JP2007019143A - 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】 低いコストで所望の光学特性を実現できる固体撮像装置、その製造方法及びカメラを提供する。
【解決手段】 固体撮像装置を構成する多層膜干渉フィルタを形成するに際して、先ず、層間絶縁膜３０４上に二酸化チタン層４０１、二酸化シリコン層４０２、二酸化チタン層４０３及びスペーサ層４０４を順次積層して下位膜を形成する。次に、下位膜の反射率特性を計測して下位膜の膜厚を特定し、設計値からズレていたら、スペーサ層４０４及び上位膜である二酸化チタン層４０７、４０９及び二酸化シリコン層４０８、４１０の膜厚を変更する。この変更に従ってスペーサ層４０４をエッチングして膜厚を整え、その上に上位膜を形成する。
【選択図】 図４
【解決手段】 固体撮像装置を構成する多層膜干渉フィルタを形成するに際して、先ず、層間絶縁膜３０４上に二酸化チタン層４０１、二酸化シリコン層４０２、二酸化チタン層４０３及びスペーサ層４０４を順次積層して下位膜を形成する。次に、下位膜の反射率特性を計測して下位膜の膜厚を特定し、設計値からズレていたら、スペーサ層４０４及び上位膜である二酸化チタン層４０７、４０９及び二酸化シリコン層４０８、４１０の膜厚を変更する。この変更に従ってスペーサ層４０４をエッチングして膜厚を整え、その上に上位膜を形成する。
【選択図】 図４
Description
本発明は、固体撮像装置、その製造方法及びカメラに関し、特に、高歩留まりで固体撮像装置を製造する技術に関する。
近年、広く普及している固体撮像装置は色分離のためにカラーフィルタを備えている。
図９は従来技術に係る固体撮像装置の画素部分を示す断面図である。図９に示されるように、半導体撮像装置９は半導体基板９０１上にゲート絶縁膜９０３、転送電極９０４、層間絶縁膜９０５、遮光膜９０６、層間絶縁層９０７、平坦化膜９０８、凸部９０９及びオンチップカラーフィルタ９１０が順次形成されてなる。
図９は従来技術に係る固体撮像装置の画素部分を示す断面図である。図９に示されるように、半導体撮像装置９は半導体基板９０１上にゲート絶縁膜９０３、転送電極９０４、層間絶縁膜９０５、遮光膜９０６、層間絶縁層９０７、平坦化膜９０８、凸部９０９及びオンチップカラーフィルタ９１０が順次形成されてなる。
また、半導体基板９０１の層間絶縁層９０７側には受光領域９０２が形成されている。凸部９０９は平坦化膜９０８と同じ材料からなり、凸レンズ形状となっている。オンチップカラーフィルタ９１０は二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層９１０Ａと二酸化チタン（ＴｉＯ２）膜９１０Ｂとが交互に積層されてなる。
このようにすれば、全画素分のカラーフィルタを一度に形成することができる（特許文献１）。
特開２０００−１８０６２１号公報
このようにすれば、全画素分のカラーフィルタを一度に形成することができる（特許文献１）。
しかしながら、従来技術に係るオンチップカラーフィルタ９１０の色分離機能は二酸化シリコン膜９１０Ａと二酸化チタン膜９１０Ｂの層数、及び各層の膜厚によって決定される。すなわち、所望の色分離機能を有するオンチップカラーフィルタ９１０を得るためには、オンチップカラーフィルタ９１０を構成するすべての層を必要な膜厚となるように正確に形成しなければならない。
詳しく述べると、設計通りの分光特性を実現するためには、膜厚の誤差２％以下となるようにすべての層を形成しなければならない。このような高い精度でオンチップカラーフィルタ９１０を形成するのは難しく歩留まりが低いため製造コストが高くならざるを得ない。当然ながら、この問題はカメラのコストにも影響を与える。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、より低いコストで所望の光学特性を実現できる固体撮像装置、その製造方法及びカメラを提供することを目的とする。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、より低いコストで所望の光学特性を実現できる固体撮像装置、その製造方法及びカメラを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなる多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光する固体撮像装置の製造方法であって、第１のλ／４多層膜を形成する工程と、第１のλ／４多層膜上にスペーサ層を形成する工程と、第１のλ／４多層膜とスペーサ層とからなる膜の反射率特性を計測して、膜厚を特定する工程と、特定した膜厚が設計値よりも小さければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも大きくなるように、特定した膜厚が設計値よりも大きければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも小さくなるように、第２のλ／４多層膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
