板10与微透镜18之间的多个颜色的彩色滤光片14、15、16；设置于多个颜色的彩色滤光片14、15、16彼此之间的隔壁17。另外，根据第一实施方式的固态成像器件具备：在半导体基板10的表面上局部地形成的下层平坦化层12、在彩色滤光片14、15、16的上表面设置的上层平坦化层13。在第一实施方式的固态成像器件中，设置在选自多个颜色的彩色滤光片14、15、16中的一个颜色的彩色滤光片即第一彩色滤光片14的侧壁部的隔壁17包含第一彩色滤光片14中所含的第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物。
以下，在说明根据第一实施方式的固态成像器件时，将在制造工序上最初形成的且面积最大的彩色滤光片14定义为第一彩色滤光片。另外，将在制造工序上第二个形成的彩色滤光片15定义为第二彩色滤光片，将在制造工序上第三个形成的彩色滤光片16定义为第三彩色滤光片。
在此，优选将面积最大的彩色滤光片14作为第一彩色滤光片，但是也可以由其它彩色滤光片构成第一彩色滤光片。
以下，详细地说明固态成像器件的各部分。
(光电转换器件及半导体基板)
光电转换器件11具有将光转换成电信号的功能。
形成有光电转换器件11的半导体基板10一般以表面的保护及平坦化为目的，最外面由保护膜形成。半导体基板10由能够透射可见光且可承受至少300℃左右的温度工艺的材料形成。作为这种材料，例如可举出：Si、SiO2等氧化物及SiN等氮化物、以及它们的混合物等、含有Si的材料等。在半导体基板10中，表面保护膜例如形成为1nm以上1μm以下左右的膜厚。
(微透镜)
微透镜18配置于半导体基板10的上方，且设置在二维配置于半导体基板10上的多个光电转换器件11的每一个上。微透镜18使入射至微透镜18的入射光分别聚光于各个光电转换器件11，由此能够弥补光电转换器件11的灵敏度降低。
(下层平坦化层)
下层平坦化层12是为了半导体基板10的表面保护及平坦化而设置的层。即，下层平坦化层12降低了光电转换器件11的制作所产生的半导体基板10的上表面的凹凸，并提高了用于形成彩色滤光片14、15、16的彩色滤光片用材料的密合性。另外，本实施方式中，下层平坦化层12中，构成下层平坦化层12的材料作为隔壁形成用材料的供给源而发挥作用。即，下层平坦化层12能够供给这样的材料：在干式蚀刻时其与干式蚀刻气体反应而用于形成成为隔壁的反应产物。
需要说明的是，在半导体基板10的制造过程中在最外面形成保护层、并且进行表面平坦化的情况下，也可以不必设置该下层平坦化层12。
在半导体基板10的最外面由上述的包含Si的组成物形成的情况下，下层平坦化层12(例如)由包含丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、酚醛清漆系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、三聚氰胺系树脂、尿素系树脂及苯乙烯系树脂等树脂中的一种或多种的树脂形成。另外，下层平坦化层12不限于这些树脂，只要是透射波长为400nm至700nm的可见光、且不阻碍彩色滤光片14、15、16的图案形成及密合性的材料，就可以任意使用。
下层平坦化层12优选由不会对彩色滤光片14、15、16的分光特性造成影响的树脂形成。例如，优选的是，下层平坦化层12形成为对波长为400nm至700nm的可见光的透射率为90％以上。
但是，由于设置下层平坦化层12，从微透镜18到半导体基板10的距离变长，即入射至光电转换器件11的光的光路长度变长。因此，如果可能的话，则优选省略下层平坦化层12。
(上层平坦化层)
上层平坦化层13是为了将彩色滤光片14、15、16及隔壁17的上表面进行平坦化而设置的层。
上层平坦化层13例如由包含丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、酚醛清漆系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、三聚氰胺系树脂、尿素系树脂、苯乙烯系树脂等树脂中的一种或多种的树脂形成。需要说明的是，如果彩色滤光片14、15、16及隔壁17的上表面平坦，则也可以不必设置上层平坦化层13。
(彩色滤光片)
彩色滤光片14、15、16是与将入射光进行颜色分解的各颜色相对应的滤光片。彩色滤光片14、15、16设置于半导体基板10与微透镜18之间，并且以与多个光电转换器件11分别对应的方式通过预先设定的规则来进行配置。
图2中以平面的方式示出了各颜色的彩色滤光片14、15、16以及形成于各彩色滤光片14、15、16之间的隔壁17的阵列。图2所示的阵列是所谓的拜耳阵列，是铺设四个角带有圆形的四边形状的彩色滤光片14、15、16的图案(第一、第二及第三彩色滤光片图案14b、15b、16b)而成的阵列。
本实施方式中，在各个行方向及列方向中，每隔一个像素设置有作为第一彩色滤光片图案14b的G(绿)滤光片。另外，在本实施方式中，G(绿)滤光片之间，每隔一行设置有作为第二彩色滤光片图案15b的R(红)滤光片和作为第三彩色滤光片图案16b的B(蓝)滤光片。因此，具备拜耳阵列的彩色滤光片图案的本实施方式的固态成像器件中，相对于总像素数N，G(绿)的分辨率成为N/2，红(R)及蓝(B)的分辨率成为N/4。
需要说明的是，拜耳阵列中，第二彩色滤光片图案15b(R(红)滤光片)、第一彩色滤光片图案14b(G(绿)滤光片)及第三彩色滤光片图案16b(B(蓝)滤光片)这3种彩色滤光片图案不要成为并列排列。因此，图2所示的拜耳阵列的固态成像器件的A-A’截面实际上如图3(a)所示，第一彩色滤光片图案14b(G(绿)滤光片)和第三彩色滤光片图案16b(B(蓝)滤光片)依次排列。同样，图2所示的固态成像器件的B-B’截面实际上如图3(b)所示，第一彩色滤光片图案14b(G(绿)滤光片)和第二彩色滤光片图案15b(R(红)滤光片)依次排列。但是，为了简化说明，以下参照第一、第二、第三彩色滤光片图案14b、15b、16b的三色(G(绿)滤光片、R(红)滤光片、B(蓝)滤光片)排列而成的图1中所示的阵列进行说明。
如图2所示，多个颜色的彩色滤光片(14、15、16)中的第一彩色滤光片14形成为其面积比第二彩色滤光片15及第三彩色滤光片16的面积更大。面积最大的第一彩色滤光片14具备：第一彩色滤光片图案14b和将第一彩色滤光片图案14b彼此连接起来的桥接部14c。图2所示的拜耳阵列中，在各个行方向及列方向中，每隔一个像素设置有第一彩色滤光片图案(G(绿)滤光片)14b。因此，第一彩色滤光片图案(G(绿)滤光片)14b彼此在图2的斜方向上相互邻接。
桥接部14c形成为将斜方向上相邻的第一彩色滤光片图案14b彼此的角部连接起来。由此，第二及第三彩色滤光片图案15b、16b形成为分别独立的结构。另外，不仅在第一彩色滤光片图案14b的侧壁部，而且在桥接部14c的侧壁部也形成隔壁17。因此，具有不仅能够降低第一彩色滤光片14与第二、第三彩色滤光片15、16间的混色，而且还能够降低第二、第三彩色滤光片15、16彼此的混色的效果。
本实施方式中，对具有图2所示的拜耳阵列的彩色滤光片的固态成像器件进行说明。但是，固态成像器件的彩色滤光片不一定局限于拜耳阵列，另外，彩色滤光片的颜色也不局限于RGB这3色。另外，也可以在彩色滤光片的阵列的一部分中将折射率调整了的透明层配置作为彩色滤光片。
彩色滤光片14、15、16包含预定颜色的颜料和热固化性树脂等树脂材料。例如，彩色滤光片14包含绿色颜料，彩色滤光片15包含红色颜料，彩色滤光片16包含蓝色颜料。
(隔壁)
隔壁17设置在多个颜色的彩色滤光片14、15、16的彼此之间。本实施方式中，通过设置于第一彩色滤光片图案14b及桥接部14c的侧壁部的隔壁17，能够将第一彩色滤光片14与第二、第三彩色滤光片15、16分别区分开。
隔壁17包含第一彩色滤光片14中所含的第一彩色滤光片用材料与形成第一彩色滤光片14时所使用的干式蚀刻气体的反应产物。
(1-2)固态成像器件的制造方法
接着，参照图4及图5来说明本发明第一实施方式的固态成像器件的制造方法。
(下层平坦化层形成工序)
如图4(a)所示，准备具有二维地配置的多个光电转换器件11的半导体基板10，在其表面形成下层平坦化层12。下层平坦化层12例如由上述的包含丙烯酸系树脂等树脂材料中的一种或多种的树脂、或氧化化合物、氮化化合物等化合物形成。
下层平坦化层12通过涂布上述的树脂材料并进行加热使其固化的方法来形成。另外，通过以蒸镀、溅射、CVD等各种方法形成上述化合物的膜从而形成下层平坦化层12。
在此，根据本实施方式的固态成像器件的制造方法与现有的使用感光性彩色滤光片用材料通过光刻直接形成彩色滤光片14、15、16图案而进行制造的方法是不同的。即，在根据本实施方式的固态成像器件的制造方法中，将第一彩色滤光片用材料涂布于整个面并固化从而形成第一彩色滤光片膜14d(参照图4(b))之后，通过干式蚀刻将形成其它的彩色滤光片的部位除去。由此，首先形成第一彩色滤光片14。然后，在周边被第一彩色滤光片14包围的部分处形成第二以后的彩色滤光片(第二、第三彩色滤光片15、16)。此时，将首先形成的第一彩色滤光片14用作导向图案，并通过高温加热处理使第二以后的彩色滤光片材料固化。因此，即使在第二、第三彩色滤光片15、16的下侧没有下层平坦化层12，也能够提高半导体基板10与彩色滤光片14、15、16的密合性。因此，在根据本实施方式的固态成像器件的制造方法中，如果作为隔壁17制造时的材料供给源，在半导体基板10的表面形成保护膜，则可以省略在第二、第三彩色滤光片15、16的下侧形成下层平坦化层12。
(第一彩色滤光片膜形成工序)
接下来，对如图4(b)所示的在形成于半导体基板10上的下层平坦化层12的表面上，形成固态成像器件中成为形成面积最大的第一彩色滤光片14的前体的第一彩色滤光片膜14d的工序进行说明。
需要说明的是，在未形成下层平坦化层12的情况下，第一彩色滤光片膜14d形成于半导体基板10的表面上。在该情况下，省略了上述的下层平坦化层形成工序。
在二维地配置有多个光电转换器件11的半导体基板10的表面上，涂布由以树脂材料为主成分且分散有第一颜料的第一树脂分散液构成的第一彩色滤光片用材料。本实施方式的固态成像器件假定使用了如图2所示的拜耳阵列的彩色滤光片。因此，第一颜料优选为绿色(G)。另外，在假定拜耳阵列的RGB的情况下，包含绿色颜料的第一彩色滤光片用材料在使用光刻法进行图案形成时，若以能够形成微细图案的程度含有感光性成分，则颜料的浓度容易不充分。如果能够形成绿色的彩色滤光片作为第一彩色滤光片14，则可以将第二彩色滤光片15、第三彩色滤光片16设置为由包含容易含有感光性成分的红色和蓝色颜料的彩色滤光片用材料构成的红色和蓝色的彩色滤光片。
作为第一彩色滤光片用材料的树脂材料，例如可使用热固化性树脂、紫外线固化树脂等光固化性树脂、它们的混合树脂，特别优选使用热固化性树脂。在使用热固化性树脂作为树脂材料的情况下，不需要含有光固化性树脂，因此能够提高第一颜料的添加浓度，容易形成薄的且可以得到所期望的分光特性的第一彩色滤光片14。
另外，在使用光固化性树脂材料作为树脂材料的情况下，与现有方法中的通过使彩色滤光片用材料具有感光性并进行曝光从而直接形成所期望的图案的情况不同的是，只要使涂布膜整个面固化即可，因此能够降低感光性成分的含量。因此，与现有方法的彩色滤光片用材料相比，能够提高第一颜料的添加浓度，容易形成薄的且可以得到所期望的分光特性的第一彩色滤光片14。
在含有绿色的颜料作为第一彩色滤光片用材料的第一颜料的情况下，可以使用具有1.55至1.7的折射率的上述树脂材料。
接着，进行涂布于下层平坦化层12的表面的第一彩色滤光片用材料的固化处理。作为固化方法，可以使用公知的方法。例如，在使用热固化性树脂作为第一彩色滤光片用材料的树脂材料的情况下，通过加热，可以进行第一彩色滤光片用材料的固化，在使用光固化性树脂作为第一彩色滤光片用材料的树脂材料的情况下，通过紫外线等的光照射，可以进行第一彩色滤光片用材料的固化。
需要说明的是，固态成像器件的制造中，在形成微透镜18时，大多采用200℃以上300℃以下左右的高温加热工序，因此，第一彩色滤光片用材料优选具有高温耐性。因此，作为树脂材料，更优选使用具有高温耐性的热固化性树脂。
如上所述，通过进行第一彩色滤光片用材料的固化处理，形成了成为第一彩色滤光片的前体的第一彩色滤光片膜14d(图4(b)参照)。
(蚀刻掩模形成工序)
接着，如图4(c)至图4(e)所示，在前一工序中形成的第一彩色滤光片膜14d上形成具有开口部的蚀刻掩模。
首先，如图4(c)所示，在第一彩色滤光片膜14d的表面上涂布感光性树脂掩模材料并干燥，形成感光性树脂掩模层20a。
接着，如图4(d)所示，对于感光性树脂掩模层20a使用光掩模(未图示)进行曝光，所需要的图案以外的图案在显影液中发生可溶的化学反应。
