JP4341700B2 - 固体撮像装置、カラーフィルタ、カメラ、および、カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置、カラーフィルタ、カメラ、および、カラーフィルタの製造方法に関する。

ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラは、たとえば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｃｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサなどの固体撮像装置を含む。この固体撮像装置においては、複数の画素が形成されている画素領域と、その画素領域の周囲に位置する周辺領域とが、半導体基板の面に設けられている。そして、画素領域においては、被写体像による光を受光し、その受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子が、その複数の画素に対応するように複数形成されている。そして、周辺領域においては、その光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている（たとえば、特許文献１参照）。

また、固体撮像装置においては、半導体基板の面に対面するように、カラーフィルタが設けられている。このカラーフィルタは、半導体基板の面に対応する面において、被写体像による光を受け、その光における所定の波長帯域の光を透過する。このようにして、カラーフィルタによって、着色光として光が透過される。そして、その着色光は、カラーフィルタから半導体基板の面の画素領域に出射される（たとえば、特許文献２参照）。

このカラーフィルタにて画素領域に対応する領域においては、被写体像による光を、たとえば、赤、青、緑の３原色の着色光として透過するように、複数色の着色層を含む着色配列が規則的に複数配置されている。たとえば、ベイヤー配列と呼ばれる着色配列によって、複数色の着色層が各画素に対応するように配置されている。ここでは、たとえば、着色剤とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工する。このようにすることによって、各色の着色層を、その着色配列に対応するように形成する（たとえば、特許文献３参照）。

そして、カラーフィルタにて周辺領域に対応する領域においては、撮像画像においてフレアなどが発生し、画像品質が低下することを抑制するために、周辺領域における金属材料からの光の反射を防止する光反射防止層が形成されている。この光反射防止層としては、たとえば、画素領域に対応するように形成した複数の着色層を、周辺領域においてベタ状に積層することによって形成している（たとえば、特許文献４参照）。

特開２００７−１３０８９号公報 特開２００６−９６９８３号公報 特開２００６−３１７７７６号公報 特開平０１−１９４４６４号公報

しかしながら、上記のように光反射防止層を形成した場合であっても、フレアを十分に抑制することが困難な場合がある。たとえば、赤色の着色層と、青色の着色層とを周辺領域においてベタ状に積層した場合には、緑色の光が透過される。このため、緑色のフレアが生ずる場合があり、画像品質の低下が顕在化する場合がある。

また、上記のようにカラーフィルタを形成する際においては、そのカラーフィルタの膜厚を均一に形成することが困難な場合がある。このため、撮像画像においてムラが生ずる場合があり、画像品質が低下する場合がある。

さらに、周辺領域に形成された周辺回路に光が入射する場合があり、この場合には、たとえば、縦筋状のノイズが、撮像画像に生ずる場合があるため、画像品質が低下する場合がある。

特に、スピンコート法によって、画素領域の中心部分から周囲へ延在するように塗布することにより塗布膜を形成する場合には、その中心よりも周囲の膜厚が薄く形成される場合がある。このため、その塗布膜をパターン加工して着色配列を形成した際には、その塗布膜の膜厚のバラツキに起因して、撮像画像に額縁状のムラが生ずる場合がある。また、周辺領域に形成された周辺回路に入射する光を十分に遮光することができなくなる場合がある。このため、上記の不具合が顕在化する場合がある。

また、たとえば、ＣＭＯＳ型イメージセンサにて複数の電子回路を半導体基板に混載させたＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）方式においては、半導体基板において周辺領域が占める占有面積を大きくする必要が生ずるため、これに起因して、上記の不具合がさらに顕在化する場合がある。

このように、固体撮像装置においては、フレア、額縁状のムラ、縦筋状のノイズなどの不具合が、カラーフィルタに起因して撮像画像に生じ、画像品質が低下する場合がある。

したがって、本発明は、画像品質を向上可能な、固体撮像装置、カラーフィルタ、カメラ、および、カラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明は、被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が、複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に設けられている固体撮像装置であって、前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に透過されるように、前記基板に対面して配置されているカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタは、第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されており、前記周辺領域においては、さらに、当該周辺領域にて配置された複数の着色配列を、前記第２の着色層が前記基板の面に対応する面にて被覆するように形成されている。

好ましくは、前記第２の着色層は、前記周辺領域において配置された複数の着色配列にて最端部に配置された着色配列の側面を被覆するように形成されている。

好ましくは、前記カラーフィルタは、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域と異なる第３の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第３の着色層を含み、前記着色配列においては、当該第３の着色層が前記基板の面に対応する面にて前記第１の着色層と前記第２の着色層とに並ぶように配置されている。

好ましくは、前記第１の着色層は、緑色光を透過するように形成されており、前記第２の着色層は、赤色光を透過するように形成されており、前記第３の着色層は、青色光を透過するように形成されている。

好ましくは、前記カラーフィルタは、前記被写体像による光を透過する光透過率が前記第１の着色層と前記第２の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれよりも低くなるように形成されている第４の着色層を含み、前記第４の着色層は、前記周辺領域において前記着色配列を被覆するように前記着色配列に積層されている。

本発明は、被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に対面するように配置され、前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に着色されて出射されるカラーフィルタであって、第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されており、前記周辺領域においては、さらに、当該周辺領域にて配置された複数の着色配列を、前記第２の着色層が前記基板の面に対応する面にて被覆するように形成されている。

本発明は、被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に設けられている固体撮像装置を有するカメラであって、前記固体撮像装置は、前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に透過されるように前記基板に対面して配置されているカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタは、第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されており、前記周辺領域においては、さらに、当該周辺領域にて配置された複数の着色配列を、前記第２の着色層が前記基板の面に対応する面にて被覆するように形成されている。

本発明は、被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に対面するように配置され、前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に透過されるカラーフィルタの製造方法であって、第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されるように、前記カラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造工程を含み、前記カラーフィルタ製造工程においては、前記周辺領域において、さらに、当該周辺領域にて配置された複数の着色配列を、前記第２の着色層が前記基板の面に対応する面にて被覆するように、当該カラーフィルタを製造する。

好ましくは、前記カラーフィルタ製造工程は、前記基板の面に対応する面において前記第１の着色層を前記着色配列に対応するように間隔を隔てて複数形成する第１着色層形成工程と、前記基板の面に対応する面において前記第２の着色層を前記着色配列に対応するように間隔を隔てて複数形成する第２着色層形成工程とを有し、前記第１着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とのそれぞれに、前記第１の着色層を形成し、前記第２着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とのそれぞれにおいて前記第１の着色層が形成された面を被覆し、当該第１の着色層に積層するように、前記第２の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該周辺領域にて塗布された塗布膜において前記第１の着色層に積層された塗布膜を除去せずに残し、当該画素領域において塗布された塗布膜において前記第１の着色層に積層された塗布膜を除去するように、パターン加工を実施することによって、前記第２の着色層を形成する。

