JP4743290B2

JP4743290B2 - 固体撮像装置、カメラ、および、その製造方法

Info

Publication number: JP4743290B2
Application number: JP2009027341A
Authority: JP
Inventors: 和司和田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-02-09
Also published as: JP2010183001A

Description

本発明は、固体撮像装置、カメラ、および、その製造方法に関する。

デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラは、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを有する。

たとえば、ＣＣＤ型イメージセンサにおいては、複数の画素が水平方向と垂直方向とにおいてマトリクス状に配置されている撮像領域が、基板の面に設けられている。この撮像領域においては、被写体像による光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が、複数の画素に対応するように、複数形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換部として形成されている。光電変換部の上方においては、マイクロレンズが設けられており、このマイクロレンズを介して入射する光を光電変換部が受光するように構成されている。

そして、撮像領域にて垂直方向に並ぶ複数の光電変換部の列の間には、垂直転送レジスタ部が設けられている。垂直転送レジスタ部は、垂直転送チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面するように複数の転送電極が設けられており、電荷読出し部によって光電変換部から読み出された信号電荷を、垂直方向へ転送する。そして、その垂直転送レジスタ部によって１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷を、水平転送レジスタ部が、水平方向へ順次転送し、出力部が出力するように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。

また、スミア等の不具合の発生を防止するために、撮像領域においては、垂直転送レジスタ部へ入射する光を遮光するように金属遮光膜が設けられている。

上記の固体撮像装置においては、フレアやゴーストと呼ばれる偽信号が生ずる場合がある。たとえば、金属遮光膜などの反射膜によって、入射光が乱反射されて、光電変換部へ入射した場合に、偽信号が生ずる場合がある。

この偽信号が生ずることを防止するために、金属遮光膜の上方に、ＯＣＢ（ＯｎＣｈｉｐＢｌａｃｋ）と呼ばれる黒色のカラーレジストパターン層を、遮光膜として、さらに設けることが提案されている（たとえば、特許文献２，特許文献３参照）。

特開２００２−３５９３６３号公報特開２００７−３２４４８１号公報特開２００４−３５６５０３号公報

しかしながら、上記においては、線幅のバラツキが生ずるなど、ＯＣＢ膜を所望の形状に形成することが困難な場合がある。このため、このようなＯＣＢ膜によって、光電変換部へ入射する光が、けられる場合があるために、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。

図１５は、固体撮像装置１Ｊの要部を断面図である。

図１５に示すように、固体撮像装置１Ｊにおいては、ＯＣＢ膜４３Ｊが順テーパー状にパターン加工される場合がある。

これは、黒色の色素を含むネガ型のフォトレジスト膜をＯＣＢ膜４３Ｊへパターン加工する露光処理の実施の際に、その下層に位置する金属遮光膜４１Ｊによって、露光光が反射される場合があるためである。このため、順テーパー状にパターン加工された場合には、ＯＣＢ膜４３Ｊにおいて線幅にバラツキが生じる場合があるので、上記のような不具合が顕在化する場合がある。

このように、ＯＣＢ膜４３Ｊのようなフォトレジストパターン層を、所望なパターンに形成することが困難なために、画像品質の低下が生ずる場合がある。

したがって、本発明は、フォトレジストパターン層を、所望なパターンに形成可能であって、画像品質を向上可能な、固体撮像装置，カメラ、および、その製造方法を提供する。

本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が基板に設けられている固体撮像装置を製造する固体撮像装置製造工程を有し、前記固体撮像装置製造工程は、前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に、金属遮光膜を形成する金属遮光膜形成工程と、前記金属遮光膜の上方に、光を反射する光反射膜を形成する光反射膜形成工程と、前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって、前記フォトレジスト膜からフォトレジストパターン層を形成するフォトレジストパターン層形成工程とを含み、前記光反射膜形成工程においては、前記光反射膜が前記フォトレジストパターン層のパターン形状に対応する形状を含み、前記フォトレジストパターン層形成工程における前記露光処理の実施において露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように、前記光反射膜を形成する。