多層膜干渉フィルタを構成するλ／４多層膜やスペーサ層の膜厚が設計値からずれると透過波長域がずれてしまうのに対して、このようにすれば、第１のλ／４多層膜やスペーサ層の膜厚が設計値からずれても、第２のλ／４多層膜の膜厚を調整することによって透過波長域のずれを解消することができる。
従って、優れた色分解機能を達成することができると共に、透過波長域のずれによる歩留りの低下を無くすことができるので、コストを低減することもできる。
従って、優れた色分解機能を達成することができると共に、透過波長域のずれによる歩留りの低下を無くすことができるので、コストを低減することもできる。
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなる多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光するカラー固体撮像装置の製造方法であって、第１のλ／４多層膜を形成すると共に、ウエハ上のカラー固体撮像装置が形成される領域以外の領域である参照領域に第１のλ／４多層膜と同じ多層膜を形成する工程と、第１のλ／４多層膜上にスペーサ層を形成すると共に、参照領域にスペーサ層と同じ層を形成する工程と、参照領域の反射率特性を計測して、膜厚を特定する第３工程と、特定した膜厚が設計値よりも小さければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも大きくなるように、特定した膜厚が設計値よりも大きければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも小さくなるように、第２のλ／４多層膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
このようにすれば、カラー固体撮像装置を構成する個々の画素の面積が小さいために反射率特性を計測できない場合であっても、参照領域の反射率特性を計測することによって、カラー固体撮像装置の下位膜の膜厚を推定して、上位膜の膜厚を変更することができる。
この場合において、第１のλ／４多層膜上に形成されたスペーサ層と、参照領域に形成されたスペーサ層と同じ層をエッチングする第４工程を含み、第３工程は、第４工程後に実行され、スペーサ層の膜厚ごとに参照領域の反射率特性を計測すれば、カラー固体撮像装置を構成する多層膜干渉フィルタの色領域ごとに透過波長域を調整することができる。
この場合において、第１のλ／４多層膜上に形成されたスペーサ層と、参照領域に形成されたスペーサ層と同じ層をエッチングする第４工程を含み、第３工程は、第４工程後に実行され、スペーサ層の膜厚ごとに参照領域の反射率特性を計測すれば、カラー固体撮像装置を構成する多層膜干渉フィルタの色領域ごとに透過波長域を調整することができる。
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、スペーサ層上に第２のλ／４多層膜を形成すると共に、参照領域に第２のλ／４多層膜と同じ多層膜を形成する第５工程を含み、第５工程は、第３工程後に実行されることを特徴とする。このようにすれば、参照領域に単色用センサが形成される。従って、参照領域が無駄にならないので、コストを低減することができる。
また、本発明に係る固体撮像装置は、多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光する固体撮像装置であって、多層膜干渉フィルタは、スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなり、第１のλ／４多層膜の膜厚と第２のλ／４多層膜の膜厚とが異なっていることを特徴とする。このようにすれば、低いコストで高い光学特性を提供することができる。