接着，如图4(e)所示，通过显影除去感光性树脂掩模层20a的不需要部(曝光部)。由此，在感光性树脂掩模层20a的与第二、第三彩色滤光片15、16的形成位置相对的部分处设置开口部20c。由此，形成具有开口部的蚀刻掩模20。在开口部20c中，通过后面的工序填充第二彩色滤光片用材料或第三彩色滤光片用材料。
此时，开口部20c形成为如图2所示的四角带有圆形的四边形状。由此，第一彩色滤光片14形成为四边形状的第一彩色滤光片图案14a的四角被桥接部14c连接起来这样的形状。由于第一彩色滤光片14具有这种形状，因此固态成像器件的光学特性提高，另外，通过光刻容易形成第二、第三彩色滤光片15、16。需要说明的是，通过蚀刻制作桥接部14c时，可能会在横方向上进行蚀刻，因此优选的是，预先设定向横方向的蚀刻量从而调整感光性树脂掩模层20a的膜厚。
作为感光性树脂掩模材料，例如，可以将丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂、酚醛清漆系树脂、其它的具有感光性的树脂单独地使用或混合多种使用或者使其共聚后使用。将感光性树脂掩模层20a形成图案的光刻工艺中所使用的曝光机可举出：扫描仪、步进机、对准器、镜面投影对准器。另外，也可以通过电子束的直接描绘、通过激光的描绘等进行曝光。其中，为了形成要求高像素化、微细化的固态成像器件的第一彩色滤光片14，一般使用步进机或扫描仪。
作为感光性树脂掩模材料，为了制作高分辨率且高精度的图案，优选使用普通的光致抗蚀剂。通过使用光致抗蚀剂，与利用具有感光性的彩色滤光片用材料形成图案的情况不同的是，容易控制形状，且能够形成尺寸精度良好的图案。
此时所使用的光致抗蚀剂优选为干式蚀刻耐性较高的光致抗蚀剂。在用作干式蚀刻时的蚀刻掩模材料的情况下，为了提高蚀刻掩模材料与蚀刻部件的蚀刻速度即选择比，在显影后大多采用被称为后烘焙的热固化工序。但是，当包含热固化工序时，在干式蚀刻后，有时用作蚀刻掩模的残留抗蚀剂的除去工序中的除去变得困难。因此，作为光致抗蚀剂，优选为即使不采用热固化工序也能够在与蚀刻部件之间得到选择比的光致抗蚀剂。另外，在不能得到良好的选择比的情况下，需要较厚地形成光致抗蚀剂材料的膜厚，但是难以通过光刻形成微小图案。因此，作为光致抗蚀剂，优选为干式蚀刻耐性较高的材料。
具体而言，作为蚀刻掩模的感光性树脂掩模材料与作为干式蚀刻对象的第一彩色滤光片用材料的蚀刻速度比(选择比)优选为0.5以上5.0以下左右，更优选为0.8以上5.0以下。如果是该选择比，则能够以可得到感光性树脂掩模材料的分辨率的膜厚来构成感光性树脂掩模层20a。另外，即使在为了提高生产量而加快蚀刻速率的情况下，也防止了作为蚀刻掩模的光致抗蚀剂的枯渇，从而能够提高蚀刻控制性。更具体而言，在第一彩色滤光片用材料的膜厚为0.3μm以上0.8μm以下左右的情况下，感光性树脂掩模层20a的膜厚优选为0.6μm以上2.0μm以下左右。
另外，作为此时使用的光致抗蚀剂，正性抗蚀剂或负性抗蚀剂均没有问题。但是，若考虑蚀刻后的光致抗蚀剂除去，由于外部主要原因，与进行化学反应且在固化方向上变化的负性抗蚀剂相比，优选为进行化学反应且在溶解方向上容易发生化学反应的正性抗蚀剂。
如上所述，形成蚀刻掩模。
(第一彩色滤光片形成工序)
接着，如图4(f)～图4(h)所示，通过使用了蚀刻掩模20及干式蚀刻气体的干式蚀刻，除去了从开口部20c露出的第一彩色滤光片膜14d的一部分，从而形成第一彩色滤光片14。
如图4(f)所示，使用蚀刻掩模20，对第一彩色滤光片膜14d进行干式蚀刻。作为干式蚀刻的方法，例如可举出：ECR、平行平面磁控管、DRM、ICP、或2频率型的RIE(ReactiveIon Etching)等。对于蚀刻方式没有特别限制，但优选为即使宽度为数mm以上的大面积图案或数百nm的微小图案等图案的大小或面积不同，也能够以蚀刻速率及蚀刻形状不会变化的方式进行控制的方式。另外，优选的是，采用在100mm～450mm左右的尺寸的Si晶片整个面上，能够在面内均匀地干式蚀刻的控制机构的干式蚀刻方法。
干式蚀刻气体只要是具有反应性(氧化性·还原性)即具有蚀刻性的气体即可。作为具有反应性的气体，例如可以举出包含氟、氧、溴、硫及氯等的气体。另外，可以将这样的稀有气体以单体的形式使用或混合使用，该稀有气体为氩或氦等的包含反应性较小且进行以离子的物理冲击所产生的蚀刻这样的元素。另外，在使用气体的等离子环境下的干式蚀刻工序中，只要是能够使得形成所期望的图案的反应的气体，则即使不限定于这些气体也是没有问题的。在初始阶段将总气体流量的90％以上设为稀有气体等的以离子物理冲击为主体进行蚀刻的气体，并向其中混合氟系气体或氧系气体而得到蚀刻气体，通过使用该蚀刻气体，也可以利用化学反应而提高蚀刻速率。
本实施方式中，半导体基板10由以硅为主体的材料构成。因此，作为干式蚀刻气体，优选使用对彩色滤光片用材料进行蚀刻、而对作为基底的半导体基板10不会蚀刻的气体。另外，在使用会对半导体基板10进行蚀刻的气体的情况下，也可以设为：最初使用会蚀刻半导体基板10的气体，并在中途变更成不会蚀刻半导体基板10的气体从而进行蚀刻的多阶段蚀刻。需要说明的是，只要对半导体基板10没有影响，使用蚀刻掩模20以接近垂直的形状能够进行彩色滤光片用材料的蚀刻，且不会形成彩色滤光片用材料的残渣，则对蚀刻气体的种类没有限制。
如图4(g)所示，进行第一彩色滤光片膜14d的干式蚀刻直到半导体基板10的表面，然后除去蚀刻掩模20，由此，如图4(h)所示，能够形成第一彩色滤光片14。本实施方式中，在第一彩色滤光片14的下部残存有下层平坦化层12的一部分。
(下层平坦化层中不包含Si时的干式蚀刻条件)
另外，本实施方式中，半导体基板10的表面被包含多晶硅、SiO2等氧化膜或SiN等氮化膜之类的Si的材料进行保护及平坦化的情况下，也可以在不会对光电转换器件的特性造成影响的范围内对半导体基板10的表面进行蚀刻。需要说明的是，不会对光电转换器件的特性造成影响的范围的厚度是(例如)0nm以上30nm以下左右。
另外，在下层平坦化层12中未使用包含Si的层的情况下，通过对包含具有该半导体基板10的保护及平坦化作用的Si的膜进行蚀刻，能够将包含Si的反应产物形成作为隔壁17。另外，在下层平坦化层12中使用了包含Si的层的情况下，多多少少会有对光电转换器件造成影响的可能性，因此，优选尽可能不蚀刻半导体基板10。
(隔壁形成工序)
接着，如图4(f)～图4(h)所示，将在干式蚀刻第一彩色滤光片膜14d时所形成的反应产物形成为设置于彩色滤光片14、15、16各自之间的隔壁17。隔壁17由第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物形成。此时，在进行各向异性的蚀刻的情况下，通过干式蚀刻产生的反应产物附着于侧壁部而形成的侧壁保护层的控制是非常重要的。另外，根据干式蚀刻条件，反应产物的附着方法及附着量发生变化。
本实施方式的固态成像器件的制造方法中，进行第一彩色滤光片膜14d的蚀刻，向由蚀刻形成的开口部20c中充填第二、第三彩色滤光片用材料，从而形成多色的彩色滤光片。因此，在干式蚀刻时，需要垂直地蚀刻第一彩色滤光片膜14d，且进行图案尺寸的控制。因此，在干式蚀刻时，需要控制反应产物向第一彩色滤光片14的侧壁的附着方法及附着量。
当反应产物的附着量增加时，蚀刻掩模20的除去可能变得困难。另外，即使能够除去蚀刻掩模20，彩色滤光片用材料及附着至蚀刻掩模20侧壁的侧壁保护层有时也会直接地残留。在该情况下，在第二彩色滤光片用材料或第三彩色滤光片用材料的涂布工序中所残留的侧壁保护层可能成为问题。因此，进行蚀刻气体及蚀刻条件的调整以减少向第一彩色滤光片14侧壁的附着物，与干式蚀刻工序所产生的向横方向的蚀刻相抵，由此，能够垂直地且侧壁附着物较少地进行蚀刻。在通过干式蚀刻形成图案的情况下，假定采用了具有各向异性地进行蚀刻的工序。但是，本实施方式中，将后述的反应产物用作隔壁17。另外，考虑到该情况，本实施方式中，向着使反应产物向第一彩色滤光片14侧壁的附着量增多的方向进行控制。
作为彩色滤光片图案的结构上成为问题的方面，存在着通过了各色的彩色滤光片后的光进入其它光学器件，由此引起的混色问题。作为抑制该问题的方法，已知有利用在各色的彩色滤光片之间阻隔光的遮光效果，或者通过控制折射率从而以不向其它光电转换器件上入射光的方式形成隔壁的方法。
另外，本实施方式中，假定为拜耳阵列，因此，作为第一彩色滤光片14，假定为绿色的彩色滤光片。本实施方式的方法中，能够消除或减少彩色滤光片用材料的感光性成分，因此，能够控制成为第一彩色滤光片的绿色的彩色滤光片用材料的折射率，容易控制与在本实施方式中形成的隔壁或者红色、蓝色的彩色滤光片之间的折射率。
本实施方式中，设定干式蚀刻条件以积极地形成在该干式蚀刻时产生的、一直以来都假定要抑制的反应产物，并且将通过干式蚀刻形成的侧壁附着层用作各彩色滤光片14、15、16间的隔壁17。
本实施方式中，假定为拜耳阵列，对包含绿色颜料的彩色滤光片用材料进行蚀刻，并使用该反应产物制作隔壁17。一般使用的绿色颜料中含有铜或锌等金属成分。因此，与此次假定的蚀刻气体的反应产物成为在蚀刻时难以挥发且难以除去的反应产物，在隔壁17中大量含有锌或铜金属。因此，即使在隔壁17的膜厚较薄的情况下，通过含有隔壁17中所含的金属元素的膜，因而光被遮挡，通过设置隔壁17而产生的混色防止效果得以大幅表现。因此，具有容易形成在进行微细化的固态成像器件中所要求的厚度200nm以下的隔壁17的优点。特别是，由反应产物形成的隔壁17能够形成为50nm以下左右的膜厚，且含有金属成分，由此，具有遮光性也满足所需性能的效果。
在彩色滤光片用材料的干式蚀刻中，为了减少反应产物向第一彩色滤光片14的侧壁的附着，增加干式蚀刻时的化学反应的量。因此，优选的是，生成容易从蚀刻腔室内排出的反应产物，从而难以将反应产物附着至侧壁。因此，从构成作为被蚀刻膜的第一彩色滤光片膜14d的第一彩色滤光片材料为有机材料的方面来看，优选增加氟系气体流量或氧系气体流量。作为所使用的氟系气体，例如优选从由CF4、C2F6、C3F8、C2F4、C4F8等的碳和氟构成的气体的组中任意地选择。另外，也可以将这些氟系气体混合多个而用作干式蚀刻气体。
另一方面，在使用了氟系气体的干式蚀刻的情况下，本实施方式的制造方法中，可能会以基底的半导体基板10中所主要使用的硅为化学反应主体来进行蚀刻。因此，需要以不使氟系气体流量增多至必要以上的方式来调整气体流量。
另一方面，通过减少化学反应量而大量利用使用了离子物理冲击的反应，可以增加反应产物向第一彩色滤光片14的侧壁的堆积量(附着量)。例如，作为所使用的干式蚀刻气体，可以考虑氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、以及氙(Xe)等稀有气体，特别优选为氦或氩。但是，在减少化学反应量的情况下，据认为会对蚀刻掩模20造成损伤。另外，在化学反应较少的情况下，存在蚀刻速率变慢的问题。
本实施方式中，将含有Ar、He等反应性小的元素的稀有气体设为总气体流量的90％以上，并且使用混合有1种以上的氟系及氧系等具有反应性的气体的干式蚀刻气体。由此，能够使用化学反应提高蚀刻速率，且增加附着于第一彩色滤光片14的侧壁上的反应产物的量。由此，能够将附着于第一彩色滤光片14的侧壁上的反应产物用作隔壁17。更具体而言，优选的是，含有Ar、He等反应性小的元素的稀有气体为总气体流量的95％以上。
另外，反应产物向侧壁的附着具有依赖于干式蚀刻时的压力的倾向。这是因为，在腔室内的压力高的情况下，蚀刻气体或反应产物在腔室内的量较多，因此，离子的平均自由程变短，因此离子物理冲击变少。本实施方式中，干式蚀刻时的腔室内的压力优选为0.01Pa以上8.0Pa以下的范围，更优选为0.1Pa以上3.0Pa以下。这是因为，如果为0.01Pa以上8.0Pa以下的压力，则具有容易形成稳定的等离子环境，且容易控制蚀刻条件的优点。
另外，在通过该蚀刻条件实施蚀刻的情况下，反应产物向第一彩色滤光片14的侧壁的附着量变多，蚀刻掩模20的除去变得困难。因此，优选的是，通过根据状况多个阶段地改变干式蚀刻条件，从而容易进行蚀刻掩模20的除去。具体而言，优选的是，在第一彩色滤光片膜14d的蚀刻时，设为反应产物向侧壁的附着量较多的蚀刻条件。另外，在蚀刻位置接近半导体基板10表面的情况下，优选设为在不对半导体基板10表面造成损伤的情况下能够蚀刻第一彩色滤光片膜14d全部的蚀刻条件。
具体而言，在蚀刻初始，将反应性小的稀有气体设为总气体流量的90％以上，并且使用包含具有反应性的气体的蚀刻气体进行蚀刻。此时，优选的是，相对于第一彩色滤光片膜14d的初始膜厚，进行30％以上90％以下蚀刻，更优选进行50％以上80％以下蚀刻，进一步优选进行60％以上70％以下蚀刻。
在下一阶段，将反应性小的稀有气体设为总气体流量的80％以下，并且使用氟系气体或氧系气体等具有反应性的气体或将它们混合多个的气体混合的干式蚀刻气体进行蚀刻。此时，稀有气体的量更优选为总气体流量的70％以下，进一步优选为50％以下。
