JP2011123111A - カラーフィルター形成方法およびそれを用いた固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】カラーフィルターの膜厚のゆらぎ部分に由来する電子機器の特性劣化を低減することができるカラーフィルター形成方法を提供すること。
【解決手段】第１感光性樹脂を支持体上に塗布して第１塗布膜を形成する工程（Ａ）と、遮光部と、透光部と、前記遮光部から前記透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部とを所定パターンで有する第１塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第１塗布膜を露光し現像することによって、端縁に傾斜面を有する第１カラーフィルターを前記支持体上に形成する工程（Ｂ）と、第１カラーフィルターを覆うように前記支持体上に第２感光性樹脂を塗布して第２塗布膜を形成する工程（Ｃ）と、第２塗布膜を露光し現像することによって、第１カラーフィルターの上面を露出させる開口部を有する第２カラーフィルターを形成する工程（Ｄ）とを含むことを特徴とするカラーフィルター形成方法。
【選択図】図１
【解決手段】第１感光性樹脂を支持体上に塗布して第１塗布膜を形成する工程（Ａ）と、遮光部と、透光部と、前記遮光部から前記透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部とを所定パターンで有する第１塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第１塗布膜を露光し現像することによって、端縁に傾斜面を有する第１カラーフィルターを前記支持体上に形成する工程（Ｂ）と、第１カラーフィルターを覆うように前記支持体上に第２感光性樹脂を塗布して第２塗布膜を形成する工程（Ｃ）と、第２塗布膜を露光し現像することによって、第１カラーフィルターの上面を露出させる開口部を有する第２カラーフィルターを形成する工程（Ｄ）とを含むことを特徴とするカラーフィルター形成方法。
【選択図】図１
Description
本発明は、カラーフィルター形成方法およびそれを用いた固体撮像装置の製造方法に 関し、詳しくは、カラーフィルター形成時のフォトリソグラフィ工程に関する。
フルカラーの固体撮像装置（例えば、特許文献１参照）や液晶ディスプレイ等の電子機器はカラーフィルターを備えており、固体撮像装置の製造の場合、カラーフィルターの形成は、例えば、次のように行われる。
まず、図１２（Ａ）に示すように、第１感光性樹脂を支持体１００上に塗布して第１塗布膜１１０ｘを形成する。
ここで、支持体１００としては、固体撮像装置の場合は、半導体基板、半導体基板の表層にマトリックス状に形成された複数の受光部、各受光部にて発生した電荷を転送するために半導体基板上に形成された複数の電極、各受光部および各電極を覆うように半導体基板上に積層された層間絶縁膜等を備えた、カラーフィルター形成前の固体撮像装置の中間品である。
なお、液晶ディスプレイの場合は、例えば、ガラス基板が支持体１００となる。
まず、図１２（Ａ）に示すように、第１感光性樹脂を支持体１００上に塗布して第１塗布膜１１０ｘを形成する。
ここで、支持体１００としては、固体撮像装置の場合は、半導体基板、半導体基板の表層にマトリックス状に形成された複数の受光部、各受光部にて発生した電荷を転送するために半導体基板上に形成された複数の電極、各受光部および各電極を覆うように半導体基板上に積層された層間絶縁膜等を備えた、カラーフィルター形成前の固体撮像装置の中間品である。
なお、液晶ディスプレイの場合は、例えば、ガラス基板が支持体１００となる。
次に、図１２（Ｂ）に示すように、例えば、ガラス基板の一面に所定パターンの遮光膜が積層されてなる遮光部Ｍ１１と、遮光部Ｍ１１のない領域である透光部ｍ２とを有する第１カラーフィルター露光用のフォトマスクＭを用いて、第１塗布膜１１０ｘを露光し現像することによって、図１２（Ｃ）に示すように、支持体１００の表面に対して垂直な外周面１１０ａを有する第１カラーフィルター１１０を形成する。なお、図１２（Ｂ）において、複数の矢印は、露光装置からの光を表している。
この第１カラーフィルター１１０は、例えば、赤色、緑色および青色のうちのいずれか１色のカラーフィルターとなる。
この第１カラーフィルター１１０は、例えば、赤色、緑色および青色のうちのいずれか１色のカラーフィルターとなる。
次に、図１２（Ｄ）に示すように、第１カラーフィルター１１０を覆うように支持体１００上に第２感光性樹脂を塗布して第２塗布膜１２０ｘを形成する。このとき、第２塗布膜１２０ｘは、第１カラーフィルター１００の膜厚と同程度の膜厚Ｔで形成される。
そして、図示しない第２カラーフィルター露光用のフォトマスクを用いて、第２塗布膜１２０ｘを露光し現像することによって、図１２（Ｅ）に示すように、所定位置の第１カラーフィルター１１０の上面を露出させる開口部を有する第２カラーフィルター１２０を形成する。この第２カラーフィルター１２０は、第１カラーフィルター１１０と色が異なる、例えば、赤色、緑色および青色のうちのいずれか１色のカラーフィルターである。
そして、図示しない第２カラーフィルター露光用のフォトマスクを用いて、第２塗布膜１２０ｘを露光し現像することによって、図１２（Ｅ）に示すように、所定位置の第１カラーフィルター１１０の上面を露出させる開口部を有する第２カラーフィルター１２０を形成する。この第２カラーフィルター１２０は、第１カラーフィルター１１０と色が異なる、例えば、赤色、緑色および青色のうちのいずれか１色のカラーフィルターである。
次に、図１２（Ｆ）に示すように、第１および第２カラーフィルター１１０、１２０の上および第１および第２カラーフィルター１１０、１２０が形成されていない支持体１上に第３感光性樹脂を塗布して第３塗布膜を形成し、図示しない第３カラーフィルター露光用のフォトマスクを用いて、第３塗布膜を露光・現像して、所定位置の第１・第２カラーフィルター１１０、１２０の上面を露出させる開口部（図示省略）を有する第３カラーフィルター１３０を形成する。
この第３カラーフィルター１３０は、第１および第２カラーフィルター１１０、１２０と色が異なる、例えば、赤色、緑色および青色のうちのいずれか１色のカラーフィルターである。
この第３カラーフィルター１３０は、第１および第２カラーフィルター１１０、１２０と色が異なる、例えば、赤色、緑色および青色のうちのいずれか１色のカラーフィルターである。
これにより、有効領域が赤色、緑色および青色の３色のカラーフィルターと、これら３色のうちの２色が有効領域で重ねられて混色となったカラーフィルターとが形成される。
なお、第２カラーフィルター１２０の有効領域が第１カラーフィルター１１０と重ねられない場合や、第３カラーフィルター１３０が第１・第２カラーフィルター１１０、１２０の有効領域と重ねられない場合がある。
近年ではその後、第１〜第３カラーフィルター１１０、１２０、１３０上に平坦化膜を積層し、平坦化膜上の各受光部の直上位置に、平坦化膜を介してマイクロレンズが形成される場合が一般的である。
なお、第２カラーフィルター１２０の有効領域が第１カラーフィルター１１０と重ねられない場合や、第３カラーフィルター１３０が第１・第２カラーフィルター１１０、１２０の有効領域と重ねられない場合がある。
近年ではその後、第１〜第３カラーフィルター１１０、１２０、１３０上に平坦化膜を積層し、平坦化膜上の各受光部の直上位置に、平坦化膜を介してマイクロレンズが形成される場合が一般的である。
前記従来の固体撮像装置のカラーフィルターの形成方法では、第１カラーフィルター１１０の外周面１００ａが垂直面であるため、第１カラーフィルター１００と支持体１００との間に垂直な段差が形成される（図１２（Ｃ）参照）。
そのため、図１２（Ｄ）で示す工程にて第２塗布膜１２０ｘを形成すると、垂直な段差の影響により、第２塗布膜１２０ｘの膜厚が所望の膜厚Ｔとならない膜厚のゆらぎ部分Ｄが発生する。
そのため、図１２（Ｄ）で示す工程にて第２塗布膜１２０ｘを形成すると、垂直な段差の影響により、第２塗布膜１２０ｘの膜厚が所望の膜厚Ｔとならない膜厚のゆらぎ部分Ｄが発生する。
この第２塗布膜１２０ｘの膜厚のゆらぎ部分Ｄは、段差が垂直に近いほど広い幅となるため、第２塗布膜１２０ｘを露光・現像して形成した第２カラーフィルター１２０も広い幅で膜厚の不均一な部分Ｄを有してしまうことになる。
この第２カラーフィルター１２０の膜厚の不均一な部分Ｄには、光学的欠陥となるストリエーション（筋状の欠陥）が発生し易く、それによって第２カラーフィルター１２０に対応する受光部の感度ばらつきが発生する場合がある。