また、本発明に係る固体撮像装置は、多層膜干渉フィルタを備え、相異なる波長域の光を検出する単色用センサを備え、第１の単色用センサは外光を受光し、第１の単色用センサ以外の単色用センサは他の単色用センサが反射した光を受光することを特徴とする。このようにすれば、このようにすれば、上述のようにしてカラー固体撮像装置と共に製造された単色用センサを組み合わせてカラー固体撮像装置（３板式カメラ）を構成することができる。
また、本発明に係るカメラは、多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光する固体撮像装置であって、多層膜干渉フィルタは、スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなり、第１のλ／４多層膜の膜厚と第２のλ／４多層膜の膜厚とが異なっている固体撮像装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、低いコストで高い色再現性を有する画像を撮像することができる。
また、本発明に係るカメラは、多層膜干渉フィルタを備え、相異なる波長域の光を検出する単色用センサを備え、第１の単色用センサは外光を受光し、第１の単色用センサ以外の単色用センサは他の単色用センサが反射した光を受光する固体撮像装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、高い色再現性を有するカラー固体撮像装置と共に製造された単色用センサを無駄にすることなく、３板式カメラとすることができる。
以下、本発明に係る固体撮像装置、その製造方法及びカメラの実施の形態について、デジタルスチルカメラを例にとり、図面を参照しながら説明する。
［１］ デジタルスチルカメラの構成
先ず、本実施の形態に係るデジタルスチルカメラの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るデジタルスチルカメラの主要な機能構成を示すブロック図である。
［１］ デジタルスチルカメラの構成
先ず、本実施の形態に係るデジタルスチルカメラの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るデジタルスチルカメラの主要な機能構成を示すブロック図である。
図１に示されるように、本実施の形態に係るデジタルスチルカメラ１は、レンズ１０１、固体撮像装置１０２、色信号合成部１０３、映像信号作成部１０４及び素子駆動部１０５を備えている。
レンズ１０１はデジタルカメラ１に入射した光を固体撮像装置１０２の撮像領域上に結像させる。固体撮像装置１０２は入射光を光電変換して色信号を生成する。素子駆動部１０５は固体撮像装置１０２から色信号を取り出す。色信号合成部１０３は固体撮像装置１０２から受け付けた色信号に色シェーディングを施す。映像信号作成部１０４は色信号合成部１０３にて色シェーディングを施された色信号からカラー映像信号を生成する。カラー映像信号は最終的にカラー画像データとして記録媒体に記録される。
レンズ１０１はデジタルカメラ１に入射した光を固体撮像装置１０２の撮像領域上に結像させる。固体撮像装置１０２は入射光を光電変換して色信号を生成する。素子駆動部１０５は固体撮像装置１０２から色信号を取り出す。色信号合成部１０３は固体撮像装置１０２から受け付けた色信号に色シェーディングを施す。映像信号作成部１０４は色信号合成部１０３にて色シェーディングを施された色信号からカラー映像信号を生成する。カラー映像信号は最終的にカラー画像データとして記録媒体に記録される。
［２］ 固体撮像装置の構成
次に、固体撮像装置１０２の構成について説明する。
図２は、固体撮像装置１０２の概略構成を示す図である。図２に示されるように、固体撮像装置１０２は２次元配列された単位画素２０１の各行を垂直シフトレジスタ２０２により選択し、その行信号を水平シフトレジスタ２０３により選択して、画素毎のカラー信号を出力アンプ２０４から出力する。なお、固体撮像装置１０２は駆動回路２０５にて垂直シフトレジスタ２０２、水平シフトレジスタ２０３及び出力アンプ２０４を駆動する。
次に、固体撮像装置１０２の構成について説明する。
図２は、固体撮像装置１０２の概略構成を示す図である。図２に示されるように、固体撮像装置１０２は２次元配列された単位画素２０１の各行を垂直シフトレジスタ２０２により選択し、その行信号を水平シフトレジスタ２０３により選択して、画素毎のカラー信号を出力アンプ２０４から出力する。なお、固体撮像装置１０２は駆動回路２０５にて垂直シフトレジスタ２０２、水平シフトレジスタ２０３及び出力アンプ２０４を駆動する。