本発明のカメラの製造方法は、受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が基板に設けられている固体撮像装置を製造する固体撮像装置製造工程を有し、前記固体撮像装置製造工程は、前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に、金属遮光膜を形成する金属遮光膜形成工程と、前記金属遮光膜の上方に、光を反射する光反射膜を形成する光反射膜形成工程と、前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって、前記フォトレジスト膜からフォトレジストパターン層を形成するフォトレジストパターン層形成工程とを含み、前記光反射膜形成工程においては、前記光反射膜が前記フォトレジストパターン層のパターン形状に対応する形状を含み、前記フォトレジストパターン層形成工程における前記露光処理の実施において露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように、前記光反射膜を形成する。

本発明の固体撮像装置は、基板に設けられており、受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に形成されている金属遮光膜と、前記金属遮光膜の上方に形成されている光反射膜と、前記光反射膜の上方に形成されているフォトレジストパターン層とを含み、前記フォトレジストパターン層は、前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって形成されており、前記光反射膜は、前記フォトレジストパターン層のパターン形状に対応する形状を含み、前記露光処理の実施において当該光反射膜が露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように形成されている。

本発明のカメラは、基板に設けられており、受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に形成されている金属遮光膜と、前記金属遮光膜の上方に形成されている光反射膜と、前記光反射膜の上方に形成されているフォトレジストパターン層とを含み、前記フォトレジストパターン層は、前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって形成されており、前記光反射膜は、前記フォトレジストパターン層のパターン形状に対応する形状を含み、前記露光処理の実施において当該光反射膜が露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように形成されている。

本発明においては、形成するフォトレジストパターン層のパターン形状に対応する形状を含むように、光反射膜を形成する。フォトレジストパターン層を形成する工程での露光処理の実施の際には、露光光が光反射膜によって、ネガ型のフォトレジスト膜へ反射する。このため、現像処理後においては、フォトレジストパターン層が、所望なパターンで形成される。

本発明によれば、フォトレジストパターン層を、所望なパターンに形成可能であって、画像品質を向上可能な、固体撮像装置，カメラ、および、その製造方法を提供することができる。

図１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の要部を示す図である。図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。図４は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１０は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１１は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。図１４は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。図１５は、固体撮像装置１Ｊの要部を断面図である。

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。

なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１
２．実施形態２（露光光吸収膜を設けた場合）
３．実施形態３（光反射膜上に直接的にＯＣＢ膜を設けた場合）
４．その他

＜１．実施形態１＞
［装置構成］
（１）全体構成
図１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１に示すように、固体撮像装置１は、たとえば、インターライン方式のＣＣＤ型イメージセンサであって、撮像領域ＰＡにおいて撮像が行われる。

この撮像領域ＰＡにおいては、図１に示すように、光電変換部Ｐと、電荷読出し部ＲＯと、垂直転送レジスタ部ＶＴとが形成されている。

光電変換部Ｐは、図１に示すように、撮像領域ＰＡに複数が設けられており、それぞれが、水平方向ｘと垂直方向ｙとにおいて、マトリクス状に並ぶように配置されている。そして、この複数の光電変換部Ｐの周囲においては、各光電変換部Ｐの間を分離するように、素子分離部ＳＳが設けられている。そして、光電変換部Ｐは、受光領域ＪＡにおいて、被写体像による光を受光して光電変換を行うことによって、信号電荷を生成するように構成されている。

電荷読出し部ＲＯは、図１に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、複数の光電変換部Ｐに対応するように複数が設けられており、その光電変換部Ｐが生成した信号電荷を、垂直転送レジスタ部ＶＴへ読み出すように構成されている。

垂直転送レジスタ部ＶＴは、図１に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙに並ぶ複数の光電変換部Ｐに対応するように、垂直方向ｙに延在している。また、垂直転送レジスタ部ＶＴは、垂直方向ｙに複数が並ぶ光電変換部Ｐの列の間に配置されている。垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数が撮像領域ＰＡに設けられており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴが、水平方向ｘに並ぶ複数の光電変換部Ｐのそれぞれに対応するように、水平方向ｘに並んでいる。この垂直転送レジスタ部ＶＴは、いわゆる垂直転送ＣＣＤであって、電荷読出し部ＲＯを介して、光電変換部Ｐから信号電荷が読み出され、その信号電荷を垂直方向ｙへ順次転送する。詳細については後述するが、垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数の転送電極（図示無し）が垂直方向ｙに並んで配置されており、その垂直方向に並んだ転送電極に、たとえば、４相の駆動パルス信号を順に供給することによって、この信号電荷の転送を実施する。