そのため、第２カラーフィルター１２０の膜厚の不均一な部分Ｄを無効領域（マージン部分）として設定することにより、前記感度ばらつきを抑えることはできるが、第２カラーフィルター１２０の有効領域が縮小するという問題、および画素ピッチを縮小することができないという問題がある。
この第２カラーフィルター１２０の膜厚の不均一な部分Ｄには、光学的欠陥となるストリエーション（筋状の欠陥）が発生し易く、それによって第２カラーフィルター１２０に対応する受光部の感度ばらつきが発生する場合がある。
そのため、第２カラーフィルター１２０の膜厚の不均一な部分Ｄを無効領域（マージン部分）として設定することにより、前記感度ばらつきを抑えることはできるが、第２カラーフィルター１２０の有効領域が縮小するという問題、および画素ピッチを縮小することができないという問題がある。
さらに、第２カラーフィルター１２０（図１２（Ｅ）参照）にも、第１カラーフィルター１１０上の開口部に垂直な端面１２０ａが形成されるため、第１カラーフィルター１１０上にも垂直な段差が形成される。
そのため、図１２（Ｆ）で示す工程にて第３カラーフィルター１３０を形成すると、第１カラーフィルター１１０上の第３カラーフィルター１３０は、第２カラーフィルター１２０の端面１２０ａによる垂直な段差の影響で、第１カラーフィルター１１０の中央位置の膜厚よりも段差付近の膜厚が厚くなってしまう。
そのため、図１２（Ｆ）で示す工程にて第３カラーフィルター１３０を形成すると、第１カラーフィルター１１０上の第３カラーフィルター１３０は、第２カラーフィルター１２０の端面１２０ａによる垂直な段差の影響で、第１カラーフィルター１１０の中央位置の膜厚よりも段差付近の膜厚が厚くなってしまう。
この第３カラーフィルター１３０の膜厚の厚い部分にも、前記ストリエーションが発生し易く、それによって第１・第３カラーフィルター１１０、１３０の重なり部分に対応する受光部の感度ばらつきが発生する場合がある。
そのため、第３カラーフィルター１３０の段差付近の膜厚が厚い部分を無効領域（マージン部分）として設定することにより、前記感度ばらつきを抑えることはできるが、第１・第３カラーフィルター１１０、１３０の重なり部分の有効領域が縮小するという問題、および画素ピッチを縮小することができないという問題がある。
そのため、第３カラーフィルター１３０の段差付近の膜厚が厚い部分を無効領域（マージン部分）として設定することにより、前記感度ばらつきを抑えることはできるが、第１・第３カラーフィルター１１０、１３０の重なり部分の有効領域が縮小するという問題、および画素ピッチを縮小することができないという問題がある。
さらに、このように形成された第１〜第３カラーフィルター１１０、１２０、１３０は、それらの有効領域が重なり合った部分と重なり合わない部分が存在するため、第３カラーフィルター１３０の表面（上面）に深さの異なる多数の凹凸が存在している。
そのため、第３カラーフィルター１３０上に平坦化膜を形成して平坦化する場合、平坦化膜の膜厚を厚くしなければならず材料が嵩むと共に、平坦化プロセスに時間がかかるという問題もある。
そのため、第３カラーフィルター１３０上に平坦化膜を形成して平坦化する場合、平坦化膜の膜厚を厚くしなければならず材料が嵩むと共に、平坦化プロセスに時間がかかるという問題もある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、カラーフィルターの膜厚のゆらぎ部分に由来する電子機器の特性劣化を低減することができるカラーフィルター形成方法を提供することを目的とする。
かくして、本発明によれば、第１感光性樹脂を支持体上に塗布して第１塗布膜を形成する工程（Ａ）と、遮光部と、透光部と、前記遮光部から前記透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部とを所定パターンで有する第１塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第１塗布膜を露光し現像することによって、端縁に傾斜面を有する第１カラーフィルターを前記支持体上に形成する工程（Ｂ）と、第１カラーフィルターを覆うように前記支持体上に第２感光性樹脂を塗布して第２塗布膜を形成する工程（Ｃ）と、第２塗布膜を露光し現像することによって、第１カラーフィルターの上面を露出させる開口部を有する第２カラーフィルターを形成する工程（Ｄ）とを含むカラーフィルター形成方法が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、半導体基板の表層に複数の受光部を形成する工程と、各受光部にて発生した電荷を転送するための複数の電極を前記半導体基板上に形成する工程と、各受光部および各電極を覆うように半導体基板上に層間絶縁膜を積層する工程とを含む支持体の形成工程（I）と、工程（I）の後に、前記カラーフィルター形成方法を用いて、前記支持体の前記層間絶縁膜上であって所定の受光部の直上位置に、少なくとも第１および第２カラーフィルターを形成する工程（II）とを含む固体撮像装置の製造方法、および、この製造方法によって製造された固体撮像装置が提供される。
本発明に係るカラーフィルター形成方法によれば、第１カラーフィルターの端縁に傾斜面が形成されるため、第１カラーフィルターと支持体との間の段差が傾斜面によって緩やかになる。
そのため、支持体上の第２塗布膜の段差付近の膜厚のゆらぎ部分は、図１２（Ｄ）で説明した従来技術の場合よりも幅が狭くなり、それに伴い、第２塗布膜を露光・現像して形成した支持体上の第２カラーフィルターの段差付近の膜厚の不均一な部分も幅が狭くなる。
この結果、第２カラーフィルターの膜厚の不均一な部分に、光学的欠陥となるストリエーションが発生し難くなる。
そのため、支持体上の第２塗布膜の段差付近の膜厚のゆらぎ部分は、図１２（Ｄ）で説明した従来技術の場合よりも幅が狭くなり、それに伴い、第２塗布膜を露光・現像して形成した支持体上の第２カラーフィルターの段差付近の膜厚の不均一な部分も幅が狭くなる。
この結果、第２カラーフィルターの膜厚の不均一な部分に、光学的欠陥となるストリエーションが発生し難くなる。
このように、支持体上の第２カラーフィルターはストリエーションが低減するため、この方法によって固体撮像装置のカラーフィルターを形成した場合は、第２カラーフィルターに対応する受光部の感度ばらつきが抑制される。
また、第２カラーフィルターの膜厚の不均一な部分を無効領域（マージン部分）として設定した場合は、第２カラーフィルターの有効領域が拡大するため、画素ピッチを縮小することができ、画素の高密度化を図ることができる。
また、第２カラーフィルターの膜厚の不均一な部分を無効領域（マージン部分）として設定した場合は、第２カラーフィルターの有効領域が拡大するため、画素ピッチを縮小することができ、画素の高密度化を図ることができる。
本発明に係るカラーフィルター形成方法は、第１感光性樹脂を支持体上に塗布して第１塗布膜を形成する工程（Ａ）と、遮光部と、透光部と、前記遮光部から前記透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部とを所定パターンで有する第１塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第１塗布膜を露光し現像することによって、端縁に傾斜面を有する第１カラーフィルターを前記支持体上に形成する工程（Ｂ）と、第１カラーフィルターを覆うように前記支持体上に第２感光性樹脂を塗布して第２塗布膜を形成する工程（Ｃ）と、第２塗布膜を露光し現像することによって、第１カラーフィルターの上面を露出させる開口部を有する第２カラーフィルターを形成する工程（Ｄ）とを含む。
このカラーフィルター形成方法は、フルカラーの固体撮像装置や液晶ディスプレイパネル等の電子機器の製造におけるカラーフィルターの形成に適用可能である。
ここで、前記「支持体」とは、固体撮像装置の場合は、半導体基板、半導体基板の表層にマトリックス状に形成された複数の受光部、各受光部にて発生した電荷を転送するために半導体基板上に形成された複数の電極、各受光部および各電極を覆うように半導体基板上に積層された層間絶縁膜等を備えた、カラーフィルター形成前の固体撮像装置の中間品を意味する。
また、液晶ディスプレイの場合は、例えば、ガラス基板が「支持体」となる。
ここで、前記「支持体」とは、固体撮像装置の場合は、半導体基板、半導体基板の表層にマトリックス状に形成された複数の受光部、各受光部にて発生した電荷を転送するために半導体基板上に形成された複数の電極、各受光部および各電極を覆うように半導体基板上に積層された層間絶縁膜等を備えた、カラーフィルター形成前の固体撮像装置の中間品を意味する。