図３は、固体撮像装置１０２の画素部分を示す断面図である。図３に示されるように、固体撮像装置１０２はＮ型半導体層３０１上にＰ型半導体層３０２、層間絶縁膜３０４、多層膜干渉フィルタ３０６及び集光レンズ３０７が順次積層されてなる。
Ｐ型半導体層３０２の層間絶縁膜３０４側にはＮ型不純物がイオン注入されてなるフォトダイオード３０３が画素毎に形成されている。フォトダイオード３０３は集光レンズ３０７と個別に対応関係にある。また、隣り合うフォトダイオード３０３の間にはＰ型半導体層が介在しており、これを素子分離領域という。
Ｐ型半導体層３０２の層間絶縁膜３０４側にはＮ型不純物がイオン注入されてなるフォトダイオード３０３が画素毎に形成されている。フォトダイオード３０３は集光レンズ３０７と個別に対応関係にある。また、隣り合うフォトダイオード３０３の間にはＰ型半導体層が介在しており、これを素子分離領域という。
層間絶縁膜３０４中には遮光膜３０５が形成されている。遮光膜３０５は集光レンズ３０７を透過した光が対応関係に無いフォトダイオード３０３に入射するのを防ぐ。
多層膜干渉フィルタ３０６は２つのλ／４多層膜にてスペーサ層を挟んだ構造を備えている。λ／４多層膜は何れも光学膜厚を同じくし、かつ屈折率を異にする２種類の誘電体層が４層ずつ交互に積層されてなる。なお、光学膜厚は物理膜厚に屈折率を乗じて得られる指数である。
多層膜干渉フィルタ３０６は２つのλ／４多層膜にてスペーサ層を挟んだ構造を備えている。λ／４多層膜は何れも光学膜厚を同じくし、かつ屈折率を異にする２種類の誘電体層が４層ずつ交互に積層されてなる。なお、光学膜厚は物理膜厚に屈折率を乗じて得られる指数である。
一般的に、λ／４多層膜は誘電体層の光学膜厚の４倍に等しい波長λを中心とする帯域（反射帯域）の光を反射するのだが、多層膜干渉フィルタ３０６はスペーサ層の膜厚に応じた波長の光を透過させる。このため、多層膜干渉フィルタ３０６対向する画素が受光すべき光色毎に膜厚が異なっており、赤色領域、緑色領域及び青色領域の膜厚がそれぞれ５１６ｎｍ、４８１ｎｍ、６１５ｎｍとなっている。
［３］ 多層膜干渉フィルタ３０６の製造方法
次に、多層膜干渉フィルタ３０６の製造方法について説明する。図４は、多層膜干渉フィルタ３０６を製造する諸工程を示す図である。図４において、多層膜干渉フィルタ３０６の製造工程は（ａ）から（ｄ）へと進む。また、Ｎ型半導体層３０１、Ｐ型半導体層３０２、フォトダイオード３０３及び遮光膜３０５は図示を省略した。
次に、多層膜干渉フィルタ３０６の製造方法について説明する。図４は、多層膜干渉フィルタ３０６を製造する諸工程を示す図である。図４において、多層膜干渉フィルタ３０６の製造工程は（ａ）から（ｄ）へと進む。また、Ｎ型半導体層３０１、Ｐ型半導体層３０２、フォトダイオード３０３及び遮光膜３０５は図示を省略した。
さて、先ず、高周波（RF: Radio Frequency）スパッタ装置を用いて、層間絶縁膜３０４上に二酸化チタン層４０１、二酸化シリコン層４０２及び二酸化チタン層４０３を順次積層してλ／４多層膜を形成する。更に、二酸化チタン層４０３上にスペーサ層４０４を形成する。スペーサ層４０４は二酸化シリコンからなっている。
ここで、二酸化チタン層４０１、４０３、二酸化シリコン層４０２及びスペーサ層４０４の４層からなる積層膜（以下、「下位膜」という。）の反射率特性を計測する。この反射率特性は白色光を用いた波長分光測定により計測される。この反射特性から下位膜の膜厚に製造誤差が生じていることが判明した場合には、当該誤差に合わせてスペーサ層４０４及び次に述べる二酸化チタン層４０７、４０９及び二酸化シリコン層４０８、４１０の膜厚を調整する。
ここで、二酸化チタン層４０１、４０３、二酸化シリコン層４０２及びスペーサ層４０４の４層からなる積層膜（以下、「下位膜」という。）の反射率特性を計測する。この反射率特性は白色光を用いた波長分光測定により計測される。この反射特性から下位膜の膜厚に製造誤差が生じていることが判明した場合には、当該誤差に合わせてスペーサ層４０４及び次に述べる二酸化チタン層４０７、４０９及び二酸化シリコン層４０８、４１０の膜厚を調整する。
次に、多層膜干渉フィルタ３０６が画素毎に受光すべき光色を透過させるようにスペーサ層４０４の膜厚を整える。
すなわち、スペーサ層４０４上にレジスト膜４０５を形成し、スペーサ層４０４の赤色光を透過させるべき領域（以下、「赤色領域」という。）のみレジスト膜４０５を除去する。そして、レジスト膜４０５をエッチングマスクとしてスペーサ層４０４の赤色領域をエッチングする（図４（ｂ））。