遮光部ＳＢは、図１に示すように撮像領域ＰＡにおいて、撮像領域ＰＡの全体を覆うように設けられているが、光電変換部Ｐの受光領域ＪＡに対応する部分には、開口ＫＫが設けられている。なお、遮光部ＳＢについては、図示の都合上、図１では点線を用いて示している。

そして、撮像領域ＰＡの下端部においては、図１に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴが配置されている。この水平転送レジスタ部ＨＴは、水平方向ｘへ延在しており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴのそれぞれが、垂直方向ｙへ転送した信号電荷を、水平方向ｘへ、順次、転送する。つまり、水平転送レジスタ部ＨＴは、いわゆる水平転送ＣＣＤであって、たとえば、２相の駆動パルス信号によって駆動されて、１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷の転送を実施する。

そして、図１に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴの左端部には、出力部ＯＵＴが形成されており、この出力部ＯＵＴは、水平転送レジスタ部ＨＴによって、水平転送された信号電荷を電圧に変換し、アナログ画像信号として出力する。

（２）詳細構成
上記の固体撮像装置１の詳細な構成について説明する。

図２，図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。ここでは、図２と図３とのそれぞれは、主要部の断面を示しており、図２は、図１のＸ１−Ｘ２部分を拡大して示し、図３は、図１のＹ１−Ｙ２部分を拡大して示している。

固体撮像装置１は、図２および図３に示すように、基板１０１を含む。基板１０１は、たとえば、ｎ型のシリコン半導体基板であり、基板１０１の内部には、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とが設けられている。

そして、基板１０１の表面においては、図２および図３に示すように、第１転送電極３１と、第２転送電極３２と、金属遮光膜４１と、光反射膜４２と、ＯＣＢ膜４３とが設けられている。

固体撮像装置１を構成する各部について、順次説明する。

フォトダイオード２１は、図２，図３に示すように、光電変換部Ｐに対応するように、基板１０１に設けられている。このフォトダイオード２１は、図２，図３に示すように、光を受光面ＪＳで受光し、光電変換することによって信号電荷を生成するように構成されている。

具体的には、フォトダイオード２１は、基板１０１の内部において表面側に位置する部分に設けられている。図示を省略しているが、フォトダイオード２１は、たとえば、基板１０１内に形成したｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）とｐ型半導体領域（ｐ^＋）（図示無し）とが順次形成されることによって構成される。

ここでは、ｎ型半導体領域（ｎ）は、信号電荷蓄積領域として機能する。そして、ｐ型半導体領域（ｐ^＋）は、正孔蓄積領域として機能し、信号電荷蓄積領域であるｎ型半導体領域（ｎ）において、暗電流が生ずることを抑制するように構成されている。

なお、フォトダイオード２１上においては、さらに、層間絶縁膜Ｓｚ２，Ｓｚ３を介して、平坦化膜ＦＴが設けられており、図示を省略しているが、その平坦化膜ＦＴ上には、カラーフィルタ（図示無し）とマイクロレンズ（図示無し）とが配置されている。このため、フォトダイオード２１は、マイクロレンズ（図示無し）とカラーフィルタ（図示無し）とを、順次、介して入射する光を、受光面ＪＳにて受光する。

電荷読出しチャネル領域２２は、図２に示すように、電荷読出し部ＲＯに対応するように設けられており、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を読み出すように構成されている。

具体的には、電荷読出しチャネル領域２２は、図２に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、フォトダイオード２１に隣接するように設けられている。

ここでは、電荷読出しチャネル領域２２は、水平方向ｘにおいてフォトダイオード２１の左側に配置されている。たとえば、電荷読出しチャネル領域２２は、ｐ型半導体領域として構成されている。

電荷転送チャネル領域２３は、図２に示すように、垂直転送レジスタ部ＶＴに対応するように設けられており、電荷読出し部ＲＯによってフォトダイオード２１から読み出された信号電荷を、電荷転送チャネル領域２３にて転送するように構成されている。

具体的には、電荷転送チャネル領域２３は、図２に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、電荷読出しチャネル領域２２に隣接して設けられている。