接着，以这些气体流量，在不蚀刻半导体基板10的范围内，进行第一彩色滤光片膜14d的蚀刻。然后，除去氟系气体，且使用化学上不蚀刻Si的气体，例如O2或稀有气体的单一气体、或将它们混合多个而成的气体，进行蚀刻成第一彩色滤光片膜14d的膜厚以上的过度蚀刻。通过进行过度蚀刻，能够降低半导体基板10的面内蚀刻不均所产生的影响，在半导体基板10的整个面上除去期望位置处的第一彩色滤光片膜14d，形成第一彩色滤光片14。
通过该干式蚀刻工序，不会对基底的半导体基板10造成损伤，不会形成彩色滤光片用材料的残渣，并且得到了具有由干式蚀刻的反应产物形成的隔壁17的第一彩色滤光片14。另外，第一彩色滤光片14是与第一彩色滤光片图案14a一起具有桥接部14c的结构。因此，第二彩色滤光片15的彩色滤光片图案15b、第三彩色滤光片16的彩色滤光片图案16b各自独立地形成。另外，在桥接部14c的侧壁也形成隔壁17。由此，具有不仅降低第一彩色滤光片14与第二、第三彩色滤光片15、16之间的混色，而且还能够降低第二、第三彩色滤光片15、16彼此的混色的效果。另外，通过在第一彩色滤光片14的侧壁形成有隔壁17，具有由颜料所引起的凹凸较少，且不会对第二、第三彩色滤光片15、16的形成造成影响的优点。通过该干式蚀刻条件，附着于侧壁的反应产物形成隔壁17，因此，能够形成的隔壁17的膜厚受到限制，但如上所述，能够形成包含金属的隔壁17，能够期待作为隔壁17的遮光效果。
在上述蚀刻工序中，在进行过度蚀刻时，将化学上不蚀刻Si的气体和稀有气体混合以进行蚀刻。此时，通过蚀刻下层平坦化层12，反应产物附着于第一彩色滤光片14的侧壁。如果下层平坦化层12含有包含Si的成分，则通过其与干式蚀刻气体或腔室内外的气氛的反应，在第一彩色滤光片14的侧壁形成由SiO2或SiN构成的隔壁17。另外，在下层平坦化层12不包含Si，且使用与现有的彩色滤光片相同的树脂材料的情况下，通过过度蚀刻工序除去下层平坦化层12。而且，通过将用于设置在半导体基板10表面的半导体基板10的保护及平坦化的层稍微蚀刻，由干式蚀刻气体或周围的构成物质，形成由作为反应产物的SiO2或SiN构成的隔壁17。在下层平坦化层12中使用树脂系材料的情况下，下层平坦化层12的膜厚变薄，由大量的蚀刻气体进行蚀刻，由此，下层平坦化层12在短时间内消失，半导体基板10的表面被蚀刻的可能性高。在蚀刻半导体基板10表面的情况下，若蚀刻量较多，则对光电转换器件11造成影响。因此，需要根据下层平坦化层12的材料来调整蚀刻的过度蚀刻量。
如上所述，在下层平坦化层12使用不包含Si的材料的情况下，通过稍微蚀刻半导体基板10的表面，能够在第一彩色滤光片14的侧壁形成包含Si的隔壁17。但是，在该情况下，由于对半导体基板10蚀刻，因此可能会对光电转换器件11造成损伤。因此，优选将下层平坦化层12由包含Si的材料形成，或者使用后述的第二至第四实施方式中所说明的隔壁材料层30。
(第一个颜色用的感光性树脂掩模材料的除去工序)
接着，为了形成第二、第三彩色滤光片15、16的第二、第三彩色滤光片图案15b、16b，如图4(h)所示，除去为了形成作为第一个颜色的第一彩色滤光片图案14b而使用的蚀刻掩模20。作为蚀刻掩模20的除去方法，例如可举出通过使用药液或溶剂，以不影响第一彩色滤光片14的方式将残留的蚀刻掩模20溶解、剥离的方法。或者，通过使用光激发或氧等离子引起的感光性树脂的灰化技术(即ashing技术)的方法，能够除去蚀刻掩模20。另外，也能够将这些方法组合使用。需要说明的是，优选使用不影响作为第一个颜色的第一彩色滤光片膜14d的方法。
另外，在隔壁17的前端具有对所形成的隔壁17没有影响、且高度比第一彩色滤光片14更高的部分的情况下，优选除去该部分。由此，仅在第一彩色滤光片14的侧壁形成隔壁17。具体而言，与直接浸渍于大量液体中从而除去蚀刻掩模20的浸渍净洗方法相比，优选使用喷雾或搅拌等的剥离、或吹附净洗用的溶液的方法。即，优选为在蚀刻掩模20除去时包含净洗工序、且施加物理性净洗损伤的方法。
作为除去蚀刻掩模20的溶剂，例如可使用将N-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、二乙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸丁酯、二甲基亚砜、二甘醇二乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等有机溶剂单独地使用或者使用混合多个后的混合溶剂。另外，此时使用的溶剂优选为不会对彩色滤光片用材料造成影响的溶剂。如果不会对彩色滤光片用材料造成影响，则使用了酸系药剂的剥离方法也没有问题。
另外，也可以采用溶剂等的湿法蚀刻除去之外的方法。例如可举出如下方法：首先，使用通过光激发或氧等离子的感光性树脂灰化技术(即ashing技术)等，除去蚀刻掩模20的表层的变质层，然后通过使用了溶剂等的湿法蚀刻来除去残留的层。另外，在不会对第一彩色滤光片用材料造成损伤的范围内，也可以通过灰化除去蚀刻掩模20。另外，不仅灰化等干燥工艺，也可以使用CMP(Chemical Mechanical Polishing)的研磨工序等。
由于成为对第二、第三彩色滤光片图案15b、16b施加颜色时的混色不良情况的原因，因此需要可靠地进行第一个颜色用的蚀刻掩模20的残渣的除去。因此，需要在不影响第一彩色滤光片膜14d的范围内使用公知的蚀刻掩模20的除去技术来进行残渣除去。另外，在进行上述的残渣除去时，已经形成的第一彩色滤光片图案14b的层厚降低的可能性高。因此，优选预先进行较厚地形成第一彩色滤光片膜14d的层厚等措施。
(关于第二以后的彩色滤光片形成工序)
接着，如图5(a)～5(e)所示，形成包含与第一彩色滤光片14不同颜色的颜料的第二、第三彩色滤光片15、16。第二、第三彩色滤光片15、16的图案制作方法可以使用大致分为两种方法。
第一方法为如下方法：将第一彩色滤光片14设为导向图案，使用包含光固化性树脂的感光性彩色滤光片用材料形成第二、第三彩色滤光片15、16，通过现有方法选择性地曝光而形成图案。
第二方法为如下方法：向图案化了的第一彩色滤光片14整个面涂布第二彩色滤光片用材料。接着，将进行了图案化的感光性树脂掩模材料层设为蚀刻掩模并进行干式蚀刻，在第三彩色滤光片16形成部位设置开口部。最后，在该处涂布第三彩色滤光片用材料，通过研磨等除去多余的彩色滤光片，由此，在开口部内形成第三彩色滤光片16。
(第二以后的彩色滤光片形成工序的第一方法)
首先，采用图5(a)～图5(h)说明形成第二以后的彩色滤光片的图案的第一方法。
第一方法中，使用用于第二彩色滤光片15的具有感光性的彩色滤光片图案用材料(彩色抗蚀剂)。即，在形成有开口部20c的第一彩色滤光片14表面上，涂布成为包含与第一颜料不同颜色的颜料的第二彩色滤光片用材料的着色感光性树脂组合物，然后对第二彩色滤光片用材料的形成第二彩色滤光片15的部分，进行使用了光掩模的曝光，进行显影后，使第二彩色滤光片膜的一部分进行光固化而形成图案，由此形成第二彩色滤光片15。然后，通过与第二彩色滤光片15的形成相同的方法形成第三彩色滤光片16。
具体而言，首先，如图5(a)所示，在形成有第一彩色滤光片14的半导体基板10的表面整个面上，涂布作为第二彩色滤光片用材料的感光性彩色滤光片用材料，进行固化以形成第二彩色滤光片膜15d。此时使用的感光性彩色滤光片用材料含有通过照射光而固化的负型感光性成分。
接着，如图5(b)所示，对第二彩色滤光片用材料的形成第二彩色滤光片15的部分，使用光掩模进行曝光，使第二彩色滤光片膜15d的一部分进行光固化。
接着，如图5(c)所示，除去在显影工序中选择性地未曝光的第二彩色滤光片膜15d的一部分。接着，为了曝光后的第二彩色滤光片膜15d的一部分与半导体基板10的密合性提高或者提高实际器件利用时的耐性，使通过进行高温加热下的固化处理而残存的第二彩色滤光片膜15d固化。由此，形成具有第二彩色滤光片图案15b的第二彩色滤光片15。此时，用于固化的温度优选为200℃以上，更优选为230℃左右。
接着，如图5(d)所示，将第三彩色滤光片用材料涂布于半导体基板10的整个面上，形成第三彩色滤光片膜16d。
接着，如图5(e)所示，将第三彩色滤光片膜16d中的形成第三彩色滤光片16的部位选择性地曝光，使第三彩色滤光片膜16d的一部分进行光固化。
接着，如图5(f)所示，将感光性的第三彩色滤光片膜16d显影，并除去未曝光的第三彩色滤光片膜16d的一部分。接着，为了曝光后的第三彩色滤光片膜16d的一部分与半导体基板10的密合性提高或者提高实际器件利用时的耐性，使通过进行高温加热下的固化处理而残存的第三彩色滤光片膜16d进行固化。由此，形成具有第三彩色滤光片图案16b的第三彩色滤光片16。
需要说明的是，通过反复进行该第二彩色滤光片15以后的图案形成工序，能够形成期望的颜色数量的彩色滤光片。
接着，如图5(g)所示，在形成的彩色滤光片14、15、16上形成上层平坦化层13。上层平坦化层13可以使用例如包含一或多个上述丙烯酸系树脂等树脂材料的树脂来形成。在该情况下，上层平坦化层13可以通过将树脂材料涂布于半导体基板10的表面并进行加热固化而形成。另外，上层平坦化层13可以使用例如上述的氧化物或氮化物等化合物进行形成。在该情况下，上层平坦化层13可以通过蒸镀、溅射、CVD等各种成膜方法进行形成。
最后，如图5(h)所示，在上层平坦化层13上形成微透镜18。微透镜18通过使用了热流的制作方法、灰色调掩模的微透镜制作方法、使用了回蚀的对平坦化层的微透镜转印方法等公知技术进行形成。
另外，使用干式蚀刻的图案形成技术来形成微透镜的方法为如下方法：首先，将最终成为微透镜的透明树脂层形成于彩色滤光片上。接着，在该透明树脂层上通过热流法形成微透镜的铸型(透镜铸型)。而且，将该透镜铸型设为掩模，通过干式蚀刻的方法将透镜铸型形状转印至透明树脂层。通过选择透镜铸型的高度及材料而调整蚀刻速率，由此能够将合适的透镜形状转印至透明树脂层。
即，将透镜形状的转印所使用的透镜铸型进行干式蚀刻，从表面将其除去，由透明树脂层形成微透镜。另外，与此同时，为了进行干式蚀刻直到微透镜的高度成为与透明树脂层的膜厚同等程度，优选尽可能减小兼作彩色滤光片的上部平坦化层的透明树脂层的膜厚。
根据以上，本实施方式的固态成像器件完成。
本实施方式中，作为第一彩色滤光片14，优选形成面积最大的彩色滤光片图案(第一彩色滤光片图案)14b。而且，第二彩色滤光片15及第三彩色滤光片16分别使用第二彩色滤光片用材料及第三彩色滤光片用材料、感光性彩色抗蚀剂并通过光刻形成。
使用感光性彩色抗蚀剂的技术是现有的彩色滤光片图案的制造技术。在此，第二彩色滤光片15形成于在第一彩色滤光片14中所形成的开口部20c内，因此，将第一彩色滤光片14用于导向图案而进行形成。即使在各彩色滤光片用材料具有感光性的情况下，也不需要以往那样设为重视分辨率的彩色抗蚀剂。因此，能够减少光固化性树脂中的光固化成分，因此，能够增加彩色滤光片用材料中的颜料比例，能够应对彩色滤光片14、15、16的薄膜化。另外，第一彩色滤光片14覆盖的面积较大，因此，具有能够降低第二彩色滤光片用材料的残渣的效果。
第一彩色滤光片用材料涂布在半导体基板10或下层平坦化层12的整个面之后，高温下进行加热，因此，能够使得其与半导体基板10或下层平坦化层12的密合性非常强。这样，密合性良好，且矩形性良好地形成的第一彩色滤光片14作为导向图案，以填补四边被包围的部位的方式形成第二、第三彩色滤光片15、16。因此，能够减少彩色滤光片用材料中的感光性成分的量。另外，具有相对于为了形成第二、第三彩色滤光片15、16而形成的凹部的底面及侧壁部，第二或第三彩色滤光片图案15b、16b能够密合性良好地形成的优点。
在这种彩色滤光片结构中，在由第一彩色滤光片14包围的区域中形成其它彩色滤光片15、16。因此，即使在采用单体的感光性彩色抗蚀剂不能容易地形成图案这样程度的感光性低的情况下，也具有能够使第二彩色滤光片15与第三彩色滤光片16的密合性良好的效果。另外，密合性良好，因此还具有能够省略下层平坦化层12，从而在半导体基板10上直接形成彩色滤光片图案14b、15b、16b的效果。
就形成第二以后的彩色滤光片的部位而言，在第一彩色滤光片的蚀刻时，下层平坦化层12的一部分在蚀刻工序中被除去，成为半导体基板10露出于表面的情况较多的工序。如上所述，半导体基板10中，为了表面保护及平坦化，利用SiO2等物质形成表面保护膜的情况较多。在该情况下，据认为半导体基板10的表面发生氧化，成为亲水性。在这种半导体基板10的表面上，通过光刻工序形成第二以后的彩色滤光片时，显影液回流到具有亲水性的半导体基板10与第二以后的彩色滤光片所接触的部分。因此，假定第二以后的彩色滤光片图案(第二、第三彩色滤光片图案15b、16b)发生剥离。因此，根据半导体基板10的材料，通过现有的方法，例如HMDS(六甲基二硅氮烷)处理等方法，将半导体基板10的表面设为疏水性，由此能够降低第二以后的彩色滤光片图案发生剥离的可能性。