すなわち、スペーサ層４０４上にレジスト膜４０５を形成し、スペーサ層４０４の赤色光を透過させるべき領域（以下、「赤色領域」という。）のみレジスト膜４０５を除去する。そして、レジスト膜４０５をエッチングマスクとしてスペーサ層４０４の赤色領域をエッチングする（図４（ｂ））。
そして、レジスト膜４０５を除去した後、スペーサ層４０４上にレジスト膜４０６を形成し、スペーサ層４０４の緑色光を透過させるべき部分（以下、「緑色領域」という。）のみレジスト膜４０６を除去する。そして、レジスト膜４０６をエッチングマスクとしてスペーサ層４０４の緑色領域をエッチングする（図４（ｃ））。
なお、スペーサ層４０４をエッチングするに際しては、例えば、ウエハ一面にレジスト剤を塗布し、露光前ベーク（プリベーク）の後、ステッパなどの露光装置によって露光を行い、レジスト現像、および最終ベーク（ポストベーク）によってレジスト膜を形成した後、４フッ化メタン（ＣＦ4）系のエッチングガスを用いれば良い。
なお、スペーサ層４０４をエッチングするに際しては、例えば、ウエハ一面にレジスト剤を塗布し、露光前ベーク（プリベーク）の後、ステッパなどの露光装置によって露光を行い、レジスト現像、および最終ベーク（ポストベーク）によってレジスト膜を形成した後、４フッ化メタン（ＣＦ4）系のエッチングガスを用いれば良い。
レジスト膜４０６を除去した後、スペーサ層４０４及び緑色領域においては二酸化チタン層４０３上に二酸化チタン層４０７、二酸化シリコン層４０８、二酸化チタン層４０９及び二酸化シリコン層４１０を順次形成してλ／４多層膜を形成すれば、多層膜干渉フィルタ３０６が完成する。
［４］ 下位膜の反射率特性と多層膜干渉フィルタの分光特性
次に、下位膜の反射率特性と多層膜干渉フィルタの分光特性との関係について説明する。図５は、下位膜の反射率特性と多層膜干渉フィルタの分光特性との関係を示すグラフであって、図５（ａ）は下位膜の膜厚と反射率特性との関係を示し、図５（ｂ）は下位膜の膜厚の変化と多層膜干渉フィルタのピーク波長との関係を示す。
［４］ 下位膜の反射率特性と多層膜干渉フィルタの分光特性
次に、下位膜の反射率特性と多層膜干渉フィルタの分光特性との関係について説明する。図５は、下位膜の反射率特性と多層膜干渉フィルタの分光特性との関係を示すグラフであって、図５（ａ）は下位膜の膜厚と反射率特性との関係を示し、図５（ｂ）は下位膜の膜厚の変化と多層膜干渉フィルタのピーク波長との関係を示す。
図５（ａ）において、グラフ５０１〜５０５はそれぞれ下位膜の膜厚が設計値から−２０％、−１０％、０％、１０％及び２０％だけずれた場合の反射率特性を示す。また、縦軸は反射率を示し、横軸は波長を示す。
さて、グラフの反射率がもっとも高い位置を凸ピークとし、波長４２０μｍ以上の範囲で反射率がもっとも低い位置を凹ピークと呼ぶことにすれば、図５（ａ）から分かるように、下位膜の膜厚が大きくなるほど凸ピーク波長、凹ピーク波長ともに長波長側に移行することが分かる。
さて、グラフの反射率がもっとも高い位置を凸ピークとし、波長４２０μｍ以上の範囲で反射率がもっとも低い位置を凹ピークと呼ぶことにすれば、図５（ａ）から分かるように、下位膜の膜厚が大きくなるほど凸ピーク波長、凹ピーク波長ともに長波長側に移行することが分かる。
図５（ｂ）において、グラフ５０６、５０７はそれぞれ凸ピーク波長、凹ピーク波長と下位膜の膜厚との関係を示すグラフである。縦軸はピーク波長を示し、横軸は下位膜の膜厚の設計値に対する比率（以下、「膜厚比」という。）を示す。図５（ｂ）に示されるように、凸ピーク波長、凹ピーク波長ともに膜厚比に比例して直線的に増加する。従って、下位膜の反射率特性を測定して凸ピーク波長と凹ピーク波長とを特定すれば、下位膜の膜厚の設計値からのずれを正確に測定することができる。
図６は、多層膜干渉フィルタの反射率特性を示すグラフである。
図６（ａ）は下位膜の膜厚が設計値よりも１０％大きい場合に、二酸化チタン層４０７、二酸化シリコン層４０８、二酸化チタン層４０９及び二酸化シリコン層４１０からなるλ／４多層膜（以下、「上位膜」）の膜厚を変化させて得られる反射率特性を示すグラフである。
図６（ａ）は下位膜の膜厚が設計値よりも１０％大きい場合に、二酸化チタン層４０７、二酸化シリコン層４０８、二酸化チタン層４０９及び二酸化シリコン層４１０からなるλ／４多層膜（以下、「上位膜」）の膜厚を変化させて得られる反射率特性を示すグラフである。