ここでは、電荷転送チャネル領域２３は、水平方向ｘにおいて電荷読出しチャネル領域２２の左側に配置されている。たとえば、電荷転送チャネル領域２３は、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）を設けることによって構成されている。

チャネルストッパー領域２４は、図２および図３に示すように、素子分離部ＳＳに対応するように設けられている。

具体的には、チャネルストッパー領域２４は、図２および図３に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において設けられている。

ここでは、チャネルストッパー領域２４は、水平方向ｘにおいては、図２に示すように、電荷読出しチャネル領域２２の左側であって、電荷読出しチャネル領域２２と、隣の列に配置されたフォトダイオード２１との間に介在するように設けられている。そして、垂直方向ｙにおいては、図３に示すように、チャネルストッパー領域２４は、垂直方向ｙに並ぶ２つのフォトダイオード２１の間に設けられている。

このチャネルストッパー領域２４は、たとえば、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）を設けることによって構成されており、電位障壁を形成して信号電荷の流出入を防止している。

第１転送電極３１と、第２転送電極３２とのそれぞれは、図２および図３に示すように、基板１０１の表面に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように設けられている。第１転送電極３１と、第２転送電極３２とのそれぞれは、いずれも、導電性材料によって形成されている。たとえば、第１転送電極３１と第２転送電極３２とのそれぞれは、ポリシリコンなどの導電材料を用いて形成されており、たとえば、シリコン酸化膜によって形成されたゲート絶縁膜Ｇｘ上に設けられている。

図示を省略しているが、第１転送電極３１と第２転送電極３２とのそれぞれは、基板１０１の上面においては、ｘ方向に延在する部分を含んでおり、垂直方向ｙにおいて複数が交互に並んで配置されている。

ここでは、図２に示すように、ｘ方向に並ぶ画素の間においては、たとえば、第１転送電極３１のみが設けられている。そして、図３に示すように、ｙ方向に並ぶ画素の間においては、たとえば、第２転送電極３２上に第１転送電極３１が絶縁膜Ｓｚ１を介して積層するように設けられている。

金属遮光膜４１は、図２に示すように、基板１０１の表面上において、電荷読出しチャネル領域２２および電荷転送チャネル領域２３の上方に形成されており、電荷読出しチャネル領域２２および電荷転送チャネル領域２３へ入射する光を遮光している。また、金属遮光膜４１は、図２および図３に示すように、第１転送電極３１と第２転送電極３２との少なくとも一方を被覆するように設けられている。

ここでは、金属遮光膜４１は、基板１０１の上方において、受光面ＪＳに対応する領域以外の領域に形成されている。金属遮光膜４１は、いずれも、光を遮光する遮光材料によって形成されている。たとえば、金属遮光膜４１は、タングステン，アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。

なお、金属遮光膜４１によって、図１に示した遮光部ＳＢが構成される。

光反射膜４２は、図２および図３に示すように、基板１０１の表面上において、金属遮光膜４１の上方に形成されている。この光反射膜４２は、ＯＣＢ膜４３のパターン形状に対応ように形成されている。

詳細については後述するが、光反射膜４２は、黒色の色素を含むネガ型のフォトレジスト膜（図示無し）からＯＣＢ膜４３へパターン加工する露光処理の実施において、露光光がフォトレジスト膜へ反射するように形成されている。たとえば、金属遮光膜４１は、タングステン，アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。

ＯＣＢ膜４３は、黒色のカラーレジストパターン層であって、図２および図３に示すように、光反射膜４２の上方に形成されている。

詳細については後述するが、このＯＣＢ膜４３は、光反射膜４２の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜（図示なし）について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって形成される。

（３）カメラ
図４は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。

図４に示すように、カメラ２００は、上述した固体撮像装置１を含む他、光学系２０２と、駆動回路２０３と、信号処理回路２０４とを有する。

光学系２０２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の撮像面へ結像させる。

駆動回路２０３は、各種の駆動信号を固体撮像装置１と信号処理回路２０４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路２０４とのそれぞれを駆動させる。

信号処理回路２０４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することによって、被写体像についてデジタル画像を生成する。

［製造方法］
以下より、上記の固体撮像装置１を製造する製造方法について説明する。

図５〜図１０は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。

ここでは、図５，図７，図９は、図２と同様に、図１のＸ１−Ｘ２部分に対応する部分を拡大して示した断面図である。そして、図６，図８，図１０は、図３と同様に、図１のＹ１−Ｙ２部分に対応する部分を拡大して示した断面図である。

