JP2006253463A - カラーフィルタの製造方法及び固体撮像素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラーフィルタ同士が重なり合うことを防止し、混色などの欠陥の発生を防止するカラーフィルタの製造方法及び固体撮像素子を提供する。
【解決手段】 本発明は、基板にカラーフィルタをパターン形成するカラーフィルタの製造方法であって、基板の平面上に複数のフィルタ部を格子縞状に形成するフィルタ部形成領域と、複数のフィルタ部同士を接続する接続部を形成する接続部形成領域とを有するレチクルを用いて露光を行うことで、第１のカラーフィルタパターンを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーフィルタ同士が重なり合うことを防止し、混色が発生することを防止するカラーフィルタの製造方法及び固体撮像素子に関する。

一般的に、固体撮像素子、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤ−ＣＭＯＳ等のイメージセンサ等に用いられているカラーフィルタは、主に、フォトリソグラフィにおける露光及び現像プロセスによって、基板上にパターン形成されている（例えば、下記特許文献１参照）。

図７は、従来のカラーフィルタのパターンを平面視した状態を示す図である。図７に示すように、カラーフィルタ１のパターンとしては、例えば、Ｒ（赤）のカラーフィルタ４と、Ｇ（緑）のカラーフィルタ２と、Ｂ（青）のカラーフィルタ３とをベイヤー配列に従って配置したものがある。このようなパターンでは、Ｇのカラーフィルタ２同士が、カラーフィルタの隅で互いに点接触するように配置されている。また、Ｂのカラーフィルタ３とＲのカラーフィルタ４とが、それぞれのカラーフィルタ３，４の隅で互いに点接触するように配置されている。

特開平６−２７３６１１号公報

ところで、近年、固体撮像素子において多画素数及び小型化が図られて微細化が進められるともに、従来のフォトリソグラフィによるカラーフィルタのパターンも微細化している。
また、カラーフィルタのパターンを形成するレチクルを作成際には、レチクルは、そのレチクルパターンが設計通りに形成されず、レチクル検査工程での検査エラー発生の原因となっていた。例えば、図７に示すようなカラーフィルタ１のパターンを形成するレチクルでは、平面視において略四角形を有する各カラーフィルタ２，３，４の四隅同士を高い精度で点接触させることが困難であり、僅かにずれることで、レチクルとして欠陥として検出されてしまう。このため、レチクルパターンを良好に再現することが困難である点で改善の余地があった。

さらに、フォトリソグラフィで微細なパターン形成を行う場合には、図８に示すように、隣接するカラーフィルタ同士が重なり合うようにして形成されてしまうことがある。そして、色の異なる、隣り合ったカラーフィルタ同士が重なり合うことに起因して、いわゆる混色が発生することが懸念されている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、レチクルを良好な再現性で作成することができ、混色を防止することができるカラーフィルタの製造方法及び固体撮像素子を提供することにある。

本発明の上記目的は、基板にカラーフィルタをパターン形成するカラーフィルタの製造方法であって、前記基板の平面上に複数のフィルタ部を格子縞状に形成するフィルタ部形成領域と、前記複数のフィルタ部同士を接続する接続部を形成する接続部形成領域とを有するレチクルを用いて露光を行うことで、第１のカラーフィルタパターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法によって達成される。

本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、格子縞状に形成されるフィルタ部同士が、従来のように互いに点接触する配置ではなく、接続部によって連接するように配置される。従来のカラーフィルタのパターンでは、フィルタ部同士が点接触する配置であるため、レチクル作製時に僅かな誤差によって、レチクルが欠陥として検出されてしまうだけでなく、フィルタ部同士が重なり合うようにして形成され、混色が生じてしまう。しかし、本願のように、フィルタ部が接続部によって連接される配置とする場合には、フィルタ部形成領域と接続部形成領域とを有するレチクルを作製すればよく、レチクル作製時の再現性が良好となる。また、このレチクルを用いることで、形成されるフィルタ部が基板上で互いに重なり合うことを防止でき、混色の発生を防止することができる。