図６（ａ）において、グラフ６０１〜６０４はそれぞれ上位膜の膜厚を設計値に対して−２０％（減少）、−１０％（減少）、０（設計通り）％、＋１０％（増加）と変化させた場合の反射率特性を示す。図６（ａ）に示されるように、上位膜の膜厚を変化させることによって多層膜干渉フィルタの反射率特性を変化させることができる。
図６（ｂ）において、グラフ６０５は下位膜の膜厚が設計値通りである場合の反射率特性を示す。図６（ａ）と比較すれば、グラフ６０２がグラフ６０５に最も近い。従って、下位膜の膜厚が設計値よりも１０％大きい場合には上位膜の膜厚を１０％減少させることによって、多層膜干渉フィルタ全体として所期の反射率特性を実現させることができる。
図６（ｂ）において、グラフ６０５は下位膜の膜厚が設計値通りである場合の反射率特性を示す。図６（ａ）と比較すれば、グラフ６０２がグラフ６０５に最も近い。従って、下位膜の膜厚が設計値よりも１０％大きい場合には上位膜の膜厚を１０％減少させることによって、多層膜干渉フィルタ全体として所期の反射率特性を実現させることができる。
一般的に、下位膜の膜厚が設計値からずれても、下位膜の反射率特性を計測して設計値からのずれの大きさを特定し、当該ずれの大きさに応じて上位膜の膜厚を調整すれば多層膜干渉フィルタの光学特性を調整することができる。
［５］ 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
［５］ 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１） 上記実施の形態においては特に言及しなかったが、多層膜干渉フィルタを形成するための半導体プロセスにおいて、上述のように反射率特性を計測する必要上、１チップ内の画素はすべて同色光を透過させる多層膜干渉フィルタを備えているのが望ましい。
図７は、本変形例に係るウエハにおけるチップの配置を示す平面図である。図７に示されるように、ウエハ７上には２種類のチップ、すなわちチップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂとチップ７０２とが形成されている。チップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂは何れも１チップ内の画素がすべて同色光を透過させる多層膜干渉フィルタを備えており、単色用センサとなっている。
図７は、本変形例に係るウエハにおけるチップの配置を示す平面図である。図７に示されるように、ウエハ７上には２種類のチップ、すなわちチップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂとチップ７０２とが形成されている。チップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂは何れも１チップ内の画素がすべて同色光を透過させる多層膜干渉フィルタを備えており、単色用センサとなっている。
また、チップ７０２はカラー用センサであって、１チップ内の画素が３原色の何れか光色の光を透過させる多層膜干渉フィルタを備えている。チップ７０１Ｒはチップ７０２が検出する３原色の光のうち赤色光を検出する。また、チップ７０１Ｇ、７０１Ｂはそれぞれ緑色光、青色光を検出する。
このようにすれば、エッチング等によってチップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂのスペーサ層の膜厚を整えた後に、これらの反射率特性を計測することによって、チップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂは言うまでもなくチップ７０２の下位膜の膜厚を特定し、上位膜の膜厚を調整して、何れの多層膜干渉フィルタも精度良く形成することができる。また、チップ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂ及び７０２の歩留りを向上させることができる。
このようにすれば、エッチング等によってチップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂのスペーサ層の膜厚を整えた後に、これらの反射率特性を計測することによって、チップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂは言うまでもなくチップ７０２の下位膜の膜厚を特定し、上位膜の膜厚を調整して、何れの多層膜干渉フィルタも精度良く形成することができる。また、チップ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂ及び７０２の歩留りを向上させることができる。