好ましくは、前記第２着色層形成工程においては、前記周辺領域において配置する複数の着色配列にて最端部に配置する着色配列の側面を被覆するように、前記第２の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該周辺領域において配置する複数の着色配列にて最端部に配置する着色配列の側面を被覆するように形成された塗布膜を残すように前記パターン加工を実施することによって、前記第２の着色層を形成する。

好ましくは、前記カラーフィルタ製造工程は、前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域と異なる第３の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第３の着色層が前記基板の面に対応する面にて前記第１の着色層と前記第２の着色層とに並ぶ着色配列を、前記画素領域と前記周辺領域とに対応するように複数配置することによって、前記カラーフィルタを製造する。

好ましくは、前記カラーフィルタ製造工程は、前記基板の面に対応する面において前記第３の着色層を前記着色配列に対応するように複数間隔を隔てて形成する第３着色層形成工程を有し、前記第３着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とにおいて前記第１の着色層が形成された面を被覆し、前記第１の着色層に積層するように、前記第３の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該画素領域および周辺領域において塗布された塗布膜において、前記第１の着色層に積層された塗布膜を除去することによって、前記第３の着色層を形成し、前記第２着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とにおいて前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれが形成された面を被覆し、前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれに積層するように、前記第２の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該周辺領域において塗布された塗布膜において前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれに積層された塗布膜を除去せずに残し、当該画素領域において塗布された塗布膜において前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれに積層された塗布膜を除去することによって、前記第２の着色層を形成する。

好ましくは、前記第１着色層形成工程においては、緑色光を透過するように前記第１の着色層を形成し、前記第２着色層形成工程においては、赤色光を透過するように前記第２の着色層を形成し、前記第３着色層形成工程においては、青色光を透過するように前記第３の着色層を形成する。

好ましくは、前記カラーフィルタ製造工程は、前記被写体像による光を透過する光透過率が、前記第１の着色層と前記第２の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれよりも低い第４の着色層を形成する第４着色層形成工程を含み、前記第４着色層形成工程においては、前記周辺領域において前記着色配列を被覆し、前記着色配列に積層するように、前記第４の着色層を形成する。

上記の本発明においては、複数の着色層を含む着色配列を、画素領域において複数の画素に対応するように複数配置すると共に、周辺領域において画素領域と同様に複数配置する。そして、この周辺領域においては、さらに、その周辺領域にて配置された複数の着色配列を、複数の着色層における一の着色層が基板の面に対応する面にて被覆するように形成する。このように、周辺領域において複数の着色層が積層されているため、周辺領域における光反射率が低減される。

本発明によれば、画像品質を向上可能な、固体撮像装置、カラーフィルタ、カメラ、および、カラーフィルタの製造方法を提供することができる。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜実施形態１＞
（装置構成）
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。

図１に示すように、カメラ４０は、固体撮像装置１と、光学系４２と、駆動回路４３と、信号処理回路４４とを有する。各部について順次説明する。

固体撮像装置１は、光学系４２を介して、被写体像による光を受光面で受け、その被写体像による光を光電変換し、信号電荷を生成する。ここでは、固体撮像装置１は、駆動回路４３から出力される駆動信号に基づいて駆動する。具体的には、信号電荷を読み出し、ローデータとして出力する。この固体撮像装置１の詳細内容については、後述する。

光学系４２は、たとえば、光学レンズを含み、被写体像を固体撮像装置１の受光面上に結像させる。

駆動回路４３は、各種の駆動信号を固体撮像装置１に出力し、固体撮像装置１を駆動させる。

信号処理回路４４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて、信号処理を実施し、被検体についての画像をデジタル信号として生成する。

固体撮像装置１の全体構成について説明する。

図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。

本実施形態の固体撮像装置１は、ＣＭＯＳ型イメージセンサであり、図２に示すように、基板１０１を含む。この基板１０１は、たとえば、シリコンからなる半導体基板であり、図２に示すように、基板１０１の面においては、画素領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとが設けられている。

この基板１０１において画素領域ＰＡは、図２に示すように、矩形形状であり、複数の画素Ｐがマトリクス状に並ぶように垂直方向Ｖと水平方向Ｈとに複数配置されている。

また、基板１０１において周辺領域ＳＡは、図２に示すように、画素領域ＰＡの周囲に位置しており、パッド電極ＥＰが端部に設けられている。また、この他に、周辺領域ＳＡにおいては、画素Ｐにおいて生成された信号電荷を処理する周辺回路（図示なし）が設けられている。具体的には、この周辺回路としては、たとえば、垂直選択回路と、Ｓ／Ｈ（サンプル／ホールド）・ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング）回路と、水平選択回路と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）と、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路と、Ａ／Ｄ変換回路と、デジタルアンプとが形成されており、パッド電極ＥＰに接続されている。

図３は、本発明にかかる実施形態１において、画素領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐを示す回路図である。

画素領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐは、図３に示すように、フォトダイオード２１と、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、アドレストランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５とを含む。

フォトダイオード２１は、被写体像による光を受光面で受光し、その受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成し蓄積する。フォトダイオード２１は、図３に示すように、転送トランジスタ２２を介して、増幅トランジスタ２３のゲートに接続されている。そして、フォトダイオード２１においては、増幅トランジスタ２３のゲートに接続されているフローティングディフュージョンＦＤへ、その蓄積した信号電荷が、転送トランジスタ２２によって出力信号として転送される。

転送トランジスタ２２は、図３に示すように、フォトダイオード２１とフローティングディフュージョンＦＤとの間において介在するように設けられている。そして、転送トランジスタ２２は、転送線２６からゲートに転送パルスが与えられることによって、フォトダイオード２１において蓄積された信号電荷を、フローティングディフュージョンＦＤに出力信号として転送する。

増幅トランジスタ２３は、図３に示すように、ゲートがフローティングディフュージョンＦＤに接続されており、フローティングディフュージョンＦＤを介して出力される出力信号を増幅する。ここでは、増幅トランジスタ２３は、アドレストランジスタ２４を介して垂直信号線２７に接続され、画素領域ＰＡ以外に設けられている定電流源Ｉとソースフォロアを構成しており、アドレストランジスタ２４にアドレス信号が供給されることによって、フローティングディフュージョンＦＤから出力された出力信号が増幅される。

アドレストランジスタ２４は、図３に示すように、アドレス信号が供給されるアドレス線２８にゲートが接続されている。アドレストランジスタ２４は、アドレス信号が供給された際にはオン状態になり、上記のように増幅トランジスタ２３によって増幅された出力信号を、垂直信号線２７に出力する。そして、その出力信号は、垂直信号線２７を介して、Ｓ／Ｈ・ＣＤＳ回路に出力される。

リセットトランジスタ２５は、図３に示すように、リセット信号が供給されるリセット線２９にゲートが接続され、また、電源ＶｄｄとフローティングディフュージョンＦＤとの間において介在するように接続されている。そして、リセットトランジスタ２５は、リセット線２９からリセット信号がゲートに供給された際に、フローティングディフュージョンＦＤの電位を、電源Ｖｄｄの電位にリセットする。