上記カラーフィルタの製造方法は、基板における、前記フィルタ部及び前記接続部を除く領域に、フィルタ部を形成するフィルタ部形成領域を有するレチクルを用いて露光を行うことで、第２のカラーフィルタパターンを形成することが好ましい。こうすれば、互いに連接する複数のフィルタ部を有する第１のカラーフィルタパターンに加えて、これら複数のフィルタ部以外の領域に別のフィルタ部を配置してなる第２のカラーフィルタパターンを形成することができる。例えば、第１のカラーフィルタパターンにおいてはＧ（緑）のフィルタ部を基板上に格子縞状に配置し、第２のカラーフィルタパターンにおいては、Ｇのフィルタ部を除く領域に、Ｒ（赤）とＢ（青）のフィルタ部を所定のパターンで形成することで、いわゆるベイヤー配列に準じた配置とすることができ、カラー固体撮像素子に適用することができる。

上記カラーフィルタ製造方法によって、カラーフィルタが形成された固体撮像素子は、カラーフィルタの混色を防止することができ、色再現性の低下を防止できる。

本発明によれば、レチクルを良好な再現性で作成することができ、混色を防止することができるカラーフィルタの製造方法及び固体撮像素子を提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかるカラーフィルタの製造方法によって形成されるカラーフィルタを平面視した状態を示す図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線方向矢視図である。
図１及び図２に示すように、基板Ｓ上には、Ｇ（緑）のカラーフィルタ１１がパターン形成されている。なお、カラーフィルタ１１のカラーはＧに限定されない。

カラーフィルタ１１は、平面視（図１の正面視）において略四角形を有する複数のフィルタ部１１ａと、複数のフィルタ部１１ａ同士を接続する接続部１１ｂと、から構成される。

図１に示すように、複数のフィルタ部１１ａは、基板Ｓ上の平面に、格子縞状に配置されている。具体的には、複数のフィルタ部１１ａは、図１の縦方向と横方向にそれぞれ等しい間隔をおいて配置され、縦列のフィルタ部１１ａが、横方向両側に並べられたフィルタ部１１ａの縦列における間隔に対して横方向に隣り合うように配置され、且つ、横列のフィルタ部１１ａが、縦方向両側に並べられたフィルタ部１１ａの横列における間隔に対して縦方向に隣り合うように配置されている。

それぞれのフィルタ部１１ａは、該フィルタ部１１ａに対して図１方向右上、右下、左上、左下に位置するそれぞれフィルタ部１１ａに、接続部１１ｂによって接続されている。

接続部１１ｂは、平面視において所定の面積を有する領域であって、フィルタ部１１ａの部分と一体に形成されている。

基板Ｓにおいて、フィルタ部１１ａ及び接続部１１ｂを除く領域には、Ｇのカラーフィルタは形成されていないが、後述するように、ＲやＢ等の他のカラーフィルタを形成してもよい。

本実施形態のカラーパターンを形成するには、そのカラーパターンに適合するレチクルを作製する際に、該レチクルに複数のフィルタ部１１ａを図１に示すように格子縞状に形成するフィルタ部形成領域と、複数のフィルタ部同士を接続する接続部１１ｂを形成する接続部形成領域とを設け、このレチクルによって露光及びエッチングすることで、上記パターンを有するカラーフィルタ１１を形成することができる。

上記カラーフィルタの製造方法によれば、格子縞状に形成されるフィルタ部１１ａ同士が、従来のように互いに点接触する配置ではなく、接続部１１ｂによって連接するように配置される。図７に示すような従来のカラーフィルタ１のパターンでは、フィルタ部１１ａ同士が点接触する配置であるため、レチクル作製時に僅かな誤差によって、レチクルが欠陥として検出されてしまうだけでなく、フィルタ部同士が重なり合うようにして形成され、混色が生じてしまう。しかし、本願のように、フィルタ部１１ａが接続部１１ｂによって連接される配置とすれば、フィルタ部形成領域と接続部形成領域とを有するレチクルを作製すればよく、レチクル作製時の再現性が良好となる。また、このレチクルを用いることで、形成されるフィルタ部１１ａが基板Ｓ上で互いに重なり合うことを防止でき、混色の発生を防止することができる。

上記実施形態では、図１に示すように、単一のカラーフィルタを所定のパターン（以下、第１のカラーフィルタパターンという。）で形成する方法を説明したが、本発明にかかるカラーフィルタの製造方法を適用可能なカラーフィルタパターンはこれに限定されず、以下のように、他のカラーフィルタパターンを形成することも可能である。