なお、単色用センサであるチップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂを組み合わせてカラー固体撮像装置を構成することができる。図８はチップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂが組み合わされてなるカラー固体撮像装置の主要な構成を示すブロック図である。図８において、カラー固体撮像装置８は３原色のすべての成分を含む白色光Ｗを先ずチップ７０１Ｒにて受光する。
チップ７０１Ｒの多層膜干渉フィルタは赤色光のみを透過させ他の色の光を反射するので、チップ７０１Ｒは白色光Ｗのうち赤色成分を検出する。そして、緑色成分Ｇと青色成分Ｂは反射され、チップ７０１Ｇへと向かう。
チップ７０１Ｇの多層膜干渉フィルタは緑色光のみを透過させ青色光は反射するので、チップ７０１Ｇは白色光Ｗの緑色成分Ｇを検出し、青色成分Ｂはチップ７０１Ｂへと向かう。チップ７０１Ｂは白色光Ｗの青色成分Ｂを検出する。
チップ７０１Ｇの多層膜干渉フィルタは緑色光のみを透過させ青色光は反射するので、チップ７０１Ｇは白色光Ｗの緑色成分Ｇを検出し、青色成分Ｂはチップ７０１Ｂへと向かう。チップ７０１Ｂは白色光Ｗの青色成分Ｂを検出する。
従って、カラー固体撮像装置８はチップ７０１Ｒ、７０１Ｇ及び７０１Ｂを用いて白色光Ｗに含まれる３原色のそれぞれを検出することができる。
本発明に係る固体撮像装置、その製造方法及びカメラは、高い精度で色を再現する画像を撮像することができる固体撮像装置及びカメラとして、また、その製造方法として有用である。
１………………………………………………デジタルスチルカメラ
７………………………………………………ウエハ
１０１…………………………………………レンズ
１０２…………………………………………固体撮像装置
１０３…………………………………………色信号合成部
１０４…………………………………………映像信号作成部
１０５…………………………………………素子駆動部
２０１…………………………………………単位画素
２０２…………………………………………垂直シフトレジスタ
２０３…………………………………………水平シフトレジスタ
２０４…………………………………………出力アンプ
２０５…………………………………………駆動回路
３０１…………………………………………Ｎ型半導体層
３０２…………………………………………Ｐ型半導体層
３０４…………………………………………層間絶縁膜
３０６…………………………………………多層膜干渉フィルタ
３０７…………………………………………集光レンズ
４０１、４０３、４０７、４０９…………二酸化チタン層
４０２、４０８、４１０……………………二酸化シリコン層
４０４…………………………………………スペーサ層
４０５、４０６………………………………レジスト膜
５０１〜５０７、６０１〜６０４…………グラフ
７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂ、７０２…チップ
７………………………………………………ウエハ
１０１…………………………………………レンズ
１０２…………………………………………固体撮像装置
１０３…………………………………………色信号合成部
１０４…………………………………………映像信号作成部
１０５…………………………………………素子駆動部
２０１…………………………………………単位画素
２０２…………………………………………垂直シフトレジスタ
２０３…………………………………………水平シフトレジスタ
２０４…………………………………………出力アンプ
２０５…………………………………………駆動回路
３０１…………………………………………Ｎ型半導体層
３０２…………………………………………Ｐ型半導体層
３０４…………………………………………層間絶縁膜
３０６…………………………………………多層膜干渉フィルタ
３０７…………………………………………集光レンズ
４０１、４０３、４０７、４０９…………二酸化チタン層
４０２、４０８、４１０……………………二酸化シリコン層
４０４…………………………………………スペーサ層
４０５、４０６………………………………レジスト膜
５０１〜５０７、６０１〜６０４…………グラフ
７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂ、７０２…チップ
Claims (8)
- スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなる多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光する固体撮像装置の製造方法であって、
第１のλ／４多層膜を形成する工程と、
第１のλ／４多層膜上にスペーサ層を形成する工程と、
第１のλ／４多層膜とスペーサ層とからなる膜の反射率特性を計測して、膜厚を特定する工程と、
特定した膜厚が設計値よりも小さければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも大きくなるように、特定した膜厚が設計値よりも大きければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも小さくなるように、第２のλ／４多層膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなる多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光するカラー固体撮像装置の製造方法であって、
第１のλ／４多層膜を形成すると共に、ウエハ上のカラー固体撮像装置が形成される領域以外の領域である参照領域に第１のλ／４多層膜と同じ多層膜を形成する工程と、
第１のλ／４多層膜上にスペーサ層を形成すると共に、参照領域にスペーサ層と同じ層を形成する工程と、
参照領域の反射率特性を計測して、膜厚を特定する第３工程と、
特定した膜厚が設計値よりも小さければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも大きくなるように、特定した膜厚が設計値よりも大きければ第２のλ／４多層膜の膜厚が設計値よりも小さくなるように、第２のλ／４多層膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 第１のλ／４多層膜上に形成されたスペーサ層と、参照領域に形成されたスペーサ層と同じ層をエッチングする第４工程を含み、
第３工程は、第４工程後に実行され、スペーサ層の膜厚ごとに参照領域の反射率特性を計測する
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置の製造方法。 - スペーサ層上に第２のλ／４多層膜を形成すると共に、参照領域に第２のλ／４多層膜と同じ多層膜を形成する第５工程を含み、
第５工程は、第３工程後に実行される
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光する固体撮像装置であって、
多層膜干渉フィルタは、スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなり、
第１のλ／４多層膜の膜厚と第２のλ／４多層膜の膜厚とが異なっている
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 多層膜干渉フィルタを備え、相異なる波長域の光を検出する単色用センサを備え、
第１の単色用センサは外光を受光し、第１の単色用センサ以外の単色用センサは他の単色用センサが反射した光を受光する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 多層膜干渉フィルタにて入射光を濾光する固体撮像装置であって、
多層膜干渉フィルタは、スペーサ層が第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜にて挟まれてなり、
第１のλ／４多層膜の膜厚と第２のλ／４多層膜の膜厚とが異なっている固体撮像装置を備える
ことを特徴とするカメラ。 - 多層膜干渉フィルタを備え、相異なる波長域の光を検出する単色用センサを備え、
第１の単色用センサは外光を受光し、第１の単色用センサ以外の単色用センサは他の単色用センサが反射した光を受光する固体撮像装置を備える
ことを特徴とするカメラ。
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- 2006-05-10 US US11/887,732 patent/US20090273046A1/en not_active Abandoned
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080321 |
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