（１）光反射膜４２の形成
まず、図５と図６に示すように、光反射膜４２を形成する。

ここでは、光反射膜４２の形成に先立って、図５および図６に示すように、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２と、電荷転送チャネル領域２３と、チャネルストッパー領域２４とを、基板１０１に設ける。たとえば、イオン注入法を用いて、不純物を基板１０１に導入することによって、各部を形成する。その後、たとえば、熱酸化法によって、シリコン酸化膜を基板１０１の全面に設けることによって、ゲート絶縁膜Ｇｘを形成する。

そして、図５および図６に示すように、第１転送電極３１と、第２転送電極３２とを、基板１０１の表面上に形成する。具体的には、基板１０１の表面に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように、第１転送電極３１と、第２転送電極３２とを導電性材料によって形成する。たとえば、ＣＶＤ法によってポリシリコン膜（図示無し）を成膜後、フォトリソグラフィ技術によって、そのポリシリコン膜をパターン加工することで、第１転送電極３１と第２転送電極３２とを形成する。

そして、図５および図６に示すように、金属遮光膜４１を、基板１０１の表面上に設ける。具体的には、第１転送電極３１と第２転送電極３２との少なくとも一方の上方において、受光面ＪＳに対応する領域以外の領域に、金属遮光膜４１を形成する。たとえば、スパッタリング法によって、タングステン膜を成膜した後、そのタングステン膜をフォトリソグラフィ技術によってパターン加工することで、金属遮光膜４１を形成する。この後、金属遮光膜４１を被覆するように、光を透過する透過材料によって層間絶縁膜Ｓｚ２を形成する。

上記のように各部を形成後、図５および図６に示すように、光反射膜４２の形成を実施する。

ここでは、基板１０１の表面上において、金属遮光膜４１の上方に位置するように、光反射膜４２を形成する。

本実施形態においては、本工程の後に実施する工程にて形成するＯＣＢ膜４３のパターン形状に対応するように、光反射膜４２を形成する。そして、後の工程において、黒色の色素を含むネガ型のフォトレジスト膜（図示無し）からＯＣＢ膜４３へパターン加工する露光処理の実施において、その露光光がフォトレジスト膜へ反射するように、光反射膜４２を形成する。

この光反射膜４２の形成においては、上述の露光処理の実施にて用いる紫外線などの非可視光線を、可視光線よりも高い割合で反射するように、光反射膜４２を形成することが好適である。

たとえば、スパッタリング法によって、タングステン膜を成膜した後、そのタングステン膜をフォトリソグラフィ技術によってパターン加工することで、光反射膜４２を形成する。
たとえば、膜厚が、５０ｎｍ〜２００ｎｍになるように、この光反射膜４２を形成する。

（２）フォトレジスト膜ＰＲの形成
つぎに、図７と図８に示すように、フォトレジスト膜ＰＲを形成する。

ここでは、図７および図８に示すように、光反射膜４２を被覆するように光透過材料で形成された層間絶縁膜Ｓｚ３の表面を被覆するように、フォトレジスト膜ＰＲを形成する。

本実施形態においては、黒色の色素とネガ型のフォトレジスト樹脂とを含む塗布液を、層間絶縁膜Ｓｚ３の表面に塗布することによって、フォトレジスト膜ＰＲを形成する。

（３）露光処理の実施
つぎに、図９と図１０とに示すように、露光処理を実施する。

ここでは、図９と図１０とに示すように、露光光Ｈが透過する光透過口が、上述したＯＣＢ膜４３（図２，図３参照）のパターン形状に対応するようにマスクパターンとして形成されているフォトマスクＰＭを用いて、この露光処理を実施する。すなわち、フォトレジスト膜ＰＲにおいてＯＣＢ膜４３を形成する部分に、露光光として照射する。たとえば、紫外線を、露光光として用いる。なお、図９，図１０においては、フォトマスクＰＭにおいて露光光を遮光する部分を黒色で示している。