上記のように画素を駆動する動作は、転送トランジスタ２２と、アドレストランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５との各ゲートが、水平方向Ｈに並ぶ複数の画素からなる行単位で接続されていることから、その行単位にて並ぶ複数の画素について同時に行われる。具体的には、垂直選択回路によって供給されるアドレス信号によって、水平ライン（画素行）単位で垂直方向Ｖに順次選択される。そして、タイミングジェネレータからの各種パルス信号によって各画素のトランジスタが制御される。これにより、各画素における出力信号が垂直信号線２７を通して画素列毎にＳ／Ｈ・ＣＤＳ回路に読み出される。

本実施形態にかかる固体撮像装置１の詳細内容について説明する。

図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を示す断面図である。図４は、図２におけるＡ−Ｂ部分の断面の要部であり、画素領域ＰＡの端部から、周辺領域ＳＡに渡る部分を示している。なお、画素領域ＰＡにおいては、上記したように、基板１０１上に、画素Ｐが配置されているが、フォトダイオード２１を除き、その画素Ｐを構成する各部材については、図示を省略している。また、周辺領域ＳＡにおいては、上述したように、周辺回路が配置されているが、図示を省略している。

図４に示すように、本実施形態の固体撮像装置１は、カラーフィルタ３０１を含む。

カラーフィルタ３０１は、図４に示すように、基板１０１に対面して配置されており、基板１０１の面に対応する面において、被写体像による光を受けた後、この光が着色され、基板１０１の面に出射される。本実施形態においては、カラーフィルタ３０１は、図４に示すように、基板１０１の面に対応するように平坦化された面に設けられている。

ここでは、図４に示すように、画素領域ＰＡにおいては、カラーフィルタ３０１は、たとえば、金属材料によって形成され、画素Ｐに接続される複数の配線層ＨＦと、絶縁材料によって形成され、配線層ＨＦの層間に設けられた層間絶縁膜ＳＦとのそれぞれを介して、基板１０１の面に対面するように形成されている。

そして、図４に示すように、周辺領域ＳＡにおいては、カラーフィルタ３０１は、金属材料によって形成され、周辺回路に接続される複数の配線層ＨＦと、その周辺回路へ入射する光を遮光する遮光層ＬＳと、その配線層ＨＦまたは遮光層ＬＳの層間に設けられた層間絶縁膜ＳＦとを介して、基板１０１の面に対面するように形成されている。

ここでは、図２に示したように、カラーフィルタ３０１は、端部に設けられているパッド電極ＥＰを被覆しないように形成されており、たとえば、パッド電極ＥＰが形成された部分から、１ｍｍ程度の間隔を隔てるように、周辺領域ＳＡにおいて延在している。このように形成することによって、基板１０１に画素領域ＰＡを形成した後に、基板１０１をこの端部に対応する部分にてダイシングする場合に、そのダイシングする部分から、カラーフィルタ３０１が離れて形成されているため、カラーフィルタ３０１が基板１０１から剥離することが防止される。

また、このカラーフィルタ３０１の表面においては、図４に示すように、その表面を被覆するように、レンズ層ＬＬが形成されている。

図５は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ３０１を拡大して示す平面図である。図５においてＡ−Ｂ部分は、図２のＡ−Ｂ部分に対応しており、図５は、そのＡ−Ｂ部分の周囲の平面を示している。また、この図５において、（ａ）は、カラーフィルタ３０１を上面から拡大して示しているのに対し、（ｂ）は、（ａ）において、上層の下に位置する下層部分を点線にて示している。

また、図６は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ３０１の分光特性を示す図である。図６において、横軸は、光の波長（λ[ｎｍ]）であり、縦軸は、光透過率（Ｔ[％]）である。

カラーフィルタ３０１は、図５に示すように、レッドフィルタ層３０１Ｒと、グリーンフィルタ層３０１Ｇと、ブルーフィルタ層３０１Ｂとを含む。

カラーフィルタ３０１においてレッドフィルタ層３０１Ｒは、図６に示すように、赤色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、被写体像による光が赤色光として透過される。つまり、レッドフィルタ層３０１Ｒは、被写体像による光を赤色に着色し、赤色光が透過されるように、被写体像による光を分光する。このレッドフィルタ層３０１Ｒは、たとえば、赤色の着色顔料と、バインダー樹脂としてのフォトレジスト材料（感光性樹脂）とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工することによって形成される。たとえば、レッドフィルタ層３０１Ｒは、５００ｎｍから１０００ｎｍの層厚になるように形成される。

また、カラーフィルタ３０１においてグリーンフィルタ層３０１Ｇは、図６に示すように、緑色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、被写体像による光が緑色光として透過される。ここでは、グリーンフィルタ層３０１Ｇは、図６に示すように、レッドフィルタ層３０１Ｒが透過する波長帯域と異なる波長帯域であって、緑色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されている。具体的には、グリーンフィルタ層３０１Ｇは、光が透過する波長帯域において、光透過率が最も高い波長が、レッドフィルタ層３０１Ｒと異なっており、緑色光が透過されるように、被写体像による光を分光することによって、緑色に光を着色する。このグリーンフィルタ層３０１Ｇは、たとえば、緑色の着色顔料とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工することによって形成される。たとえば、グリーンフィルタ層３０１Ｇは、６００ｎｍから９００ｎｍの層厚になるように形成される。

また、カラーフィルタ３０１においてブルーフィルタ層３０１Ｂは、図６に示すように、青色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、被写体像による光が青色光として透過される。ここでは、ブルーフィルタ層３０１Ｂは、図６に示すように、レッドフィルタ層３０１Ｒおよびグリーンフィルタ層３０１Ｇが透過する波長帯域と異なる波長帯域であって、青色に対応する波長帯域において高い光透過率になるように形成されている。具体的には、ブルーフィルタ層３０１Ｂは、光が透過する波長帯域において、光透過率が最も高い波長が、レッドフィルタ層３０１Ｒおよびグリーンフィルタ層３０１Ｇと異なっており、青色光が透過されるように、被写体像による光を分光することによって、青色に光を着色する。このブルーフィルタ層３０１Ｂは、たとえば、青色の着色顔料とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布して塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工することによって形成される。たとえば、ブルーフィルタ層３０１Ｂは、３００ｎｍから１０００ｎｍの層厚になるように形成される。

上記のレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれは、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、基板１０１の面に対応する面にてベイヤー配列ＢＨとして並ぶように配置されている。すなわち、ベイヤー配列ＢＨにおいては、１つの矩形状のレッドフィルタ層３０１Ｒと、１つの矩形状のブルーフィルタ層３０１Ｂと、２つの矩形状のグリーンフィルタ層３０１Ｇとを１組とし、その２つのグリーンフィルタ層３０１Ｇが市松状になるように間隔を隔てて並び、そのグリーンフィルタ層３０１Ｇが市松状になるように並んだ間の間隔に、１つのレッドフィルタ層３０１Ｒと１つのブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれが配置されており、そして、このようにレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれが配置されたベイヤー配列ＢＨが、水平方向Ｈと垂直方向Ｖとにおいて繰り返されるように複数設けられている。