また、液晶ディスプレイの場合は、例えば、ガラス基板が「支持体」となる。
このカラーフィルター形成方法に用いられる第１塗布膜露光用のフォトマスクは、第１塗布膜を露光する際、露光装置からの光を透光部および露光量調整部に照射し透過させ、露光量調整部にて遮光部から透光部へ向って露光量が傾斜的に増加するように調整することができる。ここで、「傾斜的」とは、「段階的」または「連続的」の意味である。
第１塗布膜露光用のフォトマスクは、例えば、次の（１）および（２）ように構成することができる。
第１塗布膜露光用のフォトマスクは、例えば、次の（１）および（２）ように構成することができる。
（１）フォトマスクが、ガラス基板と、このガラス基板の一面に所定パターンの遮光膜を積層してなる前記遮光部と、ガラス基板の一面と他面が露出してなる前記透光部と、遮光部から透光部に向うにつれて光の透過量が傾斜的に増加するようにガラス基板の一面または他面に幅の異なる複数枚の半透過膜を積層してなる前記露光量調整部とを備えてなる。
この場合、遮光膜は、当該分野で通常用いられているものであり、例えば、クロム（Cr）等からなる膜厚７０〜１００ｎｍ程度の金属薄膜である。
所定パターンを有する遮光部の形成は、一般的なハーフトーンマスクの遮光部を形成する方法に準じて形成することができる。
半透過膜も、当該分野で通常用いられているものであり、露光波長に対して、例えば、３〜８％の透過率を有するMoSixOy、MoSixOyNz、CrOxNyなどの材質からなる膜であり、膜厚としては２００〜８００ｎｍ程度とすることができる。
露光量調整部は、ガラス基板の一面（遮光膜側の面）または他面に前記材質からなる半透過膜を、スパッタリング等の成膜法により複数層積層することにより形成できる。このとき、例えば、最下層の半透過膜を形成する際は、透光部に半透過膜を堆積させない第１のマスクを用い、次の半導体透過膜を形成する際は、透光部に半透過膜を堆積させない第１のマスクよりも所定寸法大きい第２のマスクを用い、このように徐々に大きいマスクを用いて半透過膜を複数積層することにより、遮光部から透光部に向うにつれて光の透過量が傾斜的に減少する露光量調整部を形成することができる。
所定パターンを有する遮光部の形成は、一般的なハーフトーンマスクの遮光部を形成する方法に準じて形成することができる。
半透過膜も、当該分野で通常用いられているものであり、露光波長に対して、例えば、３〜８％の透過率を有するMoSixOy、MoSixOyNz、CrOxNyなどの材質からなる膜であり、膜厚としては２００〜８００ｎｍ程度とすることができる。
露光量調整部は、ガラス基板の一面（遮光膜側の面）または他面に前記材質からなる半透過膜を、スパッタリング等の成膜法により複数層積層することにより形成できる。このとき、例えば、最下層の半透過膜を形成する際は、透光部に半透過膜を堆積させない第１のマスクを用い、次の半導体透過膜を形成する際は、透光部に半透過膜を堆積させない第１のマスクよりも所定寸法大きい第２のマスクを用い、このように徐々に大きいマスクを用いて半透過膜を複数積層することにより、遮光部から透光部に向うにつれて光の透過量が傾斜的に減少する露光量調整部を形成することができる。
露光量調整部による露光量の調整は、露光量調整部の膜厚変化の度合いによって決まり、形成したいレジストパターンの傾斜面部分の膜厚変化の度合いに対応したものとなり、このとき、使用するフォトレジストの現像特性を考慮することが望ましい。
使用するフォトレジストは、露光量（照射露光強度）に対して直線的な挙動を示す現像特性を有するものが好ましいが、直線的でなくとも露光強度分布に対して現像特性により相殺して、結果的に所望のテーパ形状を有するレジストパターンが得られればよい。
使用するフォトレジストは、露光量（照射露光強度）に対して直線的な挙動を示す現像特性を有するものが好ましいが、直線的でなくとも露光強度分布に対して現像特性により相殺して、結果的に所望のテーパ形状を有するレジストパターンが得られればよい。
（２）フォトマスクが、ガラス基板と、このガラス基板の一面に所定パターンの遮光膜を積層してなる前記遮光部と、ガラス基板の一面と他面が露出してなる前記透光部と、遮光部から透光部に向うにつれて光の透過量が傾斜的に増加するようにガラス基板の一面または他面に遮光ドットパターンを形成してなる前記露光量調整部とを備えてなる。
この場合、遮光膜は、当該分野で通常用いられているものであり、例えば、クロム（Cr）等からなる膜厚７０〜１００ｎｍ程度の金属薄膜である。
所定パターンを有する遮光部の形成は、一般的なグレートーンマスクの遮光部を形成する方法に準じて形成することができる。
露光量調整部は、例えば、ガラス基板の表面の遮光部形成領域と露光量調整部形成領域に遮光膜を形成し、露光量調整部形成領域の遮光膜を、遮光部から透光部へ向うにつれて遮光膜の密度が低下するように、例えば、スパッタエッチングやプラズマエッチング等のドライエッチングにより除去してスリットパターンを形成することにより遮光ドットパターンを形成する、といった方法で形成することができる。
所定パターンを有する遮光部の形成は、一般的なグレートーンマスクの遮光部を形成する方法に準じて形成することができる。
露光量調整部は、例えば、ガラス基板の表面の遮光部形成領域と露光量調整部形成領域に遮光膜を形成し、露光量調整部形成領域の遮光膜を、遮光部から透光部へ向うにつれて遮光膜の密度が低下するように、例えば、スパッタエッチングやプラズマエッチング等のドライエッチングにより除去してスリットパターンを形成することにより遮光ドットパターンを形成する、といった方法で形成することができる。
露光量調整部による露光量の調整は、スリット分布あるいは遮光ドット分布によって決まり、形成したいレジストパターンの傾斜面部分の膜厚変化の度合いに対応したものとなり、このときも、使用するフォトレジストの現像特性を考慮することが望ましい。
この場合も、使用するフォトレジストは、露光量（照射露光強度）に対して直線的な挙動を示す現像特性を有するものが好ましいが、直線的でなくとも露光強度分布に対して現像特性により相殺して、結果的に所望のテーパ形状を有するレジストパターンが得られればよい。
この場合も、使用するフォトレジストは、露光量（照射露光強度）に対して直線的な挙動を示す現像特性を有するものが好ましいが、直線的でなくとも露光強度分布に対して現像特性により相殺して、結果的に所望のテーパ形状を有するレジストパターンが得られればよい。
本発明に係るカラーフィルター形成方法は、工程（Ｄ）において、遮光部と、透光部と、該透光部から前記遮光部に向って光の透過量が傾斜的に低下する露光調整部とが所定パターンで配置された第２塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第２塗布膜を露光し現像することによって、前記開口部側に平坦化された端縁を有する第２カラーフィルターを形成してもよい。なお、第２塗布膜露光用のフォトマスクは、第１塗布膜露光用のフォトマスクの前記構成（１）または（２）と同様に作製することができる。
このようにすれば、第１カラーフィルターと第２カラーフィルターとの重なり部分が平坦化するため、第１カラーフィルターの上面と第２カラーフィルターとの間の段差が小さくなる。
このようにすれば、第１カラーフィルターと第２カラーフィルターとの重なり部分が平坦化するため、第１カラーフィルターの上面と第２カラーフィルターとの間の段差が小さくなる。
この場合、工程（Ｄ）の後に、第１および第２カラーフィルターの上に第３カラーフィルターを形成する工程（Ｅ）をさらに含んでもよく、このようにすれば、第１カラーフィルターの上面と第２カラーフィルターとの間の段差の影響によって、第１カラーフィルター上の第３カラーフィルターに膜厚のゆらぎ部分が発生し難くなる。
この結果、第１および第３カラーフィルターの重なり部分の有効領域を拡大することができる。
以下、図面を参照しながら本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態を具体的に説明する。
この結果、第１および第３カラーフィルターの重なり部分の有効領域を拡大することができる。
以下、図面を参照しながら本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態を具体的に説明する。
（カラーフィルター形成方法：実施形態１）
図１（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態１を説明する断面図である。また、図２は実施形態１のカラーフィルター形成方法で使用される第１塗布膜露光用のフォトマスクを示す概略部分平面図であり、図３は図２の第１塗布膜露光用のフォトマスクの部分断面図である。