図３は、本発明にかかるカラーフィルタの製造方法によって形成される、別のパターンを有するカラーフィルタを平面視した状態を示す図である。図４は、図３のＹ−Ｙ線方向矢視図である。
図３及び図４に示すように、本実施形態では、上記実施形態で形成した第１のカラーフィルタパターンに、更に、別のカラーフィルタ１２，１３を形成するものである。

カラーフィルタ１２，１３は、平面視において略四角形を有するフィルタ部をそれぞれ複数有し、これらフィルタ部がそれぞれ接触することなく分離され、カラーフィルタ１１のフィルタ部１１ａ及び接続部１１ｂを除く領域１１ｃに所定のパターンで形成されている。このとき、カラーフィルタ１２，１３は、カラーフィルタ１１のフィルタ部１１ａ及び接続部１１ｂから離れて形成されている。なお、本実施形態において、カラーフィルタ１２，１３は、それぞれ異なる（例えば、ＲとＢ）２種類のカラーフィルタとしたが、１種類のカラーフィルタ（例えば、Ｒのカラーフィルタのみ）でもよく、または、３種類以上のカラーフィルタであってもよい。

カラーフィルタ１２，１３は、カラーフィルタ１１を形成するレチクルとは別のレチクルを用いて露光及びエッチングをすることで形成することができる。カラーフィルタ１２，１３を形成するレチクルには、カラーフィルタ１１のフィルタ部１１ａ及び接続部１１ｂを除く領域に、カラーフィルタ１２，１３を形成するフィルタ部形成領域を有するものを使用することで、基板Ｓ上にカラーフィルタパターン（以下、第２のカラーフィルタパターンという。）を形成することができる。

互いに連接する複数のフィルタ部１１ａを有する第１のカラーフィルタパターンに加えて、これら複数のフィルタ部１１ａ以外の領域に別のカラーフィルタ１２，１３のフィルタ部を配置してなる第２のカラーフィルタパターンを形成することができる。例えば、第１のカラーフィルタパターンにおいてＧ（緑）のフィルタ部１１ａを基板Ｓ上に格子縞状に配置し、これらＧのフィルタ部１１ａを除く領域に、Ｒ（赤）とＢ（青）のフィルタ部を所定のパターンで形成することで、いわゆるベイヤー配列に準じた配置とすることができ、カラー固体撮像素子に適用することができる。

図５は、本発明にかかるカラーフィルタの製造方法によって形成される、別のパターンを有するカラーフィルタを平面視した状態を示す図である。図６は、図５のＺ−Ｚ線方向矢視図である。図５及び図６に示すように、第２のカラーフィルタパターンは、基板Ｓ上において、フィルタ部１１ａ及び接続部１１ｂと隣接し、カラーフィルタ１１とカラーフィルタ１２，１３とが面一になるように形成されていてもよい。

本発明にかかるカラーフィルタの製造方法によって形成されるカラーフィルタを平面視した状態を示す図である。 図１のＸ−Ｘ線方向矢視図である。 本発明にかかるカラーフィルタの製造方法によって形成される、別のパターンを有するカラーフィルタを平面視した状態を示す図である。 図３のＹ−Ｙ線方向矢視図である。 本発明にかかるカラーフィルタの製造方法によって形成される、別のパターンを有するカラーフィルタを平面視した状態を示す図である。 図５のＺ−Ｚ線方向矢視図である。 従来のカラーフィルタのパターンを平面視した状態を示す図である。 カラーフィルタ同士が重なり合う状態を説明する図である。

符号の説明

１１，１２，１３ カラーフィルタ
１１ａ フィルタ部
１１ｂ 接続部
Ｓ 基板

Claims (3)

1. 基板にカラーフィルタをパターン形成するカラーフィルタの製造方法であって、
   前記基板の平面上に複数のフィルタ部を格子縞状に形成するフィルタ部形成領域と、前記複数のフィルタ部同士を接続する接続部を形成する接続部形成領域とを有するレチクルを用いて露光を行うことで、第１のカラーフィルタパターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記基板において、前記フィルタ部及び前記接続部を除く領域に、フィルタ部を形成するフィルタ部形成領域を有するレチクルを用いて露光を行うことで、第２のカラーフィルタパターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 上記請求項１又は２に記載のカラーフィルタ製造方法によって、カラーフィルタが形成された固体撮像素子。

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