具体的には、画素領域ＰＡにおいては、図５（ａ）に示すように、ベイヤー配列ＢＨが複数の画素Ｐに対応するように配置されている。つまり、図４に示すように、ベイヤー配列ＢＨを構成するレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれが、画素Ｐを構成するフォトダイオード２１の受光面のそれぞれに対面するように、配置されている。また、画素領域ＰＡにおいては、レッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれが、互いに同じ層厚になるように形成されている。

そして、周辺領域ＳＡにおいても、図５（ｂ）に示すように、画素領域ＰＡと同様に、レッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれがベイヤー配列ＢＨにて配置されている。つまり、画素領域ＰＡにおいて配置されたベイヤー配列ＢＨが、周辺領域ＳＡにおいても繰り返されるように、複数配置されている。本実施形態においては、基板１０１の端部において、パッド電極ＥＰが形成されている部分の手前まで繰り返されるように、ベイヤー配列ＢＨが設けられている。

さらに、この周辺領域ＳＡにおいては、図５（ａ）に示すように、周辺領域ＳＡにて配置された複数のベイヤー配列ＢＨを、ブルーフィルタ層３０１Ｂが基板１０１の面に対応する面にて被覆するように形成されている。

つまり、図４に示すように、周辺領域ＳＡにおいては、ブルーフィルタ層３０１Ｂが、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒの層厚よりも厚くなるように形成されており、図５（ａ）と図５（ｂ）とに示すように、下層においては、ベイヤー配列ＢＨになるように、レッドフィルタ層３０１Ｒ、グリーンフィルタ層３０１Ｇ、ブルーフィルタ層３０１Ｂが配置され、その上層として、ブルーフィルタ層３０１Ｂが積層されている。

そして、さらに、この周辺領域ＳＡにおいては、図４に示すように、周辺領域ＳＡにおいて配置する複数のベイヤー配列ＢＨにて最端部に配置するベイヤー配列ＢＨの側面を被覆するように、ブルーフィルタ層３０１Ｂが形成されている。

（製造方法）
以下より、上記のカラーフィルタ３０１を基板１０１に形成する製造方法について説明する。

図７は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ３０１を形成する方法の各工程にて製造された要部を示す断面図である。なお、図７においてＣ−Ｄ部分は、図５（ｂ）のＣ−Ｄ部分のように階段状に切断した断面を一の平面として示している。

まず、図７（ａ）に示すように、グリーンレジスト膜ＲＧを形成する。

ここでは、上述したように画素Ｐと周辺回路とを構成する半導体素子のそれぞれを基板１０１に形成後、配線層ＨＦ、遮光層ＬＳ、層間絶縁膜ＳＦを形成し、その表面を平坦化する。その後、その平坦化された面に、たとえば、緑色の着色剤とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布することによって、グリーンレジスト膜ＲＧを形成する。たとえば、着色剤として、緑色の顔料色素を含み、フォトレジスト材料として、アクリル系樹脂を含む塗布液を用いて、グリーンレジスト膜ＲＧを形成する。また、重合開始剤や硬化剤を含ませてもよい。

本実施形態においては、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれを被覆するように、グリーンレジスト膜ＲＧを形成する。

つぎに、図７（ｂ）に示すように、グリーンレジスト膜ＲＧをパターン加工することによって、グリーンフィルタ層３０１Ｇを形成する。

ここでは、ベイヤー配列ＢＨに対応するようにグリーンレジスト膜ＲＧをパターン加工する。すなわち、基板１０１にて画素Ｐと周辺回路とが形成された面に対応する面において、複数のグリーンフィルタ層３０１Ｇが市松状に互いに間隔が隔てて配列されるようにグリーンレジスト膜ＲＧをパターン加工する。具体的には、リソグラフィ技術によってグリーンレジスト膜ＲＧについて露光処理と現像処理とを順次実施することにより、矩形状のグリーンフィルタ層３０１Ｇの辺と、そのグリーンフィルタ層３０１Ｇに隣接する他の矩形状のグリーンフィルタ層３０１Ｇの辺との間のピッチが、等しい距離になるように、このグリーンフィルタ層３０１Ｇを形成する。

本実施形態においては、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいて、グリーンフィルタ層３０１Ｇを市松状に配置させる。つまり、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいて同じベイヤー配列ＢＨにて配置されるように、グリーンレジスト膜ＲＧをに上記のようにパターン加工する。

つぎに、図７（ｃ）に示すように、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。

ここでは、上記のようにグリーンフィルタ層３０１Ｇが形成された面に、たとえば、赤色の着色剤とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布することによって、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。たとえば、着色剤として、赤色の顔料色素を含み、フォトレジスト材料として、アクリル系樹脂を含む塗布液を用いて、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。

本実施形態においては、グリーンレジスト膜ＲＧと同様に、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれを被覆するように、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。

具体的には、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいてグリーンフィルタ層３０１Ｇが形成された面を被覆すると共に、そのグリーンフィルタ層３０１Ｇに積層するように、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。つまり、グリーンフィルタ層３０１Ｇの層厚よりも厚くなるように、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。これによって、複数のグリーンフィルタ層３０１Ｇの間におけるピッチをレッドレジスト膜ＲＲによって埋めると共に、その複数のグリーンフィルタ層３０１Ｇの上においてレッドレジスト膜ＲＲが積層させる。

つぎに、図７（ｄ）に示すように、レッドレジスト膜ＲＲをパターン加工することによって、レッドフィルタ層３０１Ｒを形成する。

ここでは、ベイヤー配列ＢＨに対応するようにレッドレジスト膜ＲＲをパターン加工する。すなわち、基板１０１にて画素Ｐと周辺回路とが形成された面に対応する面において、複数のレッドフィルタ層３０１Ｒが、互いに等しい間隔を隔てて配列されるようにレッドレジスト膜ＲＲをパターン加工する。具体的には、リソグラフィ技術によってレッドレジスト膜ＲＲについて露光処理と現像処理とを順次実施することにより、レッドフィルタ層３０１Ｒを配置させる。

本実施形態においては、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいて、レッドフィルタ層３０１Ｒを配置させる。つまり、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいて同じベイヤー配列ＢＨが配置されるように、レッドレジスト膜ＲＲをレッドフィルタ層３０１Ｒにパターン加工する。また、ここでは、グリーンフィルタ層３０１Ｇとレッドフィルタ層３０１Ｒとの層厚が同じになるように、レッドレジスト膜ＲＲを加工する。

つぎに、図７（ｅ）に示すように、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。

ここでは、上記のようにグリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒが形成された面に、たとえば、青色の着色剤とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布することによって、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。たとえば、着色剤として、青色の顔料色素を含み、フォトレジスト材料として、アクリル系樹脂を含む塗布液を用いて、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。

本実施形態においては、グリーンレジスト膜ＲＧおよびレッドレジスト膜ＲＲと同様に、図７（ｅ）に示すように、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれを被覆するように、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。