図２および図３に示すように、第１塗布膜露光用のフォトマスクＭ１１は、ガラス基板１と、このガラス基板１の一面に所定パターンの遮光膜２ａを積層してなる遮光部２ｍ11と、遮光膜が形成されていない正方形領域に配置された複数の透光部３ｍ11と、各透光部３ｍ11と遮光部２ｍ11との間の領域の露光量調整部４ｍ11とを備えている。
図１（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態１を説明する断面図である。また、図２は実施形態１のカラーフィルター形成方法で使用される第１塗布膜露光用のフォトマスクを示す概略部分平面図であり、図３は図２の第１塗布膜露光用のフォトマスクの部分断面図である。
図２および図３に示すように、第１塗布膜露光用のフォトマスクＭ１１は、ガラス基板１と、このガラス基板１の一面に所定パターンの遮光膜２ａを積層してなる遮光部２ｍ11と、遮光膜が形成されていない正方形領域に配置された複数の透光部３ｍ11と、各透光部３ｍ11と遮光部２ｍ11との間の領域の露光量調整部４ｍ11とを備えている。
図２には、透光部３ｍ11と正方形の２点鎖線領域とがマトリックス状に配置された状態が図示されており、各透光部３ｍ11は、例えば、縦横方向に２つの２点鎖線領域を挟んだ位置に配置され、かつ斜め方向に複数列で並んで配置されている。
なお、透光部３ｍ11の領域と正方形の２点鎖線領域は、例えば、固体撮像装置が備える複数の受光部のそれぞれに対応するカラーフィルターの有効領域の配置パターンと見ることができる。
なお、透光部３ｍ11の領域と正方形の２点鎖線領域は、例えば、固体撮像装置が備える複数の受光部のそれぞれに対応するカラーフィルターの有効領域の配置パターンと見ることができる。
このフォトマスクＭ１１において、遮光部２ｍ11は、例えば、ガラス基板１の一面１ａであって、前記の配置パターンで配置される複数の透光部３ｍ11および各透光部３ｍ11の外周縁に所定の幅Ｗで沿って形成された露光量調整部４ｍ11を除く領域に、遮光膜２ａを積層することによって形成されている。
また、露光量調整部４ｍ11は、例えば、所定の光透過率および所定パターンの開口部をそれぞれ有するガラス基板１と同等の外形サイズの複数の半透過膜４ａが積層されてなる積層体４Ａが、ガラス基板１の他面１ｂに成膜されることによって形成されている。
また、露光量調整部４ｍ11は、例えば、所定の光透過率および所定パターンの開口部をそれぞれ有するガラス基板１と同等の外形サイズの複数の半透過膜４ａが積層されてなる積層体４Ａが、ガラス基板１の他面１ｂに成膜されることによって形成されている。
さらに詳しく説明すると、この積層体４Ａにおいて、ガラス基板１側の最下層（１番目）の半透過膜４ａ1は、透過部３と同じサイズおよび配置パターンの開口部を有している。２番目の半透過膜４ａ2は、１番目の半透過膜４ａ1の開口部よりも幅ｗ１分後退した大きさの開口部を有している。３番目の半透過膜以降も同様に幅ｗ１分ずつ後退した大きさの開口部をそれぞれ有している。
前記幅ｗ１、半透過膜４ａの積層数、露光量調整部の幅Ｗ等は、形成しようとするカラーフィルターの膜厚や傾斜面の傾斜角度、使用する感光性樹脂の現像特性、使用する半透過膜４ａの光透過率、露光強度等の各パラメータを考慮して決めることができる。
前記幅ｗ１、半透過膜４ａの積層数、露光量調整部の幅Ｗ等は、形成しようとするカラーフィルターの膜厚や傾斜面の傾斜角度、使用する感光性樹脂の現像特性、使用する半透過膜４ａの光透過率、露光強度等の各パラメータを考慮して決めることができる。
このように構成されたフォトマスクＭ１１において、積層体４Ａの遮光部２ｍ11から透光部３ｍ11側へはみ出した階段状の端縁部分が露光量調整部４ｍ11とされており、遮光部２ｍ11および露光量調整部３ｍ11でないガラス基板１の他面１ｂ部分が透光部３ｍ11とされている。
そして、露光量調整部４ｍ11は、遮光部２ｍ11から透光部３ｍ11へ向って傾斜的に光の透過量（透過性）が増加するものとなっている。
そして、露光量調整部４ｍ11は、遮光部２ｍ11から透光部３ｍ11へ向って傾斜的に光の透過量（透過性）が増加するものとなっている。
次に、フォトマスクＭ１１を用いたカラーフィルター形成方法について説明する。
＜工程（Ａ）＞
まず、図１（Ａ）に示すように、第１カラーフィルターを形成するためのネガ型の第１感光性樹脂を支持体Ｓ上に塗布して第１塗布膜１０ｘを形成する。
＜工程（Ａ）＞
まず、図１（Ａ）に示すように、第１カラーフィルターを形成するためのネガ型の第１感光性樹脂を支持体Ｓ上に塗布して第１塗布膜１０ｘを形成する。
＜工程（Ｂ）＞
次に、図１（Ｂ）に示すように、フォトマスクＭ１１を用いて、第１塗布膜１０ｘを露光する。なお、露光光Ｅを矢印で示し、露光量が多いほど矢印を長くしている。
このとき、図４（Ａ）と（Ｂ）に示すように、第１塗布膜１０ｘに照射される露光光Ｅの露光量は、フォトマスクＭ１１の透光部３ｍ11で最も多く、露光量調整部４では透光部３ｍ11から遮光部２ｍ11へ向うにつれて傾斜的に減少し、遮光部２ｍ11では０になる。
次に、図１（Ｂ）に示すように、フォトマスクＭ１１を用いて、第１塗布膜１０ｘを露光する。なお、露光光Ｅを矢印で示し、露光量が多いほど矢印を長くしている。
このとき、図４（Ａ）と（Ｂ）に示すように、第１塗布膜１０ｘに照射される露光光Ｅの露光量は、フォトマスクＭ１１の透光部３ｍ11で最も多く、露光量調整部４では透光部３ｍ11から遮光部２ｍ11へ向うにつれて傾斜的に減少し、遮光部２ｍ11では０になる。
このように露光した第１塗布膜１０ｘを現像すると、図１（Ｃ）および図４（Ｃ）に示すように、露光光Ｅの露光量が多い部分ほど厚く残存するため、外周端縁に傾斜面１０ａを有する第１カラーフィルター１０が支持体Ｓ上に形成される。
第１カラーフィルター１０の膜厚は、例えば２００〜７００ｎｍ程度であり、傾斜面１０ａの傾斜角度θとしては、例えば３０〜８０°である。
第１カラーフィルター１０の膜厚は、例えば２００〜７００ｎｍ程度であり、傾斜面１０ａの傾斜角度θとしては、例えば３０〜８０°である。
＜工程（Ｃ）＞
次に、図１（Ｄ）に示すように、第１カラーフィルター１０を覆うように支持体Ｓ上に、第２カラーフィルターを形成するためのネガ型の第２感光性樹脂を第１カラーフィルター１０の膜厚と同程度の膜厚Ｔ１で塗布して、第２塗布膜２０ｘを形成する。
このとき、支持体Ｓと第１カラーフィルター１０との間の段差は、傾斜面１０ａによって緩やかになっているため、傾斜面１０ａから支持体Ｓに亘る膜厚のゆらぎ部Ｄ１の幅が、図１２（Ｄ）で説明した従来技術での膜厚のゆらぎ部Ｄの幅よりも小さくなる。
次に、図１（Ｄ）に示すように、第１カラーフィルター１０を覆うように支持体Ｓ上に、第２カラーフィルターを形成するためのネガ型の第２感光性樹脂を第１カラーフィルター１０の膜厚と同程度の膜厚Ｔ１で塗布して、第２塗布膜２０ｘを形成する。
このとき、支持体Ｓと第１カラーフィルター１０との間の段差は、傾斜面１０ａによって緩やかになっているため、傾斜面１０ａから支持体Ｓに亘る膜厚のゆらぎ部Ｄ１の幅が、図１２（Ｄ）で説明した従来技術での膜厚のゆらぎ部Ｄの幅よりも小さくなる。
＜工程（Ｄ）＞
次に、図１（Ｅ）に示すように、第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ１２を用いて、第２塗布膜２０ｘを露光し現像することによって、図１（Ｆ）に示すように、複数の第１カラーフィルターのうちの所定の第１カラーフィルター１０の上面（有効領域）を露出させる開口部２０ａを有する第２カラーフィルター２０を形成する。
ここで用いるフォトマスクＭ１２は、前記開口部２０ａに対応するサイズおよび配置パターンで遮光部２ｍ12を有すると共に、その他の領域に透光部３ｍ12Ａを有しており、フォトマスクＭ１１における露光量調整部を有していない。
次に、図１（Ｅ）に示すように、第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ１２を用いて、第２塗布膜２０ｘを露光し現像することによって、図１（Ｆ）に示すように、複数の第１カラーフィルターのうちの所定の第１カラーフィルター１０の上面（有効領域）を露出させる開口部２０ａを有する第２カラーフィルター２０を形成する。
ここで用いるフォトマスクＭ１２は、前記開口部２０ａに対応するサイズおよび配置パターンで遮光部２ｍ12を有すると共に、その他の領域に透光部３ｍ12Ａを有しており、フォトマスクＭ１１における露光量調整部を有していない。