另外，本实施方式中，优选的是，第一彩色滤光片14中与光固化相关的树脂成分等的含有率较少，并且由颜料浓度高的彩色滤光片用材料形成。特别优选的是，将第一个颜色的彩色滤光片用材料中的颜料含有率构成为70质量％以上。由此，即使在第一彩色滤光片用材料中包含在使用了现有的感光性彩色抗蚀剂的光刻工艺中成为固化不充分的浓度的颜料，也能够高精度、没有残渣及剥离地形成第一彩色滤光片14。具体而言，在使用绿色的彩色滤光片作为第一彩色滤光片14的情况下，能够减少红色的彩色滤光片或蓝色的彩色滤光片的光固化成分。因此，即使将颜料浓度设为高浓度，也能够通过光刻容易地形成各彩色滤光片图案。
在任意的原因下，均可以使用没有感光性成分的第一彩色滤光片用材料来形成最初的第一彩色滤光片14，或者使用将重点设置在热固化而减少感光性成分的第一彩色滤光片用材料来形成最初的第一彩色滤光片14。通过这样，第一彩色滤光片14与半导体基板10或下层平坦化层12密合，没有在其它彩色滤光片形成时所产生的残渣或者没有来自半导体基板10或下层平坦化层12的剥离，还能够设为高的分辨率。而且，第二、第三彩色滤光片15、16可以使用感光性的第二、第三彩色滤光片用材料，通过工序较少的高效的光刻的形成工法来形成。通过这样，最初形成的第一彩色滤光片图案14b成为精确的图案，能够通过光刻形状良好地形成第二、第三彩色滤光片图案15b、16b。另外，第一彩色滤光片14与半导体基板10或下层平坦化层12牢固地密合，因此，具有能够形成密合性良好且没有剥离的彩色滤光片的效果。
(第二以后的彩色滤光片形成工序的第二方法)
接着，使用图6(a)至图6(h)来说明形成第二以后的彩色滤光片的图案的第二方法。第二方法中，使用附图来说明利用不具有感光性的彩色滤光片用材料形成第二、第三彩色滤光片15、16中使用的第二、第三彩色滤光片膜15d、16d的情况。
如图6(a)所示，对形成有第一彩色滤光片14的基板的整个面进行第二彩色滤光片用材料的涂布。此时使用的第二彩色滤光片用材料使用不具有感光性、且通过加热而固化的热固化型树脂材料。第二彩色滤光片用材料不具有感光性，因此，如上述那样，不需要感光性成分的添加就能够使颜料浓度增加。因此，第二彩色滤光片15的膜厚的控制及折射率的控制等变得容易。然后，将第二彩色滤光片用材料固化而形成第二彩色滤光片膜15d，因此进行高温下的加热。加热温度优选为不影响器件的范围内的加热，具体而言，为300℃以下，进一步优选为240℃以下。
如图6(a)所示，为了将第二彩色滤光片膜15d的膜厚设为均匀，需要大量涂布第二彩色滤光片用材料。因此，第二彩色滤光片用材料过量地形成于第一彩色滤光片14上。因此，使用CMP等研磨工序或干式蚀刻技术进行回蚀工序，进行多余的第二彩色滤光片用材料的除去。需要说明的是，第二彩色滤光片用材料能够通过使用了平坦化或除去期望的膜厚等的公知技术的工序来除去。另外，多余的第二彩色滤光片膜15d的除去工序如果在使后述的第三彩色滤光片16的形成部位进行开口的蚀刻工序中不会成为问题，则也可以在形成多个颜色的彩色滤光片14、15、16之后最后进行。
接着，如图6(b)所示，在第二彩色滤光片膜15d的上部涂布感光性树脂掩模材料，以形成感光性树脂掩模层20a。
接着，如图6(c)、图6(d)所示，进行曝光、显影使得设置第三彩色滤光片16的部位进行开口，形成了图案20b。将形成有图案20b的感光性树脂掩模层20a进行显影并除去图案20b，由此，设置开口部20c并形成蚀刻掩模20。
接着，如图6(e)所示，采用使用了设置有开口部20c的蚀刻掩模20的干式蚀刻技术，在第二彩色滤光片膜15d的区域中，除去为了配置第三彩色滤光片16而不需要的部分，形成了开口部15e。此时，也可以对蚀刻掩模20进行加热或紫外线照射等固化处理。如图6(f)所示，通过溶剂的剥离、净洗、光激发或氧等离子的灰化处理(即ashing)等公知的除去方法除去蚀刻掩模20。由此，在形成第三彩色滤光片16的位置设置开口部15e，在除此以外的位置形成第一彩色滤光片14和第二彩色滤光片15。
如图6(g)所示，对于形成有第一彩色滤光片14和第二彩色滤光片15的基板的整个面，以填补开口部15e的方式涂布第三彩色滤光片用材料并固化，形成第三彩色滤光片膜16d。然后，如图6(h)所示，除去第一、第二彩色滤光片14，15上的多余的第三彩色滤光片膜16d，成为第三彩色滤光片16。
在形成第四以后的彩色滤光片的情况下，与第二、第三彩色滤光片15、16同样地进行彩色滤光片用材料的涂布、固化处理。之后，进行形成图案，将设置有开口部的感光性树脂材料作为蚀刻掩模20进行干式蚀刻，除去多余的感光性树脂掩模层20a，由此能够形成多个颜色的彩色滤光片。
另外，在涂布各彩色滤光片用材料并进行固化的阶段中，不进行通过研磨工序或回蚀工序的平坦化以及多余的彩色滤光片用材料的除去，而进入下一彩色滤光片用材料的涂布工序。在该情况下，存在第一、第二、第三彩色滤光片用材料中的多个颜色的彩色滤光片用材料重叠的部位。因此，最后直到预定的膜厚为止，通过使用CMP等研磨工序或干式蚀刻技术进行回蚀工序的平坦化或使用了除去期望的膜厚等公知技术的工序，能够除去彩色滤光片的一部分。由此，能够没有高度差地形成各色的彩色滤光片14、15、16。在该情况下，为在各彩色滤光片间没有高度差的结构，因此，不设置上层平坦化层13，通过公知的微透镜形成方法能够形成微透镜。
上述的第一方法是第二彩色滤光片15以后的彩色滤光片的光刻形成方法。在第一方法中，使第二彩色滤光片15以后的彩色滤光片用材料具有光固化性，选择性地进行曝光、显影，形成第二彩色滤光片15以后。
另外，上述第二方法是将干式蚀刻反复多次的形成方法。第二方法中，第二彩色滤光片15以后的彩色滤光片用材料中不具有感光性成分而具有热固化成分，涂布于整个面并进行热固化。而且，将感光性的彩色滤光片膜作为蚀刻掩模形成于要残存的第二彩色滤光片15以后之上，第二彩色滤光片15以后也通过干式蚀刻进行制作。这两个方法反复进行相同的工序，由此形成第二、第三彩色滤光片，但如果可得到所期望的分光特性，则也可以将这些工序组合使用。
(4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况)
在制造4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况下，第三彩色滤光片以后可以通过反复进行与上述的第二彩色滤光片15的形成工序同样的处理而形成。另外，在形成最后颜色的彩色滤光片的工序中，进行与上述的第三彩色滤光片16的形成工序同样的处理。由此，能够制造4色以上的多个颜色的彩色滤光片。
＜效果＞
第一实施方式的发明具有以下的效果。
(1)在第一彩色滤光片14与第二、第三彩色滤光片15、16之间、以及第二、第三彩色滤光片15、16彼此之间设置隔壁17，因此能够降低显示像素中的混色。
(2)根据本实施方式的固态成像器件的制造方法，能够将在第二以后的彩色滤光片形成时的干式蚀刻工序中生成的且附着于第一彩色滤光片的侧壁的反应产物用作隔开各色的彩色滤光片的隔壁(第一壁部分)。
(3)根据本实施方式的固态成像器件的制造方法，使用包含总气体流量的90％以上的含有反应性小的元素的稀有气体，并且混合一种以上的氟系及氧系等具有反应性的气体而成的干式蚀刻气体，进行蚀刻。由此，能够使用化学反应提高蚀刻速率，且增加向侧壁附着的反应产物的量。因此，能够将附着于第一彩色滤光片的侧壁的反应产物用作隔壁17。
(4)根据本实施方式的固态成像器件的制造方法，将第一彩色滤光片14用作导向图案，通过高温加热处理使第二以后的彩色滤光片材料固化。因此，即使在第二以后的彩色滤光片材料的下侧没有下层平坦化层，也能够提高半导体基板与彩色滤光片的密合性。
(5)根据本实施方式的固态成像器件的制造方法，作为隔壁形成时的材料供给源，如果在半导体基板的表面形成保护膜，则能够省略下层平坦化层。
(6)根据本实施方式的固态成像器件的制造方法，在第一彩色滤光片膜形成工序中，使用不包含感光性成分，且包含浓度70质量％以上的第一颜料的第一彩色滤光片用材料。因此，即使在第一彩色滤光片用材料中混合了在使用了现有的感光性彩色抗蚀剂的光刻工艺中成为固化不充分的浓度的颜料，也能够高精度、没有残渣或剥离地形成第一彩色滤光片。
2.第二实施方式
以下，参照图7及图8来说明本发明第二实施方式的固态成像器件及固态成像器件的制造方法。
(2-1)固态成像器件的结构
第二实施方式的固态成像器件在如下方面具有特征：在半导体基板上设置有成为形成隔壁的反应产物的材料供给源的隔壁材料层。在通过蚀刻形成第一彩色滤光片时，除了第一彩色滤光片材料与干式蚀刻气体的反应产物形成的隔壁以外，还使用隔壁材料层的材料与干式蚀刻气体的反应产物形成隔壁。
本发明第二实施方式的固态成像器件如图7中所示其截面结构那样，具备：具有二维地配置的多个光电转换器件11的半导体基板10，以及微透镜18。另外，第二实施方式的固态成像器件具备：设置于半导体基板10与微透镜18之间的多个颜色的彩色滤光片14、15、16；设置于彩色滤光片14、15、16各自之间的隔壁27；设置于半导体基板10上侧的一部分处的下层平坦化层12；设置于彩色滤光片14、15、16及隔壁27的表面上的上层平坦化层13。另外，第二实施方式的固态成像器件具备设置于半导体基板10与第一彩色滤光片14之间的隔壁材料层30。
需要说明的是，第二实施方式的固态成像器件中，在为与第一实施方式的固态成像器件的各部同样的结构的情况下，标注与第一实施方式中使用的参考符号相同的参考符号。即，具有光电转换器件11的半导体基板10、下层平坦化层12、彩色滤光片14、15、16、上层平坦化层13及微透镜18各自为与第一实施方式的固态成像器件的各部同样的结构。因此，对于与第一实施方式的固态成像器件的各部相同的部分省略其详细的说明。
(隔壁材料层)
隔壁材料层30是设置于第一彩色滤光片14下部的、透射可见光的层。隔壁材料层30是(例如)设置于半导体基板10上且透射380nm～700nm可见光的透明层。隔壁材料层30是在形成隔壁27时，供给成为隔壁27中的第二壁部分的材料的层。即，隔壁27具有包含隔壁材料层30中所含的隔壁用材料与干式蚀刻气体的反应产物的第二壁部分27b。
隔壁材料层30优选为包含硅及金属中的至少一者作为隔壁用材料的单层或多层的层。另外，隔壁材料层30更优选包含选自硅层、硅化合物层及金属薄膜层、以及硅和硅化合物的混合物层的组中的层。作为隔壁用材料，例如可使用SiO2等氧化化合物及SiN等氮化化合物。特别是在包含Si的材料的情况下，作为隔壁27可以由SiO2形成，故优选。另外，如果可见光透射充分的量，则也可以形成金属薄膜层，作为金属材料，能够使用钛、钨、铜、铝等金属或金属化合物。
另外，隔壁材料层30的厚度优选为1nm以上100nm以下，更优选为10nm以上50nm以下。通过调整隔壁材料层30的组成及膜厚，能够调整隔壁27的折射率及反射率。另外，如第一实施方式中说明的那样，彩色滤光片14、15、16与光电转换器件11的间隔越短越好。因此，优选隔壁材料层30较薄。例如，隔壁材料层30的膜厚过薄时，据认为隔壁27的厚度不足，且在隔壁材料层30的面内产生不均匀的可能性。另一方面，隔壁材料层30的膜厚过厚时，从彩色滤光片14、15、16到光电转换器件11的距离变长，由此，产生混色的可能性变高。
(隔壁)
第二实施方式中的隔壁27设置于第一彩色滤光片14、下层平坦化层12及隔壁材料层30的侧壁。隔壁27具备：包含第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物的第一壁部分27a、以及设置于隔壁材料层30的侧壁且包含隔壁材料层30中所含的隔壁用材料与干式蚀刻气体的反应产物的第二壁部分27b。另外，隔壁27还具有包含下层平坦化层12中所含的下层平坦化层材料与干式蚀刻气体的反应产物的第三壁部分。这样，第二实施方式中的隔壁27在第一壁部分27a的下方具有第二壁部分27b。
隔壁27也可以成为包含隔壁材料层30中所含的隔壁用材料与干式蚀刻气体的反应产物的第二壁部分27b也设置于第一壁部分27a的外侧而成的双层结构(在隔壁27的厚度方向上成为双重的结构)。
另外，隔壁27的厚度优选为200nm以下，当考虑到从隔壁本身的正上方入射的光时，更优选为100nm以下。另外，如果具有所要求的折射率及遮光性，则隔壁27的厚度进一步优选为50nm左右。如上所述，隔壁27的厚度根据隔壁材料层30的组成及膜厚进行调整。
需要说明的是，第二实施方式中，如果隔壁材料层30将半导体基板10平坦化、且提高第一彩色滤光片14的密合性，则也可以不必设置下层平坦化层12。在彩色滤光片14、15、16平坦地形成的情况下，也可以不必设置上层平坦化层13。另外，第二实施方式中，设置于第二以后的彩色滤光片(第二、第三彩色滤光片15、16)下部的隔壁材料层30及下层平坦化层12在干式蚀刻工序中被除去。
(2-2)固态成像器件的制造方法
接着，参照图8来说明本发明第二实施方式的固态成像器件的制造方法。
如图8(a)所示，准备具有二维地配置的多个光电转换器件11的半导体基板10，在其表面上以预定的厚度形成波长380nm～700nm的可见光能够透射的透明隔壁材料层30。在SiO2等氧化膜的情况下，隔壁材料层30能够通过涂布SOG(Spin On Glass)等并加热固化的方法、或蒸镀、溅射、CVD等各种成膜方法形成。另外，能够满足膜厚透射率的上述隔壁材料层能够使用各种成膜方法形成。