具体的には、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいてグリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒが形成された面を被覆し、そのグリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒに積層するように、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。つまり、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒの層厚よりも厚くなるように、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。これによって、複数のグリーンフィルタ層３０１Ｇの間のピッチにおいてレッドフィルタ層３０１Ｒが形成されていないピッチをブルーレジスト膜ＲＢによって埋めると共に、そのグリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒの上においてブルーレジスト膜ＲＢを積層させる。

また、さらに、周辺領域ＳＡについては、この周辺領域ＳＡにおいて配置する複数のベイヤー配列ＢＨにて最端部に配置するベイヤー配列ＢＨの側面を被覆するように、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。すなわち、本実施形態においては、周辺領域ＳＡにおいて終端部に形成されたグリーンフィルタ層３０１Ｇまたはレッドフィルタ層３０１Ｒの終端部側の側面を被覆するように、ブルーレジスト膜ＲＢを延在させる。

つぎに、図７（ｆ）に示すように、ブルーレジスト膜ＲＢをパターン加工することによって、ブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。

ここでは、ベイヤー配列ＢＨに対応するようにブルーレジスト膜ＲＢをパターン加工する。

本実施形態においては、図７（ｆ）に示すように、画素領域ＰＡについては、その画素領域ＰＡにて形成されたブルーレジスト膜ＲＢにおいて、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒに積層されたブルーレジスト膜ＲＢを除去するように、パターン加工を実施することによって、ブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。具体的には、画素領域ＰＡについては、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒを形成した場合と同様に、リソグラフィ技術によってブルーレジスト膜ＲＢについて露光処理と現像処理とを順次実施することによって、ベイヤー配列ＢＨに対応するようにブルーフィルタ層３０１Ｂを配置させる。すなわち、基板１０１にて画素Ｐと周辺回路とが形成された面に対応する面において、複数のブルーフィルタ層３０１Ｂが、互いに間隔が隔てて配列され、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒとの層厚と、ブルーフィルタ層３０１Ｂの層厚とが互いに同じになるように、ブルーレジスト膜ＲＢをパターン加工する。

一方で、周辺領域ＳＡについては、その周辺領域ＳＡにて形成されたブルーレジスト膜ＲＢにおいて、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒに積層されたブルーレジスト膜ＲＢを除去せずに積層状態が維持されているように、ブルーレジスト膜ＲＢを残すことによって、このブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。つまり、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびレッドフィルタ層３０１Ｒの層厚よりも厚くなるように、ブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。

また、さらに、周辺領域ＳＡについては、この周辺領域ＳＡにおいて配置する複数のベイヤー配列ＢＨにて最端部に配置するベイヤー配列ＢＨの側面を被覆するように形成されたブルーレジスト膜ＲＢを残すように、パターン加工を実施することによって、ブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。

以上のように、本実施形態の固体撮像装置１において、カラーフィルタ３０１は、レッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとを含むベイヤー配列ＢＨが、画素領域ＰＡにおいて複数の画素Ｐに対応するように複数配置されると共に、周辺領域ＳＡにおいて画素領域ＰＡと同様に複数配置されている。そして、この周辺領域ＳＡにおいては、さらに、その周辺領域ＳＡにて配置された複数のベイヤー配列ＢＨを、ブルーフィルタ層３０１Ｂが基板１０１の面に対応する面にて被覆するように形成されている。このように、本実施形態は、レッドフィルタ層３０１Ｒまたはグリーンフィルタ層３０１Ｇと、ブルーフィルタ層３０１Ｂとが積層され、光反射率を低減可能であるために、フレアの発生を抑制することができる。また、レッドフィルタ層３０１Ｒとブルーフィルタ層３０１Ｂとの積層のみを周辺領域ＳＡにおいて形成した際には、前述したように、緑色のフレアが撮像画像に生じ、画像品質を低下させる場合があったが、本実施形態においては、このレッドフィルタ層３０１Ｒとブルーフィルタ層３０１Ｂとの積層以外に、グリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとの積層と、ブルーフィルタ層３０１Ｂのみの部分が周辺領域ＳＡに形成されているため、フレアが生じたとしても、ほぼ白色であるため、画像品質を向上することができる。

つまり、周辺領域ＳＡにおいては、レッドフィルタ層３０１Ｒにブルーフィルタ層３０１Ｂが積層され、さらに、グリーンフィルタ層３０１Ｇにブルーフィルタ層３０１Ｂが積層されており、また、積層されていない部分のブルーフィルタ層３０１Ｂが厚い膜厚になるように形成されているため、光の透過率が低減され、その下層にある金属材料などからなる配線層からの光の反射を防止することができる。

また、本実施形態においては、周辺領域ＳＡにおいて配置する複数のベイヤー配列ＢＨにて最端部に配置するベイヤー配列ＢＨの側面を被覆するように、ブルーフィルタ層３０１Ｂが形成されている。このため、本実施形態は、カラーフィルタ３０１が面から剥離することを抑制することができる。

さらに、本実施形態においては、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれに、複数のグリーンフィルタ層３０１Ｇを形成した後に、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいてグリーンフィルタ層３０１Ｇが形成された面を被覆し、そのグリーンフィルタ層３０１Ｇに積層するように、レッドレジスト膜ＲＲを塗布する。このように間隔が隔てられるように画素領域ＰＡおよび周辺領域ＳＡに形成された複数のグリーンフィルタ層３０１Ｇを被覆するように、レッドレジスト膜ＲＲを塗布して形成しているため、レッドレジスト膜ＲＲの膜厚は、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいて均一になるように形成される。つまり、グリーンフィルタ層３０１Ｇが全面に渡るように形成されているため、膜厚差が生ずる原因となる非周期的な段差の影響が小さくなるため、レッドレジスト膜ＲＲを均一な膜厚で形成できる。そして、均一な膜厚で形成されたレッドレジスト膜ＲＲについてパターン加工を実施することによって、レッドフィルタ層３０１Ｒを形成後に、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいてグリーンフィルタ層３０１Ｇとレッドフィルタ層３０１Ｒとが形成された面を被覆し、そのグリーンフィルタ層３０１Ｇとレッドフィルタ層３０１Ｒとのそれぞれに積層するように、ブルーレジスト膜ＲＢを塗布する。ここでも、レッドレジスト膜ＲＲの場合と同様に、間隔が隔てられるように画素領域ＰＡおよび周辺領域ＳＡに形成された複数のグリーンフィルタ層３０１Ｇを被覆するように、ブルーレジスト膜ＲＢを塗布して形成しているため、ブルーレジスト膜ＲＢの膜厚は、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいて均一に形成される。そして、均一な膜厚で形成されたブルーレジスト膜ＲＢについてパターン加工を実施することによって、ブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。このため、本実施形態は、カラーフィルタ３０１を構成するカラーフィルタ３０１は、レッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれを所望な厚さになるように形成することが容易にできる。したがって、本実施形態においては、画素領域ＰＡにてレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとの各層厚のバラツキが発生することを防止可能であるため、撮像画像において額縁状のムラが生ずることを防止できる。