このように形成された第２カラーフィルター２０は、前記膜厚のゆらぎ部Ｄ１の幅が小さいため、その部分に光学的欠陥となるストリエーションが発生し難くなり、その結果、有効領域が拡大されたものとなる。
（カラーフィルター形成方法：実施形態２）
図５は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態２で使用される第１塗布膜露光用のフォトマスクを示す拡大した概略部分平面図であり、図６は図５の第１塗布膜露光用のフォトマスクの部分断面図である。なお、図５および図６において、図３中の要素と同様の要素については同一の符号を付している。
実施形態２では、第１塗布膜露光用のフォトマスクＭ２１を用いること以外は、実施形態１と同様である。
図５は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態２で使用される第１塗布膜露光用のフォトマスクを示す拡大した概略部分平面図であり、図６は図５の第１塗布膜露光用のフォトマスクの部分断面図である。なお、図５および図６において、図３中の要素と同様の要素については同一の符号を付している。
実施形態２では、第１塗布膜露光用のフォトマスクＭ２１を用いること以外は、実施形態１と同様である。
このフォトマスクＭ２１は、ガラス基板１と、このガラス基板１の一面１ａに所定パターンの遮光膜２ａを積層してなる遮光部２ｍ11と、この遮光部２ｍ11から遠ざかるにつれて光の透過量が傾斜的に増加するように遮光ドットパターンを形成してなる露光量調整部４ｍ21と、ガラス基板１における遮光部２ｍ11および露光量調整部４ｍ21以外の領域である透光部３ｍ11とを備えてなる。
このフォトマスクＭ２１において、遮光部２ｍ11、露光量調整部４ｍ21および透光部３ｍ11の配置パターンは、図２に示すフォトマスク１１と同様である。
このフォトマスクＭ２１において、遮光部２ｍ11、露光量調整部４ｍ21および透光部３ｍ11の配置パターンは、図２に示すフォトマスク１１と同様である。
露光量調整部４ｍ21は、例えば、次のように形成される。
ガラス基板１の一面１ａの遮光部形成領域と露光量調整部形成領域に遮光膜２ａを形成し、露光量調整部形成領域の遮光膜２ａを、遮光部形成領域から遠ざかるにつれて遮光膜２ａの密度が低下するように、マスクを用いた複数回のスパッタエッチングにより除去して、露光装置の解像度以下のピンホール状のスリットを多数形成することにより遮光ドットパターンを形成する。この際、透光部３ｍ11側の露光量調整部形成領域の遮光膜２ａほどスパッタエッチングの回数を多くする。
ガラス基板１の一面１ａの遮光部形成領域と露光量調整部形成領域に遮光膜２ａを形成し、露光量調整部形成領域の遮光膜２ａを、遮光部形成領域から遠ざかるにつれて遮光膜２ａの密度が低下するように、マスクを用いた複数回のスパッタエッチングにより除去して、露光装置の解像度以下のピンホール状のスリットを多数形成することにより遮光ドットパターンを形成する。この際、透光部３ｍ11側の露光量調整部形成領域の遮光膜２ａほどスパッタエッチングの回数を多くする。
この場合、遮光ドット分布、露光量調整部の幅Ｗ等は、形成しようとするカラーフィルターの膜厚や傾斜面の傾斜角度、使用する感光性樹脂の現像特性、露光強度等の各パラメータを考慮して決めることができる。
このように構成されたフォトマスクＭ２１において、露光量調整部４ｍ21は、遮光部２ｍ11から透光部３ｍ11へ向って傾斜的に光の透過量（透過性）が増加するものとなっている。
したがって、このフォトマスクＭ２１を用いて実施形態１と同様のカラーフィルター形成方法を行うことにより、実施形態１と同様の第１および第２カラーフィルターを形成することができる（図１参照）。
このように構成されたフォトマスクＭ２１において、露光量調整部４ｍ21は、遮光部２ｍ11から透光部３ｍ11へ向って傾斜的に光の透過量（透過性）が増加するものとなっている。
したがって、このフォトマスクＭ２１を用いて実施形態１と同様のカラーフィルター形成方法を行うことにより、実施形態１と同様の第１および第２カラーフィルターを形成することができる（図１参照）。
（カラーフィルター形成方法：実施形態３）
図７（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態３を説明する断面図である。
実施形態１および２では、ネガ型の第１および第２管構成樹脂を用いて第１および第２カラーフィルターを形成する場合を例示したが、実施形態３ではポジ型の第１および第２管構成樹脂を用いて第１および第２カラーフィルターを形成する。
図７（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態３を説明する断面図である。
実施形態１および２では、ネガ型の第１および第２管構成樹脂を用いて第１および第２カラーフィルターを形成する場合を例示したが、実施形態３ではポジ型の第１および第２管構成樹脂を用いて第１および第２カラーフィルターを形成する。
したがって、実施形態３で使用する第１塗布膜露光用のフォトマスクＭ３１は、その遮光部２ｍ31および透光部３ｍ31の配置が、実施形態１で説明したフォトマスクＭ１１（図１および図２参照）における遮光部２ｍ11および透光部３ｍ11の配置と逆になり、露光量調整部４ｍ31は遮光部２ｍ31から透光部３ｍ31に向って光の透過量が傾斜的に増加するものとなる。
また、実施形態３で使用する第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ３２は、その遮光部２ｍ32および透光部３ｍ32の配置が、実施形態１で説明したＭ１２（図１参照）における遮光部２ｍ12および透光部３ｍ12の配置と逆になる。
また、実施形態３で使用する第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ３２は、その遮光部２ｍ32および透光部３ｍ32の配置が、実施形態１で説明したＭ１２（図１参照）における遮光部２ｍ12および透光部３ｍ12の配置と逆になる。
実施形態３のカラーフィルター形成方法では、次のようになる。
＜工程（Ａ）＞
まず、図７（Ａ）に示すように、第１カラーフィルターを形成するためのポジ型の第１感光性樹脂を支持体Ｓ上に塗布して第１塗布膜１０ｙを形成する。
＜工程（Ａ）＞
まず、図７（Ａ）に示すように、第１カラーフィルターを形成するためのポジ型の第１感光性樹脂を支持体Ｓ上に塗布して第１塗布膜１０ｙを形成する。
＜工程（Ｂ）＞
次に、図７（Ｂ）に示すように、フォトマスクＭ３１を用いて、第１塗布膜１０ｙを露光する。なお、露光光Ｅを矢印で示し、露光量が多いほど矢印を長くしている。
図４（Ａ）と（Ｂ）に示すように、第１塗布膜１０ｙに照射される露光光Ｅの露光量は、フォトマスクＭ３１の透光部３ｍ31で最も多く、露光量調整部４ｍ31では透光部３ｍ31から遮光部２ｍ31へ向うにつれて傾斜的に減少し、遮光部２ｍ31では０になる。
このように露光した第１塗布膜１０ｙを現像すると、図１（Ｄ）および図７（Ｃ）に示すように、露光光Ｅの露光量が多い部分ほどエッチングされ易いため、実施形態１と同様の、外周端縁に傾斜面１０ａを有する第１カラーフィルター１０が支持体Ｓ上に形成される。
次に、図７（Ｂ）に示すように、フォトマスクＭ３１を用いて、第１塗布膜１０ｙを露光する。なお、露光光Ｅを矢印で示し、露光量が多いほど矢印を長くしている。
図４（Ａ）と（Ｂ）に示すように、第１塗布膜１０ｙに照射される露光光Ｅの露光量は、フォトマスクＭ３１の透光部３ｍ31で最も多く、露光量調整部４ｍ31では透光部３ｍ31から遮光部２ｍ31へ向うにつれて傾斜的に減少し、遮光部２ｍ31では０になる。
このように露光した第１塗布膜１０ｙを現像すると、図１（Ｄ）および図７（Ｃ）に示すように、露光光Ｅの露光量が多い部分ほどエッチングされ易いため、実施形態１と同様の、外周端縁に傾斜面１０ａを有する第１カラーフィルター１０が支持体Ｓ上に形成される。
＜工程（Ｃ）＞
次に、図７（Ｄ）に示すように、第１カラーフィルター１０を覆うように支持体Ｓ上に、第２カラーフィルターを形成するためのポジ型の第２感光性樹脂を第１カラーフィルター１０の膜厚と同程度の膜厚Ｔ１で塗布して、第２塗布膜２０ｙを形成する。
このとき、支持体Ｓと第１カラーフィルター１０との間の段差は、傾斜面１０ａによって緩やかになっているため、傾斜面１０ａから支持体Ｓに亘る膜厚のゆらぎ部Ｄ１の幅が、図１２（Ｄ）で説明した従来技術での膜厚のゆらぎ部Ｄの幅よりも小さくなる。
次に、図７（Ｄ）に示すように、第１カラーフィルター１０を覆うように支持体Ｓ上に、第２カラーフィルターを形成するためのポジ型の第２感光性樹脂を第１カラーフィルター１０の膜厚と同程度の膜厚Ｔ１で塗布して、第２塗布膜２０ｙを形成する。