如图8(b)所示，在透明隔壁材料层30上形成下层平坦化层12。如果利用隔壁材料层30使半导体基板10平坦化，则不必需要下层平坦化层12。下层平坦化层12具有提高彩色滤光片的密合性的效果，因此优选在密合性由于隔壁材料层30的材料而降低的情况下形成。
接着，如图8(c)～图8(f)所示，形成第一彩色滤光片膜14d，在其上形成感光性树脂掩模层20a，进行曝光、显影工序，由此形成图案。由此，形成蚀刻掩模20。在此所采用的工序、条件、材料与上述第一实施方式的图4(b)～图4(e)的工序一样。
接着，如图8(g)～图8(i)所示，使用蚀刻掩模20，对第一彩色滤光片膜14d进行干式蚀刻，进行第一彩色滤光片膜14d的图案形成。干式蚀刻中使用的蚀刻气体与第一实施方式相同。在第二实施方式中，也通过使用在初始阶段将总气体流量的90％以上设为稀有气体等以离子物理冲击为主体进行蚀刻的气体，并向其中混合了氟系气体或氧系气体的蚀刻气体，从而也利用化学反应提高蚀刻速率。但是，使用采用了该化学反应的气体进行长时间蚀刻时，进行蚀刻直到基底的半导体基板10的可能性变高。因此，不全部蚀刻第一彩色滤光片膜14d，而在中途进行蚀刻气体的变更或者变更混合气体的比例的多阶段蚀刻。
第二实施方式中，设置于下层平坦化层12下面的隔壁材料层30是形成有包含Si的氧化膜、氮化膜或它们的混合物那样的层、并以预先通过蚀刻进行除去为前提的层。因此，如第一实施方式那样，与期望不通过蚀刻除去的半导体基板10处于正下方的结构相比，即使使用氟系气体或氧系气体的使用了化学反应的蚀刻气体种类，也可大量地获得蚀刻余量，这是优选的。
具体而言，使用氟系气体或氧系气体等引起化学反应的气体或者混合多个这些气体而成的混合气体、与包含Ar、He等反应性小的元素的稀有气体所构成的蚀刻气体。此时，在蚀刻初始，使反应性小的稀有气体成为总气体流量的80％以下。另外，优选将反应性小的稀有气体设为总气体流量的70％以下的流量，更优选设为50％以下的流量。通过这种蚀刻气体构成比，进行第一彩色滤光片膜14d的初始膜厚的60％以上95％以下的膜厚量的蚀刻。考虑到在面内的均匀性，则优选蚀刻至第一彩色滤光片膜14d的初始膜厚的80％以上90％以下的膜厚量的阶段。在该蚀刻时，第一彩色滤光片膜14d与蚀刻气体的反应产物附着于第一彩色滤光片膜14d的侧壁，形成隔壁中的第一壁部分27a。另外，在第一彩色滤光片膜14d中使用绿色颜料的情况下，含有Zn或Cu的反应产物附着于侧壁并形成为隔壁27。如图8(g)所示，反应产物向侧壁的附着继续直至第一彩色滤光片膜14d消失。
然后，如图8(h)所示，除去氟系气体，使用化学上不会蚀刻Si的气体，例如使用氧或稀有气体的单一气体、或将它们混合多个而得的气体，进行过度蚀刻至第一彩色滤光片膜14d的膜厚以上。通过进行过度蚀刻，如图8(h)及图8(i)所示，进行处于第一彩色滤光片膜14d下部的下层平坦化层12及隔壁材料层30的蚀刻。由此，得到第一彩色滤光片14的蚀刻残渣较少的面。此时，作为蚀刻气体，使用化学反应较少、离子物理冲击较大的气体。因此，在蚀刻隔壁材料层30的同时，隔壁材料层30的材料与蚀刻气体的反应产物也附着于第一彩色滤光片14的侧壁。因此，在蚀刻隔壁材料层30时，第一彩色滤光片用材料与蚀刻气体的反应产物附着于第一彩色滤光片膜14d的侧壁以形成第一壁部分，隔壁材料层30用材料与蚀刻气体的反应产物进一步附着于其外侧以形成第二壁部分的一部分。如果隔壁材料层30包含Si，则隔壁材料层30的材料和氧反应，SiO2的膜形成于第一彩色滤光片14的侧壁。通过该形成工序，在第一彩色滤光片14的侧壁，朝向隔壁27的厚度方向形成双层结构的隔壁27。
在通过反应性较低的稀有气体进行过度蚀刻的情况下，作为蚀刻掩模20的感光性树脂掩模材料受到损伤并固化，由此，有时除去变得困难。因此，优选在蚀刻工序的最后，在短时间内进行O2的蚀刻(灰化)。通过该工序，除去蚀刻掩模20的表面的损伤层，通过剥离液等的溶剂，能够容易地除去感光性树脂掩模材料。另外，在真空中进行干式蚀刻，因此，也假定附着于第一彩色滤光片14侧壁的反应产物中的Si通过氧的蚀刻而被氧化成为SiO2的效果。
如图8(i)所示，进行隔壁材料层30的干式蚀刻直到到达半导体基板10表面，然后除去蚀刻掩模20，由此，如图8(j)所示，能够形成第一彩色滤光片14。本实施方式中，在第一彩色滤光片14的下部残存下层平坦化层12及隔壁材料层30的一部分。
需要说明的是，第二、第三彩色滤光片15、16、上层平坦化层13及微透镜18能够通过与第一实施方式的图5(a)～图5(h)所示的各工序同样的工序来形成。
(4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况)
对于形成4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况，能够与第一实施方式中所说明的方法同样地形成。即，在下部形成设置有下层平坦化层12及隔壁材料层30的第一彩色滤光片14后，第三彩色滤光片以后通过反复进行与上述的第二彩色滤光片15的形成工序同样的处理来形成。另外，在形成最后颜色的彩色滤光片的工序中，进行与上述的第三彩色滤光片16的形成工序同样的处理。由此，能够制造4色以上的多个颜色的彩色滤光片。
＜效果＞
第二实施方式的发明在第一实施方式所记载的各效果的基础上，还具有以下的效果。
(7)通过调整成为在固态成像器件的半导体基板上形成隔壁的反应产物的材料供给源的隔壁材料层的组成及膜厚，容易调整隔壁的折射率及反射率。
3.第三实施方式
以下，参照图9及图10来说明本发明第三实施方式的固态成像器件及固态成像器件的制造方法。
(3-1)固态成像器件的结构
第三实施方式的固态成像器件在如下方面具有特征：在半导体基板上成为形成隔壁的反应产物的材料供给源的隔壁材料层设置于多个彩色滤光片各自的下部。第三实施方式的固态成像器件中，在第二、第三彩色滤光片的下部也设置有隔壁材料层这一点与第二实施方式的固态成像器件不同。
本发明第三实施方式的固态成像器件如图9中示出其截面结构那样，具备：具有二维地配置的多个光电转换器件11的半导体基板10，以及微透镜18。另外，第三实施方式的固态成像器件具备：设置于半导体基板10与微透镜18之间的多个颜色的彩色滤光片14、15、16；设置于彩色滤光片14、15、16各自之间的隔壁27；设置于半导体基板10上侧的一部分处的下层平坦化层12；设置于彩色滤光片14、15、16及隔壁27的表面上的上层平坦化层13。另外，第三实施方式的固态成像器件具备设置于半导体基板10与微透镜18之间的隔壁材料层40，隔壁材料层40设置于多个彩色滤光片14、15、16各自的下部。隔壁材料层40的一部分通过蚀刻而被除去，但不是完全被除去。隔壁材料层40具有防止蚀刻工序中的半导体基板10的损伤、保护半导体基板10的表面的功能。
需要说明的是，第三实施方式的固态成像器件中，在为与第一、第二实施方式的固态成像器件的各部同样的结构的情况下，标注与第一、第二实施方式中使用的参考符号相同的参考符号。即，具有光电转换器件11的半导体基板10、下层平坦化层12、彩色滤光片14、15、16、上层平坦化层13及微透镜18各自为与第一、第二实施方式的固态成像器件的各部同样的结构。另外，隔壁27为与第二实施方式的固态成像器件的隔壁27同样的结构。因此，对于与第一、第二实施方式的固态成像器件的各部相同的部分省略其详细的说明。
(隔壁材料层)
隔壁材料层40是设置于第一、第二、第三彩色滤光片14、15、16的下部的且透射可见光的层。隔壁材料层40在第一、第二、第三彩色滤光片14、15、16的下部连续。隔壁材料层40以隔壁27的底部不到达至半导体基板10的方式形成，在隔壁27的底部与半导体基板10之间存在隔壁材料层40。即，在固态成像器件的制造方法中，对形成第二、第三彩色滤光片15、16的位置处的第一彩色滤光片膜14d进行蚀刻时，完全不蚀刻隔壁材料层40，由此能够得到第三实施方式的固态成像器件。
隔壁材料层40的结构除了上述形状以外与第二实施方式一样。即，隔壁材料层40(例如)是设置于半导体基板10上且透射380nm～700nm的可见光的透明层，为在形成隔壁27时，供给成为隔壁27的材料的层。隔壁27包含隔壁材料层40中所含的隔壁用材料与干式蚀刻气体的反应产物。
另外，构成隔壁材料层40的隔壁用材料能够使用第二实施方式中所记载的材料。
在使用反应性低的稀有气体进行蚀刻的情况下，如果隔壁材料层40由SiO2或SiN等氧化膜及氮化膜或者它们的混合物构成，则与第一彩色滤光片膜14d或下层平坦化层12相比，蚀刻速率变慢。因此，假定即使在完全除去了在第一彩色滤光片膜14d的蚀刻时所产生的残渣等的阶段，隔壁材料层40也会残留。在隔壁材料层40残留的期间，半导体基板10不会暴露于蚀刻气体中。因此，对半导体基板10产生蚀刻损伤的可能性非常低。另外，该隔壁材料层40对于可见光是透明的，因此，即使残留也不会影响第二、第三彩色滤光片15、16。根据残留的隔壁材料层40的厚度，在第一彩色滤光片14的下部残留下层平坦化层12和隔壁材料层40。另一方面，在第二、第三彩色滤光片15、16的下部仅存在隔壁材料层40。因此，可以进行膜厚的调整及相位差的调整。在第二、第三彩色滤光片15、16中混合感光性成分的情况下，具有为了得到期望的分光特性，即使在膜厚比第一彩色滤光片14稍微变厚的情况下，也能够进行膜厚调整的优点。
另外，隔壁材料层40的厚度优选为30nm以上100nm以下。如上所述，彩色滤光片14、15、16与光电转换器件11的间隔较小时难以产生混色。因此，优选的是隔壁材料层40或下层平坦化层12的膜厚原本较薄。在隔壁材料层40的膜厚薄至(例如)低于30nm的情况下，优选设为第二实施方式所记载的隔壁材料层30的结构。另一方面，在隔壁材料层40的膜厚为(例如)30nm以上100nm以下这样的较厚的情况下，或者在由于反应性较低的稀有气体而隔壁材料层40的蚀刻速率变慢的情况下，优选设为本实施方式所记载的隔壁材料层40的结构。
(3-2)固态成像器件的结构
接着，参照图10来说明本发明第三实施方式的固态成像器件的制造方法。
在图10(a)～图10(f)所示的半导体基板10的表面上设置下层平坦化层12及第一彩色滤光片膜14d，并在其上形成蚀刻掩模20的工序与第二实施方式的图8(a)～图8(f)一样，因此省略说明。
接着，如图10(g)～图10(i)所示，使用蚀刻掩模20对第一彩色滤光片膜14d进行干式蚀刻，进行第一彩色滤光片膜14d的图案形成。干式蚀刻中使用的蚀刻气体与第一、第二实施方式一样。
如图10(g)、图10(h)所示，一直到蚀刻第一彩色滤光片膜14d及下层平坦化层12为止，与第二实施方式的图8(g)、图8(h)同样地进行蚀刻。然后，如图10(i)所示，在第三实施方式中，进行蚀刻至隔壁材料层40的中途，不完全蚀刻而结束蚀刻工序。
接着，如图10(j)所示，在到达半导体基板10表面之前结束隔壁材料层40的干式蚀刻，然后除去蚀刻掩模20，由此能够形成第一彩色滤光片14及隔壁27。本实施方式中，在第一彩色滤光片14的下部残存下层平坦化层12及隔壁材料层40的一部分。
需要说明的是，第二、第三彩色滤光片15、16、上层平坦化层13及微透镜18能够通过与第一实施方式的图5(a)～图5(h)所示的各工序相同的工序来形成。
(4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况)
形成4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况也可以与第一实施方式中所说明的方法同样地形成。即，在下部形成设置有下层平坦化层12及隔壁材料层40的第一彩色滤光片14之后，第三彩色滤光片以后可以通过反复进行与上述第二彩色滤光片15的形成工序同样的处理而形成。另外，在形成最后颜色的彩色滤光片的工序中进行与上述第三彩色滤光片16的形成工序同样的处理。由此，能够制造4色以上的多个颜色的彩色滤光片。
＜效果＞
第三实施方式的发明在第一、第二实施方式所记载的各效果上还具有以下的效果。
(8)隔壁材料层的一部分通过蚀刻而被除去，但并未完全除去而覆盖半导体基板，因此，防止蚀刻工序中的半导体基板的损伤，并保护半导体基板的表面。
4.第四实施方式
以下，参照图11及图12来说明本发明第四实施方式的固态成像器件及固态成像器件的制造方法。
(4-1)固态成像器件的结构
第四实施方式的固态成像器件与第二实施方式一样，在如下方面具有特征：在半导体基板上设置有成为形成隔壁的反应产物的材料供给源的隔壁材料层。在通过蚀刻形成第一彩色滤光片时，除了第一彩色滤光片材料与干式蚀刻气体的反应产物形成的隔壁以外，还可以使用隔壁材料层的材料与干式蚀刻气体的反应产物形成隔壁。
第四实施方式的固态成像器件在半导体基板上形成有下层平坦化层，在下层平坦化层上形成有隔壁材料层30，在层结构(叠层顺序)方面与第二实施方式不同。