＜実施形態２＞
（装置構成）
図８は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１を示す断面図である。図８は、図２におけるＡ−Ｂ部分の断面の要部であり、画素領域ＰＡの端部から、周辺領域ＳＡに渡る部分を示している。なお、図４と同様に、画素領域ＰＡにおいては、上記したように、基板１０１上に、画素Ｐが配置されているが、フォトダイオード２１を除き、その画素Ｐを構成する各部材については、図示を省略している。また、周辺領域ＳＡにおいては、上述したように、周辺回路が配置されているが、図示を省略している。

また、図９は、本発明にかかる実施形態２において、カラーフィルタ３０１を拡大して示す平面図である。図９においてＡ−Ｂ部分は、図２のＡ−Ｂ部分に対応しており、そのＡ−Ｂ部分の周囲の平面を拡大して示している。また、この図９において、（ａ）は、カラーフィルタ３０１を上面から拡大して示しているのに対し、（ｂ）は、（ａ）において、上層の下に位置する下層部分を点線にて示している。

図８および図９に示すように、本実施形態の固体撮像装置１は、ベイヤー配列ＢＨにてレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂが配置されたカラーフィルタ３０１を含む。しかしながら、本実施形態は、図８および図９に示すように、周辺領域ＳＡにおいては、ブルーフィルタ層３０１Ｂではなく、レッドフィルタ層３０１Ｒが、そのベイヤー配列ＢＨを下層にするように積層されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、実施形態１と重複する箇所については、その記載を省略する。

本実施形態のカラーフィルタ３０１の詳細内容について説明する。

本実施形態のカラーフィルタ３０１は、画素領域ＰＡにおいては、図８および図９に示すように、実施形態１と同様に、ベイヤー配列ＢＨが複数の画素Ｐに対応するように配置されている。

そして、周辺領域ＳＡにおいても、図８および図９に示すように、画素領域ＰＡと同様に、レッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれがベイヤー配列ＢＨにて配置されている。

さらに、この周辺領域ＳＡにおいては、図９（ａ）に示すように、周辺領域ＳＡにて配置された複数のベイヤー配列ＢＨを、レッドフィルタ層３０１Ｒが基板１０１の面に対応する面にて被覆するように形成されている。

つまり、図８に示すように、周辺領域ＳＡにおいては、レッドフィルタ層３０１Ｒが、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびブルーフィルタ層３０１Ｂの層厚よりも厚くなるように形成されており、図９（ａ）と図９（ｂ）とに示すように、下層においては、ベイヤー配列ＢＨになるように、レッドフィルタ層３０１Ｒ、グリーンフィルタ層３０１Ｇ、ブルーフィルタ層３０１Ｂが配置され、その上層として、レッドフィルタ層３０１Ｒが積層されている。

（製造方法）
以下より、上記のカラーフィルタ３０１を基板１０１に形成する製造方法について説明する。

図１０は、本発明にかかる実施形態２において、カラーフィルタ３０１を形成する方法における各工程にて製造された要部を示す断面図である。なお、図１０においてＣ−Ｄ部分は、図９（ｂ）のＣ−Ｄ部分に対応しており、この階段状のＣ−Ｄ部分の面を一の平面として示している。

まず、図１０（ａ）に示すように、グリーンレジスト膜ＲＧを形成した後に、図１０（ｂ）に示すように、グリーンレジスト膜ＲＧをパターン加工することによって、グリーンフィルタ層３０１Ｇを形成する。

ここでは、実施形態１と同様にして、グリーンレジスト膜ＲＧを形成後、グリーンフィルタ層３０１Ｇを形成する。

つぎに、図１０（ｃ）に示すように、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。

ここでは、実施形態１と同様に、グリーンフィルタ層３０１Ｇが形成された面に、たとえば、青色の着色剤とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布することによって、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。つまり、グリーンレジスト膜ＲＧと同様に、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれを被覆するように、ブルーレジスト膜ＲＢを形成する。

つぎに、図１０（ｄ）に示すように、ブルーレジスト膜ＲＢをパターン加工することによって、ブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。

ここでは、実施形態１と同様に、ベイヤー配列ＢＨに対応するようにブルーレジスト膜ＲＢをパターン加工し、ブルーフィルタ層３０１Ｂを形成する。つまり、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれにおいて同じベイヤー配列ＢＨが配置されるように、ブルーレジスト膜ＲＢをブルーフィルタ層３０１Ｂにパターン加工する。

つぎに、図１０（ｅ）に示すように、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。

ここでは、実施形態１と同様に、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびブルーフィルタ層３０１Ｂが形成された面に、たとえば、赤色の着色剤とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法によって塗布することによって、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。
つまり、グリーンレジスト膜ＲＧおよびブルーレジスト膜ＲＢと同様に、図１０（ｅ）に示すように、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとのそれぞれを被覆するように、レッドレジスト膜ＲＲを形成する。

つぎに、図１０（ｆ）に示すように、レッドレジスト膜ＲＲをパターン加工することによって、レッドフィルタ層３０１Ｒを形成する。

ここでは、ベイヤー配列ＢＨに対応するようにブルーレジスト膜ＲＢをパターン加工する。

本実施形態においては、実施形態１と同様に、図１０（ｆ）に示すように、画素領域ＰＡについては、その画素領域ＰＡにて形成されたレッドレジスト膜ＲＲにおいて、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびブルーフィルタ層３０１Ｂに積層されたレッドレジスト膜ＲＲを除去するように、パターン加工を実施することによって、レッドフィルタ層３０１Ｒを形成する。

一方で、周辺領域ＳＡについては、その周辺領域ＳＡにて形成されたレッドレジスト膜ＲＲにおいて、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびブルーフィルタ層３０１Ｂに積層されたレッドレジスト膜ＲＲを除去せずに積層状態が維持されているように、レッドレジスト膜ＲＲを残すことによって、このレッドフィルタ層３０１Ｒを形成する。つまり、グリーンフィルタ層３０１Ｇおよびブルーフィルタ層３０１Ｂの層厚よりも厚くなるように、レッドフィルタ層３０１Ｒを形成する。

以上のように、本実施形態において、カラーフィルタ３０１は、周辺領域ＳＡにおいては、ブルーフィルタ層３０１Ｂではなく、レッドフィルタ層３０１Ｒが、ベイヤー配列ＢＨを下層にするように積層されている。このため、実施形態１においては、周辺領域ＳＡにてブルーフィルタ層３０１Ｂの部分が他の原色のフィルタ層と積層されていないため、その部分から入射された光が青色の光に着色されて周辺回路に出射される場合があったのに対し、本実施形態においては、レッドフィルタ層３０１Ｒの部分が他の原色のフィルタ層と積層されていないため、その部分から入射された光が赤色の光に着色されて周辺回路に出射される。青色の光と赤色の光とにおいては、赤色の光の方が青色の光と比較して波長が長く、低いエネルギーである。このため、上記のように、周辺回路に入射する光を遮光できずに光が周辺回路へ出射された場合であっても、低いエネルギーであるため、縦筋状のノイズなどの不具合が、撮像画像に生ずることを、抑制することができる。