このとき、支持体Ｓと第１カラーフィルター１０との間の段差は、傾斜面１０ａによって緩やかになっているため、傾斜面１０ａから支持体Ｓに亘る膜厚のゆらぎ部Ｄ１の幅が、図１２（Ｄ）で説明した従来技術での膜厚のゆらぎ部Ｄの幅よりも小さくなる。
＜工程（Ｄ）＞
次に、図７（Ｅ）に示すように、第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ３２を用いて、第２塗布膜２０ｙを露光し現像することによって、図７（Ｆ）に示すように、複数の第１カラーフィルターのうちの所定の第１カラーフィルター１０の上面（有効領域）を露出させる開口部２０ａを有する第２カラーフィルター２０を形成する。
次に、図７（Ｅ）に示すように、第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ３２を用いて、第２塗布膜２０ｙを露光し現像することによって、図７（Ｆ）に示すように、複数の第１カラーフィルターのうちの所定の第１カラーフィルター１０の上面（有効領域）を露出させる開口部２０ａを有する第２カラーフィルター２０を形成する。
実施形態３で形成された第２カラーフィルター２０も、実施形態１と同様に、前記膜厚のゆらぎ部Ｄ１の幅が小さいため、その部分に光学的欠陥となるストリエーションが発生し難くなり、その結果、有効領域が拡大されたものとなる。
（カラーフィルター形成方法：実施形態４）
図８（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態４の一部を説明する断面図である。
実施形態４では、まず、実施形態１の図１（Ａ）〜（Ｄ）で説明した工程（Ａ）〜（Ｃ）を行う。
次に、図８（Ａ）に示すように、工程（Ｄ）において、遮光部２ｍ42と、透光部３ｍ42と、遮光部２ｍ42から透光部３ｍ42に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部４ｍ42とを所定パターンで有する第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ４２を用いて、第２塗布膜２０ｘを露光し現像する。
図８（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態４の一部を説明する断面図である。
実施形態４では、まず、実施形態１の図１（Ａ）〜（Ｄ）で説明した工程（Ａ）〜（Ｃ）を行う。
次に、図８（Ａ）に示すように、工程（Ｄ）において、遮光部２ｍ42と、透光部３ｍ42と、遮光部２ｍ42から透光部３ｍ42に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部４ｍ42とを所定パターンで有する第２塗布膜露光用のフォトマスクＭ４２を用いて、第２塗布膜２０ｘを露光し現像する。
つまり、実施形態１の工程（Ｄ）では、露光量調整部を有さないフォトマスクＭ１２を用いて第２塗布膜２０ｘを露光したが、実施形態４では露光量調整部４ｍ42を有するフォトマスクＭ４２を用いて第２塗布膜２０ｘを露光する点が異なる。
このフォトマスクＭ４２を用いて露光することにより、支持体Ｓ上の第２塗布膜２０ｘは十分な露光量で露光されるが、第１カラーフィルター１０の傾斜面１０ａ付近から上面に向うにつれて露光量が低下していく。
このフォトマスクＭ４２を用いて露光することにより、支持体Ｓ上の第２塗布膜２０ｘは十分な露光量で露光されるが、第１カラーフィルター１０の傾斜面１０ａ付近から上面に向うにつれて露光量が低下していく。
そのため、図８（Ａ）における第２塗布膜２０ｘ中の点線よりも上部分の露光量が不十分となり、現像された第２塗布膜２０ｘは、図８（Ｂ）に示すように、前記上部分がエッチング除去される。
このような工程（Ｄ）を行うことにより、全てまたは所定の第１カラーフィルター１０の上面に開口する開口部２０ｂを有し、かつ開口部２０ｂ側に平坦化された端縁２０ｃを有する第２カラーフィルター２０Ａが形成される。
このような工程（Ｄ）を行うことにより、全てまたは所定の第１カラーフィルター１０の上面に開口する開口部２０ｂを有し、かつ開口部２０ｂ側に平坦化された端縁２０ｃを有する第２カラーフィルター２０Ａが形成される。
（カラーフィルター形成方法：実施形態５）
実施形態４では、露光量調整部４ｍ42を有するフォトマスクＭ４２を用いてネガ型の第２塗布膜２０ｘを露光し現像して第２カラーフィルター２０Ａを形成した場合を例示したが、図示しない実施形態５では、ポジ型の第２塗布膜を形成し、露光量調整部を有するフォトマスクを用いて第２塗布膜を露光し現像して第２カラーフィルターを形成する。
この場合、第２塗布膜露光用のフォトマスクＭは、その遮光部および透光部の配置が、実施形態４で説明したフォトマスクＭ４２（図８（Ａ）参照）における遮光部２ｍ42および透光部３ｍ42の配置と逆になり、露光量調整部は遮光部から透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加するものとなる。
このようにしても、実施形態４と同様の第２カラーフィルター２０Ａを形成することができる（図８（Ｂ）参照）。
実施形態４では、露光量調整部４ｍ42を有するフォトマスクＭ４２を用いてネガ型の第２塗布膜２０ｘを露光し現像して第２カラーフィルター２０Ａを形成した場合を例示したが、図示しない実施形態５では、ポジ型の第２塗布膜を形成し、露光量調整部を有するフォトマスクを用いて第２塗布膜を露光し現像して第２カラーフィルターを形成する。
この場合、第２塗布膜露光用のフォトマスクＭは、その遮光部および透光部の配置が、実施形態４で説明したフォトマスクＭ４２（図８（Ａ）参照）における遮光部２ｍ42および透光部３ｍ42の配置と逆になり、露光量調整部は遮光部から透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加するものとなる。
このようにしても、実施形態４と同様の第２カラーフィルター２０Ａを形成することができる（図８（Ｂ）参照）。
（カラーフィルター形成方法：実施形態６）
図９は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態６の一部を説明する断面図である。
実施形態６では、実施形態４または５のようにして、平坦化された第２カラーフィルター２０Ａを形成した工程（Ｄ）の後に、第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａの上およびこれらが形成されていない支持体Ｓ上に、第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａの色と異なる色の第３カラーフィルター３０を形成する。
図９は本発明に係るカラーフィルター形成方法の実施形態６の一部を説明する断面図である。
実施形態６では、実施形態４または５のようにして、平坦化された第２カラーフィルター２０Ａを形成した工程（Ｄ）の後に、第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａの上およびこれらが形成されていない支持体Ｓ上に、第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａの色と異なる色の第３カラーフィルター３０を形成する。
第３カラーフィルター３０は、第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａを覆うように支持体Ｓ上に、ネガ型またはポジ型の第３感光性樹脂を塗布して第３塗布膜を形成し、所定位置の第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａの有効領域に遮光部または透光部を有する第３塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第３塗布膜を露光し現像することにより形成することができる。
このとき、下地となる第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａが平坦化されているため、平坦化された第３カラーフィルター３０を得ることができる。
なお、支持体Ｓ上に形成された第３カラーフィルター３０が、図１（Ａ）における第２カラーフィルター２０または図８（Ｂ）における第２カラーフィルター２０Ａのように、第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａと接触していてもよい。