（４）ＯＣＢ膜４３の形成
つぎに、図２と図３とに示したように、ＯＣＢ膜４３を形成する。

ここでは、図２および図３に示したように、光反射膜４２の上方にＯＣＢ膜４３を形成する。

具体的には、上記のように露光処理が実施されたフォトレジスト膜ＰＲについて現像処理を実施することによって、フォトレジスト膜ＰＲからＯＣＢ膜４３を形成する。すなわち、現像処理の実施によって、フォトレジスト膜ＰＲにおいて露光光が照射されなかった部分を除去することで、ＯＣＢ膜４３を形成する。

そして、平坦化膜ＦＴを基板１０１の表面に形成後、その他の部分を設けることによって、固体撮像装置１を完成させる。

[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、フォトレジスト膜ＰＲにおいて、ＯＣＢ膜４３を形成する部分の下方には、光反射膜４２が設けられている。上記の露光処理の実施において、フォトレジスト膜ＰＲの下方に位置する金属遮光膜４１によって反射される露光光は、光反射膜４２の下面によって遮光される（図９，図１０参照）。

このため、図１５において示したような順テーパー形状に、ＯＣＢ膜４３が形成されることを防止することができる。

また、本実施形態においては、上述したように、光反射膜４２がＯＣＢ膜４３のパターン形状に対応するように形成されている。フォトレジスト膜ＰＲの上方から入射する露光光は、光反射膜４２の上面によって反射される（図９，図１０参照）。

このため、露光量を減少可能であるので、金属遮光膜４１による露光光の反射による不具合の発生を抑制できる。

よって、本実施形態は、ＯＣＢ膜４３を所望な線幅であるパターンで形成することができるので、撮像の際に入射する光についてケラレが生ずることを防止できる。

したがって、本実施形態は、ＯＣＢ膜４３のような、フォトレジストパターン層を、所望なパターンに形成可能であるので、撮像画像の画像品質を向上することができる。

＜２．実施形態２＞
［装置構成など］
図１１，図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。

ここでは、図１１と図１２とのそれぞれは、主要部の断面を示しており、図１１は、図１のＸ１−Ｘ２部分に相当する部分を拡大して示し、図１２は、図１のＹ１−Ｙ２部分に相当する部分を拡大して示している。

図１１，図１２に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｂは、露光光吸収層５１が形成されている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。

露光光吸収層５１は、図１１，図１２に示すように、基板１０１の上方において金属遮光膜４１と光反射膜４２との間に介在するように設けられている。すなわち、図示を省略しているが、露光光吸収層５１の形成は、金属遮光膜４１の形成を実施した後であって、光反射膜４２の形成を実施前に実施される。

この露光光吸収層５１は、上述したＯＣＢ膜４３の形成における露光処理の実施において用いられる露光光を吸収するように、形成されている。たとえば、ＴｉＯ粒子が分散されたポリイミド膜が、露光光吸収層５１として形成されている。本実施形態においては、露光光吸収層５１は、基板１０１の上方において受光面ＪＳに対応する領域についても、被覆するように形成されている。

そして、この露光光吸収層５１を被覆するように層間絶縁膜Ｓｚが設けられており、その層間絶縁膜Ｓｚ上には、実施形態１と同様にして、光反射膜４２などの各部が形成されている。

[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、露光光吸収層５１が、金属遮光膜４１と光反射膜４２との間に介在するように設けられている。フォトレジスト膜ＰＲをＯＣＢ膜４３へパターン加工するための露光処理の実施において、露光光は、フォトレジスト膜ＰＲの下方にて露光光吸収層５１によって吸収される。

このため、露光光が、金属遮光膜４１の側へ入射することを抑制できるので、順テーパー形状に、ＯＣＢ膜４３が形成されることを、好適に防止することができる。

＜３．実施形態３＞
［装置構成など］
図１３，図１４は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。

ここでは、図１３と図１４とのそれぞれは、主要部の断面を示しており、図１３は、図１のＸ１−Ｘ２部分に相当する部分を拡大して示し、図１４は、図１のＹ１−Ｙ２部分に相当する部分を拡大して示している。

図１３，図１４に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｃは、光反射膜４２とＯＣＢ膜４３との間に、層間絶縁膜Ｓｚ３が形成されていない。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。