＜実施形態３＞
（装置構成）
図１１は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１を示す断面図である。図１１は、図２におけるＡ−Ｂ部分の断面の要部であり、画素領域ＰＡの端部から、周辺領域ＳＡに渡る部分を示している。なお、図４と同様に、画素領域ＰＡにおいては、上記したように、基板１０１上に、画素Ｐが配置されているが、フォトダイオード２１を除き、その画素Ｐを構成する各部材については、図示を省略している。また、周辺領域ＳＡにおいては、上述したように、周辺回路が配置されているが、図示を省略している。

また、図１２は、本発明にかかる実施形態３において、カラーフィルタ３０１を拡大して示す平面図である。図１２においてＡ−Ｂ部分は、図２のＡ−Ｂ部分に対応しており、そのＡ−Ｂ部分の周囲の平面を拡大して示している。また、この図１２において、（ａ）は、カラーフィルタ３０１を上面から拡大して示しているのに対し、（ｂ）は、（ａ）において、上層の下に位置する下層部分を点線にて示している。

図１１および図１２に示すように、本実施形態の固体撮像装置１においては、ベイヤー配列ＢＨにてレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂが配置されたカラーフィルタ３０１を含む。しかしながら、本実施形態は、図１１および図１２に示すように、周辺領域ＳＡにおいては、ブラック層３０１Ｋが、ベイヤー配列ＢＨとブルーフィルタ層３０１Ｂとを下層にするように積層されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、実施形態１と重複する箇所については、その記載を省略する。

ブラック層３０１Ｋは、図１１および図１２に示すように、周辺領域ＳＡにおいてベイヤー配列ＢＨおよびブルーフィルタ層３０１Ｂを被覆するように積層されている。ここでは、ブラック層３０１Ｋは、被写体像による光を透過する光透過率が、レッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれよりも低くなるように形成されている。ここではブラック層３０１Ｋは、光を遮光する。

このブラック層３０１Ｋは、たとえば、黒色の着色顔料とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法によって塗布してブラックレジスト膜を全面に形成後、リソグラフィ技術によって、そのブラックレジスト膜をパターン加工することによって形成される。具体的には、１００ｎｍから８００ｎｍの層厚になるように形成される。

以上のように、本実施形態においては、周辺領域ＳＡにて、ブラック層３０１Ｋが、ベイヤー配列ＢＨとブルーフィルタ層３０１Ｂとを下層にするように積層されている。このため、周辺回路に入射する光を、より効果的に遮光することができるため、縦筋状のノイズなどの不具合が、撮像画像に生ずることを抑制することができる。

なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１は、本発明における固体撮像装置の一例である。また、上記の実施形態において、カメラ４０は、本発明におけるカメラの一例である。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明における基板の一例である。また、上記の実施形態において、画素領域ＰＡは、本発明における画素領域の一例である。また、上記の実施形態において、周辺領域ＳＡは、本発明における周辺領域の一例である。また、上記の実施形態において、フォトダイオード２１は、本発明における光電変換素子の一例である。また、上記の実施形態において、カラーフィルタ３０１は、本発明におけるカラーフィルタの一例である。また、上記の実施形態において、レッドフィルタ層３０１Ｒは、本発明における第１の着色層，第２の着色層、第３の着色層の一例である。具体的には、実施形態１または３においては、本発明における第１の着色層または第３の着色層に相当する。これに対し、実施形態２においては、本発明における第２の着色層に相当する。また、上記の実施形態において、グリーンフィルタ層３０１Ｇは、本発明における第１の着色層または第３の着色層の一例である。また、上記の実施形態において、ブルーフィルタ層３０１Ｂは、本発明における第１の着色層，第２の着色層、第３の着色層の一例である。具体的には、実施形態１または３においては、本発明における第２の着色層に相当する。これに対し、実施形態２においては、本発明における第１の着色層または第３の着色層に相当する。また、上記の実施形態において、ブラック層３０１Ｋは、本発明における第４の着色層の一例である。また、上記の実施形態において、ベイヤー配列ＢＨは、本発明における着色配列の一例である。

また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態において、レッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂを、ベイヤー配列ＢＨにて配置した場合について説明したが、これに限定されない。

図１３は、本発明にかかる実施形態において、カラーフィルタ３０１の着色配列についての変形形態を示す図である。

図１３（ａ）に示すように、ベイヤー配列ＢＨにて２つ配置したグリーンフィルタ層３０１Ｇの一方を、入射光を着色せずに透過させる透過窓３０１Ｔとした場合についても適用可能である。

また、図１３（ｂ）に示すように、ベイヤー配列ＢＨにおいて、矩形形状のレッドフィルタ層３０１Ｒとグリーンフィルタ層３０１Ｇとブルーフィルタ層３０１Ｂとのそれぞれを、垂直方向Ｖと水平方向Ｈとのそれぞれに配置せずに、垂直方向Ｖと水平方向Ｈとに対して４５°傾けるように、配置した場合についても適用可能である。すなわち、矩形形状のグリーンフィルタ層３０１Ｇの対角線が、垂直方向Ｖに沿うように２つ配置され、矩形形状のレッドフィルタ層３０１Ｒとブルーフィルタ層３０１Ｂとの対角線が、水平方向Ｈに沿うように、矩形形状内において配置された着色配列にて、カラーフィルタ３０１を形成した場合においても適用可能である。

さらに、図１３（ｃ）に示すように、シアンフィルタ層３０１Ｃとマゼンダフィルタ層３０１Ｍとイエローフィルタ層３０１Ｙと、グリーンフィルタ層３０１Ｇを１組とした着色配列にて、カラーフィルタ３０１を形成した場合においても適用可能である。

また、本実施形態においては、ＣＭＯＳイメージセンサにおいて適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ＣＣＤイメージセンサにおいても、適用可能である。

また、本実施形態においては、着色剤として顔料を用いる場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、染料を着色剤として用いる場合においても、適用可能である。

図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。 図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。 図３は、本発明にかかる実施形態１において、画素領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐを示す回路図である。 図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を示す断面図である。 図５は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ３０１を拡大して示す平面図である。 図６は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ３０１の分光特性を示す図である。 図７は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ３０１を形成する方法における各工程にて製造された要部を示す断面図である。 図８は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１を示す断面図である。 図９は、本発明にかかる実施形態２において、カラーフィルタ３０１を拡大して示す平面図である。 図１０は、本発明にかかる実施形態２において、カラーフィルタ３０１を形成する方法における各工程にて製造された要部を示す断面図である。 図１１は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１を示す断面図である。 図１２は、本発明にかかる実施形態３において、カラーフィルタ３０１を拡大して示す平面図である。 図１３は、本発明にかかる実施形態において、カラーフィルタ３０１の着色配列についての変形形態を示す図である。