このとき、下地となる第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａが平坦化されているため、平坦化された第３カラーフィルター３０を得ることができる。
なお、支持体Ｓ上に形成された第３カラーフィルター３０が、図１（Ａ）における第２カラーフィルター２０または図８（Ｂ）における第２カラーフィルター２０Ａのように、第１および第２カラーフィルター１０、２０Ａと接触していてもよい。
（固体撮像装置の製造方法：実施形態７）
実施形態１〜６のカラーフィルター形成方法は、例えば、図１０に示す固体撮像装置の製造工程におけるカラーフィルター形成工程に適用することができる。
この固体撮像装置Ａは、半導体基板ａ１と、半導体基板ａ１の表層に形成された複数の受光部（フォトダイオード）ｂ１と、各受光部ｂ１にて発生した電荷を転送するために半導体基板ａ１上に形成された複数の電極ｃ１と、各受光部ｂ１および各電極ｃ１を覆うように半導体基板ａ１上に積層された層間絶縁膜ｄ１と、層間絶縁膜ｄ１上であって所定の受光部ｂ１の直上位置に形成された少なくとも第１および第２カラーフィルターｅ１、ｆ１とを備えている。
実施形態１〜６のカラーフィルター形成方法は、例えば、図１０に示す固体撮像装置の製造工程におけるカラーフィルター形成工程に適用することができる。
この固体撮像装置Ａは、半導体基板ａ１と、半導体基板ａ１の表層に形成された複数の受光部（フォトダイオード）ｂ１と、各受光部ｂ１にて発生した電荷を転送するために半導体基板ａ１上に形成された複数の電極ｃ１と、各受光部ｂ１および各電極ｃ１を覆うように半導体基板ａ１上に積層された層間絶縁膜ｄ１と、層間絶縁膜ｄ１上であって所定の受光部ｂ１の直上位置に形成された少なくとも第１および第２カラーフィルターｅ１、ｆ１とを備えている。
この固体撮像装置Ａは、半導体基板ａ１の表層に複数の受光部ｂ１を形成する工程と、各受光部ｂ１にて発生した電荷を転送するための複数の電極ｃ１を半導体基板ａ１上に形成する工程と、各受光部ｂ１および各電極ｃ１を覆うように半導体基板ａ１上に層間絶縁膜ｄ１を積層する工程とを含む支持体Ｓ１の形成工程（I）と、工程（I）の後に、実施形態１〜６のいずれか１つのカラーフィルター形成方法を用いて、支持体Ｓ１の層間絶縁膜ｄ１上であって所定の受光部ｂ１の直上位置に、少なくとも第１および第２カラーフィルターｅ１、ｆ１を形成する工程（II）とを含む固体撮像装置の製造方法によって製造することができる。
より詳しく説明すると、図１０に示す固体撮像装置ＡはＣＣＤ型の固体撮像装置であり、支持体Ｓ１は前記構成要素の他に、隣接する２つの受光部ｂ１の間の半導体基板ａ１の表層に形成された電荷転送部ｋ１と、層間絶縁膜ｄ１を介して電極（転送電極）ｃ１上に形成された遮光膜ｎ１などを備えている。
さらに、固体撮像装置Ａは、層間絶縁膜ｄ１上であって所定の受光部ｂ１の直上位置に形成された第３カラーフィルターｇ１と、第１〜第３カラーフィルターｅ１、ｆ１、ｇ１上であって各受光部ｂ１の直上位置に平坦化膜ｈ１を介して形成されたマイクロレンズｊ１と、各マイクロレンズｊ１を覆うように平坦化膜ｊ１上に形成された透明保護膜ｐ１などを備えている。
さらに、固体撮像装置Ａは、層間絶縁膜ｄ１上であって所定の受光部ｂ１の直上位置に形成された第３カラーフィルターｇ１と、第１〜第３カラーフィルターｅ１、ｆ１、ｇ１上であって各受光部ｂ１の直上位置に平坦化膜ｈ１を介して形成されたマイクロレンズｊ１と、各マイクロレンズｊ１を覆うように平坦化膜ｊ１上に形成された透明保護膜ｐ１などを備えている。
支持体Ｓ１は、実施形態１〜６における支持体Ｓに相当し、当該分野の公知技術を用いた形成工程（I）により形成することができる。
そして、次の形成工程（II）で、実施形態６（図９）で説明したカラーフィルター形成方法により第１〜第３カラーフィルターｅ１、ｆ１、ｇ１を形成し、その後、当該分野の公知技術を用いて平坦化膜ｈ１、マイクロレンズｊ１および透明保護膜ｎ１を形成することができる。
そして、次の形成工程（II）で、実施形態６（図９）で説明したカラーフィルター形成方法により第１〜第３カラーフィルターｅ１、ｆ１、ｇ１を形成し、その後、当該分野の公知技術を用いて平坦化膜ｈ１、マイクロレンズｊ１および透明保護膜ｎ１を形成することができる。
（固体撮像装置の製造方法：実施形態８）
実施形態１〜６のカラーフィルター形成方法は、例えば、図１１に示す固体撮像装置の製造工程におけるカラーフィルター形成工程にも適用することができる。
図１１に示す固体撮像装置Ｂも、半導体基板ａ２と、半導体基板ａ２の表層に形成された複数の受光部（フォトダイオード）ｂ２と、各受光部ｂ２にて発生した電荷を転送するために半導体基板ａ２上に形成された複数の電極ｃ２と、各受光部ｂ２および各電極ｃ２を覆うように半導体基板ａ２上に積層された層間絶縁膜ｄ２と、層間絶縁膜ｄ２上であって所定の受光部ｂ２の直上位置に形成された少なくとも第１および第２カラーフィルターｅ２、ｆ２とを備えている。
そして、この固体撮像装置Ｂも、実施形態７と同様の形成工程（I）および（II）を含む固体撮像装置の製造方法によって製造することができる。
実施形態１〜６のカラーフィルター形成方法は、例えば、図１１に示す固体撮像装置の製造工程におけるカラーフィルター形成工程にも適用することができる。
図１１に示す固体撮像装置Ｂも、半導体基板ａ２と、半導体基板ａ２の表層に形成された複数の受光部（フォトダイオード）ｂ２と、各受光部ｂ２にて発生した電荷を転送するために半導体基板ａ２上に形成された複数の電極ｃ２と、各受光部ｂ２および各電極ｃ２を覆うように半導体基板ａ２上に積層された層間絶縁膜ｄ２と、層間絶縁膜ｄ２上であって所定の受光部ｂ２の直上位置に形成された少なくとも第１および第２カラーフィルターｅ２、ｆ２とを備えている。
そして、この固体撮像装置Ｂも、実施形態７と同様の形成工程（I）および（II）を含む固体撮像装置の製造方法によって製造することができる。
より詳しく説明すると、図１１に示す固体撮像装置ＢはＣＭＯＳ型の固体撮像装置であり、支持体Ｓ２は前記構成要素の他に、隣接する２つの受光部ｂ２の間の半導体基板ａ２上に形成された素子分離絶縁膜ｋ２と、層間絶縁膜ｄ２内に形成された多層構造の配線ｎ２およびコンタクトプラグｐ２と、各カラーフィルターｅ２、ｆ２、ｇ２と各受光部ｂ２との間の層間絶縁膜ｄ２内に形成された光導波路ｒ２と、光導波路ｒ２および層間絶縁膜ｄ２上に形成されたパッシベーション膜ｑ２などを備えている。
さらに、固体撮像装置Ｂは、層間絶縁膜ｄ２上であって所定の受光部ｂ２の直上位置に形成された第３カラーフィルターｇ２と、第１〜第３カラーフィルターｅ２、ｆ２、ｇ２上であって各受光部ｂ２の直上位置に平坦化膜ｈ１を介して形成されたマイクロレンズｊ２などを備えている。
さらに、固体撮像装置Ｂは、層間絶縁膜ｄ２上であって所定の受光部ｂ２の直上位置に形成された第３カラーフィルターｇ２と、第１〜第３カラーフィルターｅ２、ｆ２、ｇ２上であって各受光部ｂ２の直上位置に平坦化膜ｈ１を介して形成されたマイクロレンズｊ２などを備えている。
支持体Ｓ２は、実施形態１〜６における支持体Ｓに相当し、当該分野の公知技術を用いた形成工程（I）により形成することができる。
そして、次の形成工程（II）で、実施形態６（図９）で説明したカラーフィルター形成方法により第１〜第３カラーフィルターｅ２、ｆ２、ｇ２を形成し、その後、当該分野の公知技術を用いて平坦化膜ｈ２およびマイクロレンズｊ２を形成することができる。
そして、次の形成工程（II）で、実施形態６（図９）で説明したカラーフィルター形成方法により第１〜第３カラーフィルターｅ２、ｆ２、ｇ２を形成し、その後、当該分野の公知技術を用いて平坦化膜ｈ２およびマイクロレンズｊ２を形成することができる。
（他の実施形態）
実施形態１〜６において、第１〜第３カラーフィルターを形成する感光性樹脂はネガ型とポジ型を組み合わせて使用してもよい。
なお、これらのカラーフィルターの材料である感光性樹脂は、当該分野で通常用いられているものであり、ネガ型としては、例えば、アクリル系樹脂等を用いることができ、ポジ型としては、例えば、ノボラック系樹脂等を用いることができる。
実施形態１〜６において、第１〜第３カラーフィルターを形成する感光性樹脂はネガ型とポジ型を組み合わせて使用してもよい。
なお、これらのカラーフィルターの材料である感光性樹脂は、当該分野で通常用いられているものであり、ネガ型としては、例えば、アクリル系樹脂等を用いることができ、ポジ型としては、例えば、ノボラック系樹脂等を用いることができる。
１０ｘ、１０ｙ 第１塗布膜
２ｍ11、２ｍ12、２ｍ31、２ｍ32、２ｍ42 遮光部
３ｍ11、３ｍ12、３ｍ31、３ｍ42 透光部
４ｍ11、４ｍ21、４ｍ31、４ｍ42 露光量調整部
Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ４２ フォトマスク
１０ 第１カラーフィルター
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 支持体
２０ｘ、２０ｙ 第２塗布膜
２０ａ、２０ｂ 開口部
２０、２０Ａ 第２カラーフィルター
３０ 第３カラーフィルター
１ ガラス基板
１ａ 一面
２ａ 遮光膜
１ｂ 他面
４ａ 半透過膜
ａ１、ａ２ 半導体基板
ｂ１、ｂ２ 受光部
ｃ１、ｃ２ 電極
ｄ１、ｄ２ 層間絶縁膜
２ｍ11、２ｍ12、２ｍ31、２ｍ32、２ｍ42 遮光部
３ｍ11、３ｍ12、３ｍ31、３ｍ42 透光部
４ｍ11、４ｍ21、４ｍ31、４ｍ42 露光量調整部
Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ４２ フォトマスク
１０ 第１カラーフィルター
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 支持体
２０ｘ、２０ｙ 第２塗布膜
２０ａ、２０ｂ 開口部
２０、２０Ａ 第２カラーフィルター
３０ 第３カラーフィルター
１ ガラス基板
１ａ 一面
２ａ 遮光膜
１ｂ 他面
４ａ 半透過膜
ａ１、ａ２ 半導体基板
ｂ１、ｂ２ 受光部
ｃ１、ｃ２ 電極
ｄ１、ｄ２ 層間絶縁膜
Claims (8)
- 第１感光性樹脂を支持体上に塗布して第１塗布膜を形成する工程（Ａ）と、
遮光部と、透光部と、前記遮光部から前記透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部とを所定パターンで有する第１塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第１塗布膜を露光し現像することによって、端縁に傾斜面を有する第１カラーフィルターを前記支持体上に形成する工程（Ｂ）と、
第１カラーフィルターを覆うように前記支持体上に第２感光性樹脂を塗布して第２塗布膜を形成する工程（Ｃ）と、
第２塗布膜を露光し現像することによって、第１カラーフィルターの上面を露出させる開口部を有する第２カラーフィルターを形成する工程（Ｄ）とを含むことを特徴とするカラーフィルター形成方法。 - 工程（Ｄ）において、遮光部と、透光部と、前記遮光部から前記透光部に向って光の透過量が傾斜的に増加する露光量調整部とを所定パターンで有する第２塗布膜露光用のフォトマスクを用いて、第２塗布膜を露光し現像することによって、前記開口部側に平坦化された端縁を有する第２カラーフィルターを形成する請求項１に記載のカラーフィルター形成方法。
- 工程（Ｄ）の後に、第１および第２カラーフィルターの上に第３カラーフィルターを形成する工程（Ｅ）をさらに含む請求項１または２に記載のカラーフィルター形成方法。
- 工程（Ａ）で用いられる前記第１感光性樹脂が、露光量に応じた現像特性を有する感光性樹脂である請求項１〜３のいずれか１つに記載のカラーフィルター形成方法。
- 前記フォトマスクが、ガラス基板と、このガラス基板の一面に所定パターンの遮光膜を積層してなる前記遮光部と、ガラス基板の一面と他面が露出してなる前記透光部と、遮光部から透光部に向うにつれて光の透過量が傾斜的に増加するようにガラス基板の一面または他面に幅の異なる複数枚の半透過膜を積層してなる前記露光量調整部とを備えてなる請求項１〜４のいずれか１つに記載のカラーフィルター形成方法。
- 前記フォトマスクが、ガラス基板と、このガラス基板の一面に所定パターンの遮光膜を積層してなる前記遮光部と、ガラス基板の一面と他面が露出してなる前記透光部と、遮光部から透光部に向うにつれて光の透過量が傾斜的に増加するようにガラス基板の一面または他面に遮光ドットパターンを形成してなる前記露光量調整部とを備えてなる請求項１〜４のいずれか１つに記載のカラーフィルター形成方法。
- 半導体基板の表層に複数の受光部を形成する工程と、各受光部にて発生した電荷を転送するための複数の電極を前記半導体基板上に形成する工程と、各受光部および各電極を覆うように半導体基板上に層間絶縁膜を積層する工程とを含む支持体の形成工程（I）と、
工程（Ｉ）の後に、請求項１〜６のいずれか１つに記載のカラーフィルター形成方法を用いて、前記支持体の前記層間絶縁膜上であって所定の受光部の直上位置に、少なくとも第１および第２カラーフィルターを形成する工程（II）とを含む固体撮像装置の製造方法。 - 請求項７に記載の製造方法によって製造された固体撮像装置であって、
半導体基板と、該半導体基板の表層に形成された複数の受光部と、各受光部にて発生した電荷を転送するために前記半導体基板上に形成された複数の電極と、各受光部および各電極を覆うように半導体基板上に積層された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜上であって所定の受光部の直上位置に形成された第１および第２カラーフィルターとを備えた固体撮像装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009278528A JP2011123111A (ja) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | カラーフィルター形成方法およびそれを用いた固体撮像装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2011123111A true JP2011123111A (ja) | 2011-06-23 |
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Family Applications (1)
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| JP2009278528A Pending JP2011123111A (ja) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | カラーフィルター形成方法およびそれを用いた固体撮像装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011123111A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014179577A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Visera Technologies Company Ltd | 固体撮像素子 |
| JP2019145813A (ja) * | 2019-04-02 | 2019-08-29 | ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＶｉａｖｉ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ． | 金属誘電体光学フィルター、センサーデバイス、および製造方法 |
| US10928570B2 (en) | 2012-12-19 | 2021-02-23 | Viavi Solutions Inc. | Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method |
| CN113805428A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 株式会社Sk电子 | 接近式曝光用光掩模 |
-
2009
- 2009-12-08 JP JP2009278528A patent/JP2011123111A/ja active Pending
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| US9502453B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-11-22 | Visera Technologies Company Limited | Solid-state imaging devices |
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| CN113805428A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 株式会社Sk电子 | 接近式曝光用光掩模 |
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