図１３，図１４に示すように、ＯＣＢ膜４３は、光反射膜４２の上面に直接的に接触するように形成されている。

すなわち、図示を省略しているが、ＯＣＢ膜４３へパターン加工されるフォトレジスト膜（図示無し）の形成においては、光反射膜４２に直接接触するように、ネガ型のフォトレジスト膜を成膜する。そして、実施形態１の場合と同様に、そのフォトレジスト膜について露光処理と現像処理とを順次実施することで、ＯＣＢ膜４３を形成する。

[まとめ]
以上のように、本実施形態においては、ＯＣＢ膜４３を光反射膜４２の上面に直接的に接触するように形成されている。ＯＣＢ膜４３へパターン加工されるフォトレジスト膜（図示なし）の上方から入射する露光光は、光反射膜４２の上面によって、他の膜を介在せずに、直接的に反射される。

このため、本実施形態は、その下方に位置する金属遮光膜４１によって、露光光が反射することによって生ずる不具合を、効果的に抑制できる。

＜４．その他＞
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は、ＣＣＤ型イメージセンサに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、ＣＭＯＳ型イメージセンサなど、種々のイメージセンサに適用可能である。
また、上記の実施形態においては、フォトレジストパターン層であるＯＣＢ膜のパターン形状と、光反射膜とが、完全に対応するように、光反射膜を設け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、一部のみに対応するように、各部を構成しても良い。
具体的には、たとえば、ＣＭＯＳ型イメージセンサにおいては、光を反射する金属材料で形成される「配線」の一部を、本発明の「光反射膜」として用いても良い。
このように、イメージセンサにて光反射材料を用いて形成される部分を、本発明の「光反射膜」として兼用しても良い。

また、上記の実施形態においては、ＯＣＢ膜をフォトレジストパターン層として、金属反射膜上に設ける場合について説明したが、これに限定されない。他のフォトレジストパターン層を形成する場合において、本発明を適用可能である。

なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１，１ｂ，１ｃは、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、電荷読出しチャネル領域２２は、本発明の電荷読出しチャネル領域に相当する。また、上記の実施形態において、電荷転送チャネル領域２３は、本発明の電荷転送チャネル領域に相当する。また、上記の実施形態において、金属遮光膜４１は、本発明の金属遮光膜に相当する。また、上記の実施形態において、光反射膜４２は、本発明の光反射膜に相当する。また、上記の実施形態において、ＯＣＢ膜４３は、本発明のフォトレジストパターン層に相当する。また、上記の実施形態において、露光光吸収層５１は、本発明の露光光吸収層に相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明の基板に相当する。また、上記の実施形態において、カメラ２００は、本発明のカメラに相当する。また、上記の実施形態において、露光光Ｈは、本発明の露光光に相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、光電変換部Ｐは、本発明の光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、フォトレジスト膜ＰＲは、本発明のフォトレジスト膜に相当する。また、上記の実施形態において、電荷読出し部ＲＯは、本発明の電荷読出し部に相当する。また、上記の実施形態において、垂直転送レジスタ部ＶＴは、本発明の転送レジスタ部に相当する。

１，１ｂ，１ｃ：固体撮像装置、２１：フォトダイオード、２２：電荷読出しチャネル領域、２３：電荷転送チャネル領域、２４：チャネルストッパー領域、３１：第１転送電極、３２：第２転送電極、４１：金属遮光膜、４２：光反射膜、４３：ＯＣＢ膜、５１：露光光吸収層、１０１：基板、２００：カメラ、２０２：光学系、２０３：駆動回路、２０４：信号処理回路、ＦＴ：平坦化膜、Ｇｘ：ゲート絶縁膜、Ｈ：露光光、ＨＴ：水平転送レジスタ部、ＪＡ：受光領域、ＪＳ：受光面、ＫＫ：開口、ＯＵＴ：出力部、Ｐ：光電変換部、ＰＡ：撮像領域、ＰＭ：フォトマスク、ＰＲ：フォトレジスト膜、ＲＯ：電荷読出し部、ＳＢ：遮光部、ＳＳ：素子分離部、ＶＴ：垂直転送レジスタ部