本发明第四实施方式的固态成像器件如图11中示出其截面结构那样，具备：具有二维地配置的多个光电转换器件11的半导体基板10，以及微透镜18。另外，第四实施方式的固态成像器件具备：设置于半导体基板10与微透镜18之间的多个颜色的彩色滤光片14、15、16；设置于彩色滤光片14、15、16各自之间的隔壁17；设置于半导体基板10上的下层平坦化层12；设置于彩色滤光片14、15、16及隔壁17的表面上的上层平坦化层13。另外，第四实施方式的固态成像器件具备设置于半导体基板10与微透镜18之间的隔壁材料层30，隔壁材料层30形成于在半导体基板10上设置的下层平坦化层12上。
需要说明的是，第四实施方式的固态成像器件中，在为与第一、第二、第三实施方式的固态成像器件的各部同样的结构的情况下，标注与第一、第二、第三实施方式中使用的参考符号相同的参考符号。即，具有光电转换器件11的半导体基板10、下层平坦化层12、隔壁材料层30、彩色滤光片14、15、16、上层平坦化层13及微透镜18各自为与第一实施方式的固态成像器件的各部同样的结构。另外，第四实施方式的固态成像器件中除了下层平坦化层12和隔壁材料层30的叠层顺序与第二实施方式的固态成像器件相反以外，其它为相同的结构，因此省略各部的详细说明。
(4-2)固态成像器件的制造方法
接着，参照图12来说明本发明第四实施方式的固态成像器件的制造方法。
如图12(a)所示，准备具有二维地配置的多个光电转换器件11的半导体基板10，在其表面上形成下层平坦化层12。接着，如图12(b)所示，在下层平坦化层12的表面上，以预定的厚度形成波长380nm至700nm的可见光能够透射的透明隔壁材料层30。
然后，如图12(c)～图12(j)所示，形成第一彩色滤光片膜14d，在其表面上形成蚀刻掩模20，进行蚀刻后，除去蚀刻掩模20以形成第一彩色滤光片14及隔壁17。本实施方式中，在第一彩色滤光片14的下部残存隔壁材料层30的一部分及下层平坦化层12。
需要说明的是，隔壁材料层30的蚀刻中，隔壁材料层30对可见光是透明的，因此，如果整个面中没有膜厚的不均匀，则也可以不完全通过蚀刻除去。另外，如果处于隔壁材料层30下部的下层平坦化层12不影响半导体基板10及光电转换器件11，则通过蚀刻除去或者残存都没有问题。在此，在下层平坦化层12中使用树脂系材料的情况下，下层平坦化层12的蚀刻速率较快。因此，在完全除去隔壁材料层30的情况下，位于其下部的下层平坦化层12在短时间内被蚀刻，不残存的可能性高。
需要说明的是，第二、第三彩色滤光片15、16、上层平坦化层13及微透镜18能够通过与第一实施方式的图5(a)～图5(h)所示的各工序一样的工序进行形成。
(4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况)
对于形成4色以上的多个颜色的彩色滤光片的情况，也可以与第一实施方式中所说明的方法相同地形成。即，在下部形成设置有下层平坦化层12及隔壁材料层30的第一彩色滤光片14之后，第三彩色滤光片以后可以通过反复进行与上述第二彩色滤光片15的形成工序相同的处理而形成。另外，形成最后颜色的彩色滤光片的工序中，进行与上述第三彩色滤光片16的形成工序同样的处理。由此，能够制造4色以上的多个颜色的彩色滤光片。
(变形例)
图11中，为了形成第二及第三彩色滤光片，将第一彩色滤光片膜14d的蚀刻进行至半导体基板10露出，但不限定于这种结构。例如，也可以将蚀刻深度设为至隔壁材料层30的中途。
＜效果＞
第四实施方式的发明能够得到与第二实施方式所记载的效果相同的效果。
(9)通过调整在固态成像器件的半导体基板上成为形成隔壁的反应产物的材料供给源的隔壁材料层的组成及膜厚，容易调整隔壁的折射率及反射率。
实施例
以下通过实施例更具体地说明本发明的固态成像器件及固态成像器件的制造方法。
＜实施例1＞
如上所述，在第二至第四实施方式中，在形成有光电转换器件的半导体基板上形成了隔壁材料层或下层平坦化层，但是在光电转换器件形成工艺中，大量地存在形成半导体基板的表面保护层的情况。作为表面保护层，例如为SiO2或SiN或多晶硅等。在本第一实施方式中，将该半导体基板的表面保护层用作隔壁材料层，因此在半导体基板上未重新形成隔壁材料层。
在具备二维地配置的光电转换器件的半导体基板上，将包含丙烯酸树脂的涂布液以转速2000rpm进行旋涂，利用加热板在200℃下实施20分钟的加热处理以将树脂固化。由此，在半导体基板上形成下层平坦化层。此时的下层平坦化层的层厚为50nm。
接着，作为包含第一个颜色即绿色的颜料的第一彩色滤光片用材料，将不包含感光性材料的绿色颜料分散液以1000rpm的转速进行旋涂。该第一个颜色的彩色滤光片用材料的绿色颜料中，使用彩色索引中的C.I.PG58，该颜料浓度为80重量％，层厚为500nm。另外，为为绿色抗蚀剂主成分的树脂，使用了热固化型的丙烯酸系树脂。
接着，在230℃下进行6分钟烘烤，使绿色彩色滤光片膜固化。
接着，使用旋转涂布机将正型抗蚀剂(OFPR-800：东京应化工业株式会社制造)以1000rpm的转速进行旋涂后，在90℃下进行1分钟预焙。由此，制作了将作为感光性树脂掩模材料层的光致抗蚀剂以膜厚1.5μm进行涂布而得的样品。
该感光性树脂掩模材料层即正型抗蚀剂通过紫外线照射引起化学反应从而溶解于显影液中。
对该样品进行经由光掩模曝光的光刻。曝光装置使用了光源中采用i线(365nm)的波长的曝光装置。
接着，将2.38重量％的TMAH(四甲基氢氧化铵)用作显影液进行显影工序，在形成第二、三彩色滤光片的部位形成具有开口部的蚀刻掩模。在使用正型抗蚀剂时，显影后进行脱水烘烤，且大多进行作为感光性树脂掩模材料层的光致抗蚀剂的固化。但是，此次为了容易地进行干式蚀刻后的蚀刻掩模的除去，未实施烘烤工序。因此，不能进行抗蚀剂的固化，不能预期选择比的提高，因此，将抗蚀剂的膜厚形成为作为绿色彩色滤光片的第一彩色滤光片的膜厚的2倍以上，且为1.5μm的膜厚。此时的开口部图案为1.1μm×1.1μm。
接着，使用所形成的蚀刻掩模进行干式蚀刻。此时，所使用的干式蚀刻装置使用了平行平板式的干式蚀刻装置。另外，以不对基底的半导体基板造成影响的方式，在中途变更蚀刻条件，以多个阶段实施干式蚀刻。
首先，关于气体种类，将CF4、O2、Ar气体三种混合并实施蚀刻。将CF4、O2的气体流量分别设为5ml/min，将Ar的气体流量设为200ml/min。即，总气体流量中Ar的气体流量为95.2％。另外，将此时腔室内的压力设为1Pa的压力，将RF功率设为500W进行实施。使用该条件，在蚀刻至相当于绿色彩色滤光片膜的总膜厚500nm中的70％的350nm左右的阶段，变更为下面的蚀刻条件。
接着，关于气体种类，将CF4、O2、Ar气体三种混合并实施蚀刻。将CF4、O2的气体流量分别设为25ml/min，将Ar的气体流量设为50ml/min。即，总气体流量中Ar的气体流量为50％。另外，将此时腔室内的压力设为5Pa的压力，将RF功率设为300W进行实施。通过该条件，以附着于作为蚀刻掩模的光致抗蚀剂的侧面的反应产物被除去的方式进行蚀刻。通过该条件，实施蚀刻至绿色的第一彩色滤光片膜的总膜厚500nm的90％即450nm左右。第二阶段中的蚀刻量为100nm左右。CF4和O2的气体流量增加，因此蚀刻速率为5nm/sec左右，非常快地进行。因此，附着至绿色彩色滤光片侧壁的反应产物的除去不怎么进行，而附着于上部的抗蚀剂的侧面的反应产物的除去则进行。通过在该条件中在中途进行变更，具有在除去抗蚀剂后，可以除去比绿色更高的反应产物的效果。
接着，气体种类使用Ar单一气体，在将Ar的气体流量设为200ml/min、将腔室内压力设为1.5Pa、将RF功率设为400W的条件下进行蚀刻。通过在该条件下进行蚀刻，进行绿色的彩色滤光片用材料的残存量的蚀刻，同时进行下层平坦化层的蚀刻。在Ar单一气体的条件下的蚀刻中，离子引起的物理冲击为主反应，因此，能够有效地除去绿色彩色滤光片的化学反应中未被蚀刻而残留的残渣。另外，通过将处于绿色彩色滤光片下层的半导体基板的表面保护层以物理冲击进行蚀刻，表面保护层与蚀刻气体的反应产物附着于绿色彩色滤光片的侧壁。本实施例中使用的半导体基板中利用SiO2膜对表面进行保护。因此，通过Ar气体的蚀刻，SiO2膜附着于绿色彩色滤光片的侧壁。通过该蚀刻条件的时间调整，能够控制侧壁的SiO2膜厚(宽度)。另外，该蚀刻条件也具有调整蚀刻样品在面内的蚀刻速率差的目的，以过度蚀刻量成为5％的方式实施蚀刻。换言之，为将相对于绿色的彩色滤光片用材料的总膜厚500nm为110％的膜厚550nm在3个阶段的条件下进行蚀刻的状况。以该蚀刻条件进行蚀刻，结果，半导体基板的表面保护层即SiO2发生了5nm左右蚀刻。通过该蚀刻条件，从隔壁材料层附着于绿色彩色滤光片的侧壁的SiO2隔壁的膜厚(宽度)为20nm。另外，在绿色彩色滤光片的蚀刻时附着于侧壁的绿色彩色滤光片与蚀刻气体的反应产物附着而形成的侧壁保护层的膜厚(宽度)为20nm。因此，合计能够形成40nm的隔壁。
接着，气体种类使用O2单一气体，在将O2气体流量设为100ml/min、将腔室内压力设为15Pa、将RF功率设为150W的条件下进行蚀刻。通过该条件，除去了蚀刻掩模的顶部即表面受到损伤而变质的层，同时蚀刻了残留于底面的不能被Ar单一气体除去的绿色的彩色滤光片用材料的残渣。
接着，进行用作蚀刻掩模的感光性树脂掩模材料的除去。此时使用的方法是使用了溶剂的方法，使用剥离液(东京应化工业株式会社制造)并利用喷雾净洗装置进行抗蚀剂的除去。此时，通过使用喷雾净洗装置，在净洗时施加物理性冲击，具有能够除去附着于抗蚀剂的侧壁的反应产物，即除去从绿色的彩色滤光片突出的高度较高的部分的隔壁的效果。
采用基于本发明制造方法的干式蚀刻，在绿色的彩色滤光片侧壁上作为保护层而形成的隔壁层的膜厚中，来自绿色彩色滤光片的为20nm，来自半导体基板的表面保护层的为20nm，合计为40nm。通过干式蚀刻的条件，作为侧壁的保护层的膜厚能够控制为0nm～200nm左右，但固态成像器件的图案尺寸为1.1μm左右，因此，当增厚隔壁的图案时，则隔壁会遮挡入光的光。另外，半导体基板的表面保护层被蚀刻，可能会对光电转换器件造成损伤，因此以该膜厚实施控制。
(第二彩色滤光片的制作)
接着，将要设置第二彩色滤光片的含有颜料分散蓝的感光性的第二彩色滤光片用材料涂布于半导体基板整个面上。
接着，通过光刻对感光性的第二彩色滤光片用材料进行选择性地曝光。
接着，将感光性的彩色滤光片用材料显影以形成蓝色的彩色滤光片。此时，蓝色抗蚀剂的感光性的彩色滤光片用材料中所使用的颜料分别为彩色索引中的C.I.PB156、C.I.PV23，颜料浓度为40重量％。另外，蓝色的彩色滤光片的层厚为0.6μm。另外，作为蓝色抗蚀剂主成分的树脂，使用了具有感光性的丙烯酸系树脂。
接着，为了使成为第二彩色滤光片(蓝色的彩色滤光片)的感光性的第二彩色滤光片用材料坚固地固化，放入230度的烤箱中30分钟以进行固化。经由该加热工序之后，即使经由第三彩色滤光片形成工序等工序，也未确认到剥离或图案的崩塌等。第二彩色滤光片将周围覆盖于矩形性良好的第一彩色滤光片，从而矩形性良好地形成，因此，可以确认到在底面及周围之间密合性良好地固化。
(第三彩色滤光片的制作)
接着，将作为颜料分散红色抗蚀剂的感光性的第三彩色滤光片用材料涂布于半导体基板整个面上。
接着，通过光刻，对感光性的第三彩色滤光片用材料选择性地曝光光掩模的图案。
接着，将感光性的第三彩色滤光片用材料显影，形成了红色的第三彩色滤光片。
此时，红色抗蚀剂中使用的颜料在彩色索引中分别为C.I.PR117、C.I.PR48：1、C.I.PY139，颜料浓度为45重量％。另外，第三彩色滤光片的层厚为0.6μm。
接着，为了使成为第三彩色滤光片的红色的感光性第三彩色滤光片用材料坚固地固化，在230度的烤箱中放入20分钟以进行固化。此时，第三彩色滤光片将周围覆盖于矩形性良好的第一彩色滤光片，从而矩形性良好地形成，因此，可以确认到在底面及周围之间密合性良好地固化。
接着，在上述流程中所形成的彩色滤光片上以转速1000rpm旋涂包含丙烯酸树脂的涂布液，利用加热板在200℃下实施30分钟的加热处理以将树脂固化，形成上层平坦化层。
最后，在上层平坦化层上，通过作为公知技术的热流法形成微透镜，完成实施例1的固态成像器件。
以上那样得到的固态成像器件在半导体基板的表面上薄薄地形成有下层平坦化层，在其上形成有3色的彩色滤光片。另外，作为第一个颜色的绿色的彩色滤光片使用热固化性树脂，因此能够提高固体成分中的颜料浓度，并能够薄薄地形成彩色滤光片。因此，固态成像器件中直到微透镜下的半导体基板的距离较小，具有良好的灵敏度。另外，能够在各色的彩色滤光片间形成含有Zn的颜料层和SiO2的双层结构的隔壁，能够降低各彩色滤光片间的混色。
另外，作为绿色彩色滤光片的第一彩色滤光片的彩色滤光片用材料通过热固化而坚固，因此，与使用感光性成分的情况不同，具有容易混合其它树脂等的优点。例如，在主成分的树脂中使用高折射率的树脂以形成绿色彩色滤光片(第一彩色滤光片)，由此，将红色彩色滤光片(第二彩色滤光片)、及蓝色彩色滤光片(第三彩色滤光片)的折射率设定成同等程度。由此，具有能够减少表面反射的效果，且具有能够得到灵敏度良好的固态成像器件的效果。另外，在绿色的彩色滤光片(第一彩色滤光片)的彩色滤光片图案的侧壁形成有隔壁，相对于隔壁，RGB三色的折射率形成为同等的对比关系，因此具有通过隔壁结构防止混色的效果。