符号の説明

１…固体撮像装置、４０…カメラ、４２…光学系、４３…駆動回路、４４…信号処理回路、１０１…基板、ＰＡ…画素領域、ＳＡ…周辺領域、２１…フォトダイオード（光電変換素子）、３０１…カラーフィルタ、３０１Ｒ…レッドフィルタ層（第１の着色層，第２の着色層、第３の着色層）、３０１Ｇ…グリーンフィルタ層（第１の着色層，第３の着色層）、３０１Ｂ…ブルーフィルタ層（第１の着色層，第２の着色層、第３の着色層）、３０１Ｋ…ブラック層（第４の着色層）、ＢＨ…ベイヤー配列

Claims (13)

1. 被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が、複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に設けられている固体撮像装置であって、
   前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に透過されるように、前記基板に対面して配置されているカラーフィルタ
   を有し、
   前記カラーフィルタは、
   第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されており、
   前記周辺領域においては、さらに、当該周辺領域にて配置された複数の着色配列を、前記第２の着色層が前記基板の面に対応する面にて被覆するように形成されている
   固体撮像装置。
2. 前記第２の着色層は、前記周辺領域において配置された複数の着色配列にて最端部に配置された着色配列の側面を被覆するように形成されている、
   請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記カラーフィルタは、
   前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域と異なる第３の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第３の着色層
   を含み、
   前記着色配列においては、当該第３の着色層が前記基板の面に対応する面にて前記第１の着色層と前記第２の着色層とに並ぶように配置されている、
   請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記第１の着色層は、緑色光を透過するように形成されており、
   前記第２の着色層は、赤色光を透過するように形成されており、
   前記第３の着色層は、青色光を透過するように形成されている、
   請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 前記カラーフィルタは、
   前記被写体像による光を透過する光透過率が前記第１の着色層と前記第２の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれよりも低くなるように形成されている第４の着色層
   を含み、
   前記第４の着色層は、前記周辺領域において前記着色配列を被覆するように前記着色配列に積層されている、
   請求項４に記載の固体撮像装置。
6. 被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に対面するように配置され、前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に着色されて出射されるカラーフィルタであって、
   第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されており、
   前記周辺領域においては、さらに、当該周辺領域にて配置された複数の着色配列を、前記第２の着色層が前記基板の面に対応する面にて被覆するように形成されている
   カラーフィルタ。
7. 被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に設けられている固体撮像装置を有するカメラであって、
   前記固体撮像装置は、
   前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に透過されるように前記基板に対面して配置されているカラーフィルタ
   を有し、
   前記カラーフィルタは、
   第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されており、
   前記周辺領域においては、さらに、当該周辺領域にて配置された複数の着色配列を、前記第２の着色層が前記基板の面に対応する面にて被覆するように形成されている
   カメラ。
8. 被写体像による光を受光し、当該受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換素子を含む画素が複数配置されている画素領域と、前記画素領域の周囲に位置しており、前記光電変換素子によって生成された信号電荷を処理する周辺回路が形成されている周辺領域とが基板の面に対面するように配置され、前記基板の面に対応する面において前記被写体像による光を受け、当該光が前記基板の面に透過されるカラーフィルタの製造方法であって、
   第１の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第１の着色層と、前記第１の波長帯域と異なる第２の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第２の着色層とを含み、当該第１の着色層と第２の着色層とが前記基板の面に対応する面にて並ぶように配列された着色配列が、前記画素領域において前記複数の画素に対応するように複数配置され、前記周辺領域において前記画素領域と同様に複数配置されるように、前記カラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造工程
   を含み、
   前記カラーフィルタ製造工程は、
   前記基板の面に対応する面において前記第１の着色層を前記着色配列に対応するように間隔を隔てて複数形成する第１着色層形成工程と、
   前記基板の面に対応する面において前記第２の着色層を前記着色配列に対応するように間隔を隔てて複数形成する第２着色層形成工程と
   を有し、
   前記第１着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とのそれぞれに、前記第１の着色層を形成し、
   前記第２着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とのそれぞれにおいて前記第１の着色層が形成された面を被覆し、当該第１の着色層に積層するように、前記第２の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該周辺領域にて塗布された塗布膜において前記第１の着色層に積層された塗布膜を除去せずに残し、当該画素領域において塗布された塗布膜において前記第１の着色層に積層された塗布膜を除去するように、パターン加工を実施することによって、前記第２の着色層を形成する、
   カラーフィルタの製造方法。
9. 前記第２着色層形成工程においては、前記周辺領域において配置する複数の着色配列にて最端部に配置する着色配列の側面を被覆するように、前記第２の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該周辺領域において配置する複数の着色配列にて最端部に配置する着色配列の側面を被覆するように形成された塗布膜を残すように前記パターン加工を実施することによって、前記第２の着色層を形成する、
   請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
10. 前記カラーフィルタ製造工程は、
    前記第１の波長帯域および前記第２の波長帯域と異なる第３の波長帯域において高い光透過率になるように形成されており、前記被写体像による光が透過される第３の着色層が前記基板の面に対応する面にて前記第１の着色層と前記第２の着色層とに並ぶ着色配列を、前記画素領域と前記周辺領域とに対応するように複数配置することによって、前記カラーフィルタを製造する、
    請求項９に記載のカラーフィルタの製造方法。
11. 前記カラーフィルタ製造工程は、
    前記基板の面に対応する面において前記第３の着色層を前記着色配列に対応するように複数間隔を隔てて形成する第３着色層形成工程
    を有し、
    前記第３着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とにおいて前記第１の着色層が形成された面を被覆し、前記第１の着色層に積層するように、前記第３の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該画素領域および周辺領域において塗布された塗布膜において、前記第１の着色層に積層された塗布膜を除去することによって、前記第３の着色層を形成し、
    前記第２着色層形成工程においては、前記画素領域と前記周辺領域とにおいて前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれが形成された面を被覆し、前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれに積層するように、前記第２の着色層に対応する色彩の着色剤を含む塗布膜を塗布した後に、当該周辺領域において塗布された塗布膜において前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれに積層された塗布膜を除去せずに残し、当該画素領域において塗布された塗布膜において前記第１の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれに積層された塗布膜を除去することによって、前記第２の着色層を形成する、
    請求項１０に記載のカラーフィルタの製造方法。
12. 前記第１着色層形成工程においては、緑色光を透過するように前記第１の着色層を形成し、
    前記第２着色層形成工程においては、赤色光を透過するように前記第２の着色層を形成し、
    前記第３着色層形成工程においては、青色光を透過するように前記第３の着色層を形成する、
    請求項１１に記載のカラーフィルタの製造方法。
13. 前記カラーフィルタ製造工程は、
    前記被写体像による光を透過する光透過率が、前記第１の着色層と前記第２の着色層と前記第３の着色層とのそれぞれよりも低い第４の着色層を形成する第４着色層形成工程
    を含み、
    前記第４着色層形成工程においては、前記周辺領域において前記着色配列を被覆し、前記着色配列に積層するように、前記第４の着色層を形成する、
    請求項１２に記載のカラーフィルタの製造方法。

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