Claims

受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が基板に設けられている固体撮像装置を製造する固体撮像装置製造工程
を有し、
前記固体撮像装置製造工程は、
前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に、金属遮光膜を形成する金属遮光膜形成工程と、
前記金属遮光膜の上方に、光を反射する光反射膜を形成する光反射膜形成工程と、
前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって、前記フォトレジスト膜からフォトレジストパターン層を形成するフォトレジストパターン層形成工程と
を含み、
前記光反射膜形成工程においては、
前記光反射膜が前記フォトレジストパターン層と同じパターン形状であって、断面形状が矩形形状であり、前記フォトレジストパターン層形成工程における前記露光処理の実施において露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように、前記光反射膜を形成する、
固体撮像装置の製造方法。
前記固体撮像装置製造工程は、
前記光電変換部によって生成された信号電荷を電荷読出しチャネル領域にて読み出す電荷読出し部を前記基板に形成する電荷読出し部形成工程と、
前記電荷読出し部によって前記光電変換部から読み出された信号電荷を電荷転送チャネル領域にて転送する転送レジスタ部を、前記基板に形成する転送レジスタ部形成工程と、
を含み、
前記金属遮光膜形成工程においては、前記電荷読出しチャネル領域および前記電荷転送チャネル領域へ入射する光を遮光するように、前記電荷読出しチャネル領域および前記電荷転送チャネル領域の上方に、前記金属遮光膜を形成する、
請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記フォトレジストパターン層形成工程においては、黒色のカラーレジストパターン層を、前記フォトレジストパターン層として形成する、
請求項２に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記フォトレジストパターン層形成工程においては、前記光反射膜に直接接触するように、前記ネガ型のフォトレジスト膜を成膜する、
請求項３に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記固体撮像装置製造工程は、
前記フォトレジストパターン層形成工程における前記露光処理の実施において露光光を吸収する露光光吸収層を形成する露光光吸収層形成工程
を有し、
前記露光光吸収層形成工程は、前記金属遮光膜形成工程の実施後であって、前記光反射膜形成工程の実施前に実施され、前記基板の上方において前記金属遮光膜と前記光反射膜との間に介在するように、前記露光光吸収層を形成する、
請求項３に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記露光光吸収層形成工程においては、前記基板の上方において前記受光面に対応する領域を含むように、前記露光光吸収層を形成する、
請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記フォトレジストパターン層形成工程においては、可視光線以外の非可視光線を露光光として用いて前記露光処理を実施し、
前記光反射膜形成工程においては、前記フォトレジストパターン層形成工程における前記露光処理の実施にて用いる非可視光線を、可視光線よりも高い割合で反射するように、前記光反射膜を形成する、
請求項１から６のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部が基板に設けられている固体撮像装置を製造する固体撮像装置製造工程
を有し、
前記固体撮像装置製造工程は、
前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に、金属遮光膜を形成する金属遮光膜形成工程と、
前記金属遮光膜の上方に、光を反射する光反射膜を形成する光反射膜形成工程と、
前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって、前記フォトレジスト膜からフォトレジストパターン層を形成するフォトレジストパターン層形成工程と
を含み、
前記光反射膜形成工程においては、
前記光反射膜が前記フォトレジストパターン層と同じパターン形状であって、断面形状が矩形形状であり、前記フォトレジストパターン層形成工程における前記露光処理の実施において露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように、前記光反射膜を形成する、
カメラの製造方法。
基板に設けられており、受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、
前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に形成されている金属遮光膜と、
前記金属遮光膜の上方に形成されている光反射膜と、
前記光反射膜の上方に形成されているフォトレジストパターン層と
を含み、
前記フォトレジストパターン層は、前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって形成されており、
前記光反射膜は、前記フォトレジストパターン層と同じパターン形状であって、断面形状が矩形形状であり、前記露光処理の実施において当該光反射膜が露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように形成されている、
固体撮像装置。
基板に設けられており、受光面にて光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、
前記基板の上方において前記受光面に対応する領域以外の領域に形成されている金属遮光膜と、
前記金属遮光膜の上方に形成されている光反射膜と、
前記光反射膜の上方に形成されているフォトレジストパターン層と
を含み、
前記フォトレジストパターン層は、前記光反射膜の上方に成膜されたネガ型のフォトレジスト膜について、露光処理を実施した後に現像処理を実施することによって形成されており、
前記光反射膜は、前記フォトレジストパターン層と同じパターン形状であって、断面形状が矩形形状であり、前記露光処理の実施において当該光反射膜が露光光を前記フォトレジスト膜へ反射するように形成されている、
カメラ。