＜实施例2＞
作为实施例2，具体地说明第二实施方式中所说结构的固态成像器件。实施例2所示的固态成像器件为将第二以后的彩色滤光片形成位置的下部的隔壁材料层全部蚀刻除去了的结构。实施例2所示的固态成像器件中，根据形成光电转换器件的半导体基板的结构，假定适用于由于隔壁材料层的厚度增加，从彩色滤光片到光电转换器件的距离变长的影响明显地出现的情况等。
(隔壁材料层的形成)
在具备二维地配置的光电转换器件的半导体基板上，将低粘度设定的SOG以转速5000rpm进行旋涂，利用加热板在250℃下进行30分钟的加热处理，由此形成由厚度30nm的SiO2薄膜构成的隔壁材料层。
(下层平坦化层的形成)
在隔壁材料层上，将包含丙烯酸树脂的涂布液以转速3000rpm进行旋涂，利用加热板在200℃下实施20分钟的加热处理以将树脂固化，形成了下层平坦化层。此时的下层平坦化层的层厚为30nm。
(第一彩色滤光片及隔壁的形成)
作为第一彩色滤光片(绿色的彩色滤光片)的彩色滤光片用材料，准备了不包含感光性材料的绿色颜料分散液。将该绿色颜料分散液以1000rpm的转速旋涂于下层平坦化层的表面上。作为绿色颜料分散液主成分的树脂，使用了热固化型的丙烯酸系树脂。另外，绿色颜料分散液中所包含的绿色颜料中，使用了彩色索引中的C.I.PG58，绿色颜料分散液中的绿色颜料浓度为80重量％。另外，绿色的彩色滤光片材料的涂布厚度为500nm。
接着，在230℃下进行6分钟烘烤，使绿色彩色滤光片用材料固化而形成绿色彩色滤光片膜。
接着，在绿色彩色滤光片膜的表面上，使用旋转涂布机将正型抗蚀剂(OFPR-800：东京应化工业株式会社制造)以1000rpm的转速进行旋涂后，在90℃下进行1分钟预焙。由此，制作了作为感光性树脂掩模材料的光致抗蚀剂以膜厚1.5μm涂布而得的样品。
作为该感光性树脂掩模材料的正型抗蚀剂通过紫外线照射发生化学反应并溶解于显影液中。
接着，对该样品进行经由光掩模曝光的光刻。曝光装置使用了光源中采用i线(365nm)的波长的曝光装置。
接着，将2.38重量％的TMAH(四甲基氢氧化铵)用作显影液进行显影工序，在形成第二、三彩色滤光片的位置处形成设置有开口部的光致抗蚀剂。使用正型抗蚀剂时，大多进行显影后脱水烘烤且进行作为感光性树脂掩模材料的光致抗蚀剂的固化。但是，此次为了容易地进行干式蚀刻后的蚀刻掩模的除去，因此不实施烘烤工序。因此，不能进行抗蚀剂的固化，不能预期选择比的提高，因此，将光致抗蚀剂的膜厚形成为作为绿色彩色滤光片的第一彩色滤光片的膜厚的2倍以上的即1.5μm的膜厚。此时的开口部的尺寸为1.1μm×1.1μm。
接着，将所形成的感光性树脂掩模材料层作为蚀刻掩模，进行干式蚀刻。此时，作为干式蚀刻装置，使用了平行平板式的干式蚀刻装置。另外，以不会对基底的半导体基板造成影响的方式，多个阶段地实施干式蚀刻。
首先，关于气体种类，混合CF4、O2、Ar气体的三种来实施蚀刻。将CF4、O2的气体流量分别设为5ml/min，将Ar的气体流量设为200ml/min。另外，将蚀刻时腔室内的压力设为1Pa，将RF功率设为500W实施蚀刻。使用该条件，在蚀刻至绿色彩色滤光片用材料的总膜厚500nm中相当于70％的350nm左右的阶段，变更为下面的蚀刻条件。
接着，使用混合了CF4、O2、Ar三种气体的蚀刻气体实施蚀刻。此时，将CF4、O2的气体流量分别设为25ml/min，将Ar的气体流量设为50ml/min。另外，此时，将腔室内的压力设为5Pa，将RF功率设为300W从而实施蚀刻。通过该条件，以附着于作为蚀刻掩模的光致抗蚀剂的侧面的反应产物的除去能够进行的方式进行蚀刻。通过该条件，实施蚀刻至绿色的第一彩色滤光片膜的总膜厚500nm的90％即450nm左右。第二个阶段中的蚀刻量为100nm左右。由于增加了CF4和O2的气体流量，因此蚀刻速率为5nm/sec左右，非常快地进行。因此，绿色彩色滤光片的侧壁的反应产物的除去不怎么进行，而进行附着于上部的抗蚀剂侧面的反应产物的除去。在该条件中通过中途变更，具有在抗蚀剂除去后，除去比绿色更高度的反应产物的效果。
接着，使用Ar单一气体，在将Ar的气体流量设为200ml/min，将腔室内压力设为1.5Pa，将RF功率设为400W的条件下进行蚀刻。通过在该条件下进行蚀刻，在进行绿色的彩色滤光片用材料的残存量的蚀刻的同时，进行下层平坦化层的蚀刻和隔壁材料层的蚀刻。在Ar单一气体的条件下的蚀刻中，离子物理冲击为主反应，因此，通过绿色彩色滤光片的化学反应，能够有效地除去未蚀刻而残留的残渣。另外，通过物理冲击蚀刻处于绿色彩色滤光片的下层的隔壁材料层即SiO2，使得SiO2的膜附着于绿色彩色滤光片的侧壁。通过该蚀刻条件下的时间调整，能够控制侧壁的SiO2的膜厚(宽度)。另外，该蚀刻条件也具有调整蚀刻样品在面内的蚀刻速率差的目的，以过度蚀刻量成为30％的方式实施蚀刻。换而言之，将相对于绿色的彩色滤光片用材料的总膜厚500nm成为130％的膜厚650nm以3个阶段的条件进行蚀刻。通过在该蚀刻条件下进行蚀刻，结果，隔壁材料层为被蚀刻了30nm左右的状态。
通过该蚀刻条件，从隔壁材料层附着于绿色彩色滤光片的侧壁的SiO2隔壁的膜厚(宽度)为30nm。另外，在绿色彩色滤光片的蚀刻时附着于侧壁的绿色彩色滤光片与蚀刻气体的反应产物附着形成的侧壁保护层的膜厚(宽度)为20nm。因此，能够形成合计50nm的隔壁。
接着，使用O2单一气体，在将O2气体流量设为100ml/min，将腔室内压力设为15Pa，将RF功率设为150W的条件下进行蚀刻。通过该条件，除去作为蚀刻掩模的顶部的表面受到损伤而变性的层，同时蚀刻残留于底面的不能被Ar单一气体除去的绿色的彩色滤光片膜的残渣。
接着，进行用作蚀刻掩模的感光性树脂掩模材料的除去。此时使用的方法是使用了溶剂的方法，使用剥离液104(东京应化工业株式会社制造)并利用喷雾净洗装置进行抗蚀剂的除去。此时，通过利用喷雾净洗装置，在净洗时施加物理冲击，具有能够除去附着于抗蚀剂的侧壁的反应产物，即比绿色的彩色滤光片更突出的高度较高的部分的隔壁的效果。
关于使用本发明的干式蚀刻，作为保护层而形成于绿色的彩色滤光片侧壁的隔壁层的膜厚，来自于绿色彩色滤光片的为20nm，来自于隔壁材料层的为30nm，合计为50nm。根据下层的隔壁材料层的膜厚和干式蚀刻条件向侧壁附着的保护层的膜厚能够控制在0nm～200nm左右。但是，固态成像器件的图案尺寸为1.1μm左右，因此，当增厚隔壁的图案时，隔壁遮断入射的光。另外，当增厚隔壁材料层的膜厚时，从彩色滤光片到光电转换器件的距离变长。因此，本实施例2中，将隔壁材料层的膜厚设定成30nm左右的膜厚，将隔壁的膜厚(宽度)控制为50nm。另外，以上的蚀刻中，可能会蚀刻半导体基板的表面，因此，将利用蚀刻全部除去隔壁材料层的时间程度的时间调整为蚀刻时间。
(第二、第三彩色滤光片等的制作)
实施例2中，之后，采用与实施例1同样的方法，形成第二、第三彩色滤光片、上层的平坦化层及微透镜，形成了实施例2的固态成像器件。
＜实施例3＞
实施例3中，具体地说明第三实施方式中所说明的结构的固态成像器件。实施例3的固态成像器件是未将第二、第三彩色滤光片的下部的隔壁材料层全部蚀刻除去而残存的结构。实施例3中，通过在蚀刻时残存有隔壁材料层，具有保护下层的半导体基板免受蚀刻的效果。另外，如果增加隔壁材料层的膜厚，则能够将隔壁的膜厚控制为较厚。另一方面，由于隔壁材料层的厚度的增加，可能出现从彩色滤光片到光电转换器件的距离变长的影响，因此，需要根据半导体基板及光电转换器件的结构及特性来调整隔壁材料层的膜厚。
(隔壁材料层的形成)
在具备二维地配置的光电转换器件的半导体基板上，将低粘度设定的SOG以转速4000rpm进行旋涂，利用加热板在250℃下进行30分钟的加热处理，由此形成由厚度50nm的SiO2薄膜构成的隔壁材料层。
(下层平坦化层的形成)
在隔壁材料层上，将包含丙烯酸树脂的涂布液以转速4000rpm进行旋涂，利用加热板在200℃下实施20分钟的加热处理，将树脂固化，形成下层平坦化层。此时的下层平坦化层的层厚为20nm。
(第一彩色滤光片的形成)
通过实施例2所示的方法，形成第一彩色滤光片膜(绿色的彩色滤光片膜)后，对感光性树脂掩模材料进行图案形成，形成蚀刻掩模。
接着，进行蚀刻至隔壁材料层的一半。首先，气体种类混合CF4、O2、Ar三种气体并实施蚀刻。将CF4、O2的气体流量设为5ml/min，将Ar的气体流量设为200ml/min。另外，将蚀刻时的腔室内的压力设为1Pa，将RF功率设为500W，实施蚀刻。使用该条件，在蚀刻至绿色彩色滤光片用材料的总膜厚500nm中的相当于70％的350nm左右的阶段，变更为下面的蚀刻条件。
接着，使用混合了CF4、O2、Ar三种气体的蚀刻气体实施蚀刻。此时，将CF4、O2的气体流量分别设为25ml/min，将Ar的气体流量设为50ml/min。另外，此时，将腔室内的压力设为5Pa，将RF功率设为300W实施蚀刻。通过该条件，以附着于作为蚀刻掩模的光致抗蚀剂的侧面的反应产物的除去能够进行的方式进行蚀刻。通过该条件，实施蚀刻至第一彩色滤光片膜(绿色的彩色滤光片膜)的总膜厚500nm的90％即450nm左右。第二阶段中的蚀刻量为100nm左右。增加了CF4和O2的气体流量，因此蚀刻速率为5nm/sec左右，非常快速地进行。因此，绿色彩色滤光片的侧壁的反应产物的除去不怎么进行，而进行附着于上部的抗蚀剂的侧面的反应产物的除去。在该条件中通过中途变更，具有在抗蚀剂除去后除去比绿色更高度的反应产物的效果。
接着，使用Ar单一气体，在将Ar的气体流量设为200ml/min，将腔室内压力设为1.5Pa，将RF功率设为400W的条件下进行蚀刻。通过在该条件下进行蚀刻，进行绿色的彩色滤光片用材料的残存量的蚀刻，同时进行下层平坦化层的蚀刻和隔壁材料层的蚀刻。在Ar单一气体的条件下的蚀刻中，离子物理冲击为主反应，因此通过绿色彩色滤光片的化学反应，能够有效地除去未蚀刻而残留的残渣。另外，通过将处于绿色彩色滤光片的下层的隔壁材料层即SiO2通过物理冲击进行蚀刻，SiO2的膜附着于绿色彩色滤光片的侧壁。通过该蚀刻条件下的时间调整，能够控制侧壁的SiO2的膜厚(宽度)。
另外，该蚀刻条件也具有调整蚀刻样品在面内的蚀刻速率差的目的，以过度蚀刻量成为30％的方式实施蚀刻。换而言之，为将相对于绿色的彩色滤光片用材料的总膜厚500nm成为130％的膜厚650nm以3个阶段的条件进行蚀刻的状况。通过在该蚀刻条件下进行蚀刻，结果，隔壁材料层为进行了30nm左右蚀刻的状态。
通过该蚀刻条件，从隔壁材料层附着于绿色彩色滤光片的侧壁的SiO2隔壁的膜厚(宽度)为30nm。另外，在绿色彩色滤光片的蚀刻时附着于侧壁的绿色彩色滤光片与蚀刻气体的反应产物附着形成的侧壁保护层的膜厚(宽度)为20nm。因此，能够形成合计50nm的隔壁。
接着，使用O2单一气体，在将O2气体流量设为100ml/min，将腔室内压力设为15Pa，将RF功率设为150W的条件下进行蚀刻。通过该条件，除去作为蚀刻掩模的顶部的表面受到损伤而变性的层，同时蚀刻残留于底面的不能被Ar单一气体除去的绿色的彩色滤光片膜的残渣。
通过上述的蚀刻条件，隔壁材料层的总膜厚50nm中的30nm被蚀刻除去。因此，在第二以后的彩色滤光片的下部，隔壁材料层残留20nm，下层平坦化层残留20nm。通过该条件，相对于第一彩色滤光片，第二以后的彩色滤光片的膜厚能够较厚地形成为40nm左右。在以平版印刷方式形成第二以后的彩色滤光片的情况下，与加热产生效果的第一彩色滤光片不同，难以提高颜料浓度，因此，通过该隔壁材料层及下层平坦化层的膜厚调整，能够调整各彩色滤光片的颜色。
(第二、第三彩色滤光片等的制作)
实施例3中，之后，通过与实施例1同样的方法，形成第二、第三彩色滤光片、上层的平坦化层及微透镜，从而形成实施例3的固态成像器件。
＜实施例4＞
实施例4中，具体地说明第四实施方式中所说明的结构的固态成像器件。实施例4的固态成像器件为实施例2的固态成像器件中使隔壁材料层和下层平坦化层的形成工序进行颠倒的结构。实施例4中，通过上述的形成工序，能够在隔壁材料层形成之前将半导体基板充分地平坦化，因此能够将隔壁材料层的膜厚在半导体基板整个面上均质化。因此，能够将隔壁的膜厚及从彩色滤光片到光电转换器件的距离设为一定。另外，如果通过蚀刻未完全除去隔壁材料层，则下层平坦化层成为残留的状态，因此也能够调整第二以后的彩色滤光片的密合性提高及各色的膜厚。
(下层平坦化层的形成)
在具备二维地配置的光电转换器件的半导体基板上，将包含丙烯酸树脂的涂布液以转速2000rpm进行旋涂，利用加热板在220℃下进行20分钟的加热处理，将树脂固化，形成下层平坦化层。此时的下层平坦化层的层厚为50nm。
(隔壁材料层的形成)
在下层平坦化层上将低粘度设定的SOG以转速5000rpm进行旋涂，利用加热板在250℃下进行30分钟的加热处理，由此形成由厚度30nm的SiO2薄膜构成的隔壁材料层。
(第一、第二、第三彩色滤光片等的制作)
实施例4中，之后，通过与实施例1同样的方法，形成第二、第三彩色滤光片、上层的平坦化层及微透镜，从而形成实施例4的固态成像器件。
需要说明的是，通过该蚀刻条件，从隔壁材料层附着于绿色彩色滤光片的侧壁的SiO2隔壁的膜厚(宽度)为30nm。另外，在绿色彩色滤光片的蚀刻时附着于侧壁的绿色彩色滤光片与蚀刻气体的反应产物附着形成的侧壁保护层的膜厚(宽度)为20nm。因此，能够形成合计50nm的隔壁。
(评价)
在以上的各实施例中，能够在各色的彩色滤光片图案之间形成厚度40nm～50nm的隔壁。
关于这种各实施例的固态成像器件的红色信号、绿色信号及蓝色信号的强度，对相对于在各色的彩色滤光片图案之间未形成隔壁的固态成像器件的红色信号、绿色信号及蓝色信号的强度的强度增加率进行了评价。
以下的表1中示出各色的信号强度的评价结果。
[表1]
Figure GDA0001656238710000551
根据表1可知，在各色的彩色滤光片图案之间设置有隔壁的实施例1～实施例4的固态成像器件中，各色的信号强度大致增加。另外，对未设置隔壁材料层的实施例1的固态成像器件和设置有隔壁材料层的实施例2～实施例4的固态成像器件的评价结果进行比较时可知，各色的信号强度提高。
根据以上可知，在各色的彩色滤光片图案之间设置有隔壁的固态成像器件与未设置该隔壁的固态成像器件相比，各色的信号强度提高，并降低混色。据认为这是由于，通过隔壁，来自像素的斜方向的入射光通过彩色滤光片并朝向其它彩色滤光片图案时，入射被隔壁遮断，或光路改变。因此，据认为能够抑制朝向其它彩色滤光片图案的光入射至其它光电转换器件，降低混色。
此次的各实施例中，与在蚀刻时以未形成隔壁的方式增加氟化碳系气体或氧系气体的气体流量、且调整蚀刻时的压力而制作的固态成像器件相比，能够确认到4％左右的蓝色的光的检测量的增加。
另一方面，与未设置隔壁的现有的固态成像器件的评价相比，一部分中红色的光稍微降低。但是，据认为这是因为，没有隔壁的现有的固态成像器件中，透射了蓝色及绿色的彩色滤光片的光由于各彩色滤光片的折射率的影响，入射至红色的彩色滤光片下部的光电转换器件从而导致的混色的影响。因此，现有的固态成像器件的性能看起来提高了，相对地，实施例1、4的信号强度看起来降低了。
本实施例中，实施例2的固态成像器件的结果最佳。作为其原因，据认为是彩色滤光片与光电转换器件的距离较短产生的影响。
根据以上，各实施例中能够确认到在各色的彩色滤光片图案之间形成隔壁所带来的效果。
另外，此次的隔壁形成中，使用蚀刻绿色的第一彩色滤光片膜时的反应产物进行制作。此次的混合了绿色颜料的第一彩色滤光片用材料中包含锌。而且，附着于绿色彩色滤光片的侧壁的、第一彩色滤光片用材料与蚀刻气体的反应产物是在蚀刻时难以除去的材料。因此，隔壁中大量包含锌金属。因此，据认为即使为50nm尺寸的膜厚，也可成为金属含量较多的膜结构，且光被遮断从而大幅出现效果。
另外，本实施例中，通过热流法形成微透镜，但更优选为能够使微透镜的下部的厚度更薄地形成、且使用干式蚀刻的图案形成技术来形成微透镜。
需要说明的是，本实施例中，作为第一个颜色的第一彩色滤光片用材料的绿色颜料分散液的树脂的主成分，采用了热固化型的丙烯酸树脂。但是，与第二以后的感光性的彩色滤光片用材料即红色颜料分散液或蓝色颜料分散液一样，也能够使用感光性的彩色滤光片用材料的树脂，即光固化(放射线固化)的丙烯酸树脂。在该情况下，优选减少为了将第一彩色滤光片膜进行薄膜化所需要的单体或光聚合引发剂的量。
在该情况下，第一个颜色的具有感光性的第一彩色滤光片用材料在高精细图案的曝光、显影工艺中成为不适合的树脂材料。与之相对，本发明中，将该第一个颜色的第一彩色滤光片用材料涂布于半导体基板的整个面后，将整个面曝光使彩色滤光片用材料固化，形成蚀刻掩模并实施干式蚀刻。因此，并非仅通过现有技术那样的光刻技术来选择性地使用曝光显影处理，因此，只要包含能够固化为蚀刻掩模形成时的感光性树脂掩模材料的涂布、显影、剥离工序中具备耐性这样的程度的感光性树脂即可。因此，本实施方式的彩色滤光片用材料具有不需要含有能够通过光刻形成高精细图案的量的感光性树脂的优点。
以上，本申请所主张优先权的日本专利申请2015-224016号(2015年11月16日申请)及日本专利申请2016-116498号(2016年06月10日申请)的全部内容通过引用构成本公开的一部分。
另外，通过各实施方式说明了本发明，但是本发明的范围不限定于图示及记载的示例性的实施方式，还包含了带来与本发明作为目的的方式均等的效果的全部实施方式。另外，本发明的范围不限定于由权利要求划分的发明特征的组合，可通过全部公开的各个特征中特定特征的全部期望的组合来进行划分。
符号说明
10…半导体基板
11…光电转换器件
12…下层平坦化层
13…上层平坦化层
14…第一彩色滤光片
14b…第一彩色滤光片图案
14c…桥接部
14d…第一彩色滤光片膜
15…第二彩色滤光片
15b…第二彩色滤光片图案
15d…第二彩色滤光片膜
16…第三彩色滤光片
16b…第三彩色滤光片图案
16d…第三彩色滤光片膜
17、27…隔壁
27a…第一壁部分
27b…第二壁部分
18…微透镜
20…蚀刻掩模
20a…感光性树脂掩模层
20b…图案
20c…开口部
30、40…隔壁材料层

Claims (14)

1.一种固态成像器件的制造方法，具备：
在二维地配置有多个光电转换器件的半导体基板的表面上，形成隔壁材料层的工序，
第一彩色滤光片膜形成工序，其中，在所述半导体基板的表面上，经由所述隔壁材料层，涂布由以树脂材料为主成分且分散有第一颜料的第一树脂分散液构成的第一彩色滤光片用材料并使其固化，从而形成成为包含所述第一颜料的第一彩色滤光片的前体的第一彩色滤光片膜；
开口部形成工序，其中，在所述第一彩色滤光片膜的表面上涂布感光性树脂掩模材料以形成感光性树脂掩模材料层之后，在与包含跟所述第一颜料不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片的形成位置相对的所述感光性树脂掩模材料层的一部分中，通过光刻形成开口部；
第一彩色滤光片形成工序，其中，将形成有所述开口部的所述感光性树脂掩模材料层作为蚀刻掩模，通过使用了干式蚀刻气体的干式蚀刻，除去从所述开口部露出的所述第一彩色滤光片膜的一部分以形成所述第一彩色滤光片，并除去所述蚀刻掩模；
隔壁形成工序，其中，将在所述第一彩色滤光片形成工序中对所述第一彩色滤光片膜进行干式蚀刻时形成的、所述第一彩色滤光片用材料与所述干式蚀刻气体的反应产物形成为设置于多个颜色的彩色滤光片彼此之间的隔壁以作为第一壁部分，并且作为所述隔壁的一部分，还形成对所述隔壁材料层进行干式蚀刻后由所述隔壁材料层中所含的隔壁用材料与所述干式蚀刻气体的反应产物构成的第二壁部分；
第二以后的彩色滤光片形成工序，其中，形成包含与所述第一彩色滤光片不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片；以及，
微透镜形成工序，其中，形成使入射光聚光于各个所述光电转换器件上的多个微透镜。
2.根据权利要求1所述的固态成像器件的制造方法，其中，
在所述隔壁形成工序中，使用这样的所述干式蚀刻气体，该干式蚀刻气体包含总气体流量的90％以上的稀有气体，并且混合有1种以上的选自由氟、氧及氯构成的化合物气体组中的具有反应性的气体。
3.根据权利要求1或2所述的固态成像器件的制造方法，其中，
在所述隔壁形成工序中，将在干式蚀刻腔室内进行干式蚀刻时的该干式蚀刻腔室内的压力设为0.01Pa以上8.0Pa以下。
4.根据权利要求1或2所述的固态成像器件的制造方法，其中，
在所述第一彩色滤光片膜形成工序中，使用不包含感光性成分、且包含浓度为70质量％以上的所述第一颜料的所述第一彩色滤光片用材料。
5.根据权利要求1或2所述的固态成像器件的制造方法，其中，
在所述第一彩色滤光片膜形成工序中，使用包含对用于除去所述蚀刻掩模的有机溶剂具有耐性的树脂作为所述树脂材料的所述第一彩色滤光片用材料。
6.根据权利要求1或2所述的固态成像器件的制造方法，其中，
在所述第二以后的彩色滤光片形成工序中，在形成有所述开口部的第一彩色滤光片表面上，涂布成为包含与第一颜料不同颜色的颜料的第二彩色滤光片用材料的着色感光性树脂组合物之后，对第二彩色滤光片用材料的形成第二彩色滤光片的部分进行使用了光掩模的曝光、并显影之后，使第二彩色滤光片膜的一部分光固化而形成图案，由此形成第二彩色滤光片。
7.一种固态成像器件，具备：
半导体基板，其具有二维地配置的多个光电转换器件；
多个微透镜，其配置于所述半导体基板的上方，且使入射光聚光于各个所述光电转换器件；
多个颜色的彩色滤光片，其设置于所述半导体基板与所述微透镜之间，且以与所述多个光电转换器件分别对应的方式按照预先设定的规则进行配置；
隔壁，其设置在所述多个颜色的彩色滤光片的彼此之间，
设置在所述多个颜色的彩色滤光片当中的作为一个颜色的彩色滤光片的第一彩色滤光片的侧壁部的所述隔壁具有这样的第一壁部分：其包含所述第一彩色滤光片中所含的第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物，
所述固态成像器件还具备隔壁材料层，该隔壁材料层设置于所述第一彩色滤光片的下部且透射可见光，
设置于所述第一彩色滤光片的侧壁部的隔壁具有：所述第一壁部分，以及包含所述隔壁材料层中所含的隔壁用材料与所述干式蚀刻气体的反应产物的第二壁部分。
8.根据权利要求7所述的固态成像器件，其中，
所述第一彩色滤光片包含绿色颜料作为所述第一彩色滤光片用材料，
所述隔壁包含所述绿色颜料与选自所述干式蚀刻气体中所含的稀有气体元素及卤素元素组中的一种或二种以上元素的反应产物。
9.根据权利要求7所述的固态成像器件，其中，
所述隔壁材料层是包含硅及金属中的至少一者作为所述隔壁用材料的单层或多层的层。
10.根据权利要求9所述的固态成像器件，其中，
所述隔壁材料层包括选自硅层、硅化合物层和金属薄膜层、以及硅和硅化合物的混合物层的组中的层。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的固态成像器件，其中，
所述隔壁的厚度为200nm以下。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的固态成像器件，
具备：所述多个颜色的彩色滤光片当中面积最大的第一彩色滤光片，以及面积比所述第一彩色滤光片窄的第二及第三彩色滤光片，
所述第一彩色滤光片具有：通过在行方向及列方向上分别每隔一个像素进行设置从而在斜方向上彼此相邻地配置的第一彩色滤光片图案，以及将所述相邻地配置的第一彩色滤光片图案彼此连接起来的桥接部。
13.一种彩色滤光片的制造方法，具有：
在二维地配置有多个光电转换器件的半导体基板的表面上，形成隔壁材料层的工序，
第一彩色滤光片膜形成工序，其中，在所述半导体基板的表面上，经由所述隔壁材料层，涂布由以树脂材料为主成分且分散有第一颜料的第一树脂分散液构成的第一彩色滤光片用材料并使其固化，从而形成成为包含所述第一颜料的第一彩色滤光片的前体的第一彩色滤光片膜；
开口部形成工序，其中，在所述第一彩色滤光片膜的表面上涂布感光性树脂掩模材料以形成感光性树脂掩模材料层之后，在与包含跟所述第一颜料不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片的形成位置相对的所述感光性树脂掩模材料层的一部分中，通过光刻形成开口部；
第一彩色滤光片形成工序，其中，将形成有所述开口部的所述感光性树脂掩模材料层作为蚀刻掩模，通过使用了干式蚀刻气体的干式蚀刻，除去从所述开口部露出的所述第一彩色滤光片膜的一部分以形成所述第一彩色滤光片，并除去所述蚀刻掩模；
隔壁形成工序，其中，将在所述第一彩色滤光片形成工序中对所述第一彩色滤光片膜进行干式蚀刻时形成的、所述第一彩色滤光片用材料与所述干式蚀刻气体的反应产物形成为设置于多个颜色的彩色滤光片彼此之间的隔壁以作为第一壁部分，并且作为所述隔壁的一部分，还形成对所述隔壁材料层进行干式蚀刻后由所述隔壁材料层中所含的隔壁用材料与所述干式蚀刻气体的反应产物构成的第二壁部分；以及，
第二以后的彩色滤光片形成工序，其中，与所述第一彩色滤光片形成工序一样地形成包含与所述第一彩色滤光片不同颜色的颜料的第二以后的彩色滤光片。
14.一种彩色滤光片，其是通过权利要求13所述的彩色滤光片的制造方法制造的，具备：
多个彩色滤光片，其平面地配置，且具有相互不同的颜色；
作为隔壁的第一壁部分，其设置于所述多个彩色滤光片当中面积最大的第一彩色滤光片的侧壁，且包含该第一彩色滤光片中所含的第一彩色滤光片用材料与干式蚀刻气体的反应产物；以及
作为所述隔壁的一部分，对所述隔壁材料层进行干式蚀刻后由所述隔壁材料层中所含的隔壁用材料与所述干式蚀刻气体的反应产物构成的第二壁部分。
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