JP4835719B2 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置及びこの固体撮像装置を備えた電子機器に関する。

固体撮像装置は、次の２種類に大別される。１つは、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置である。もう１つは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサに代表される電荷転送型固体撮像装置である。

ＣＭＯＳ固体撮像装置は、光電変換素子となるフォトダイオード（ＰＤ）と複数の画素トランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）からなる画素が複数、２次元的に配列された撮像領域と、撮像領域の周辺に配置された周辺回路とを有して構成される。ＣＣＤ固体撮像装置は、２次元的に配列された複数の光電変換素子となるフォトダイオード（ＰＤ）と、各フォトダイオード列に対応して配置されたＣＣＤ構造の垂直転送レジスタからなる撮像領域を有する。ＣＣＤ固体撮像装置は、さらに撮像領域からの信号電荷を水平方向に転送するＣＣＤ構造の水平転送レジスタ、出力部、及び信号処理回路を構成する周辺回路などを有して構成される。

例えば、デジタルスチルカメラに代表されるこれらの固体撮像装置には、一般的に原色系（グリーン（Ｇ）／レッド（Ｒ）／ブルー（Ｂ））カラーフィルタが用いられている。これらカラーフィルタの材料には、顔料や染料を内添した色素内添型フォトレジストが用いられている。従来のカラーフィルタの加工精度の向上技術としては、特許文献１や特許文献２等が挙げられる。

特許文献１に記載のカラーフィルタの形成方法は、基板上に第１色目のカラーフィルタ材料膜を形成し、この上に形成したレジストマスクを介してドライエッチングして第１色目のカラーフィルタ層を形成する。同様の工程を繰り返して第２色目のカラーフィルタ層、及び第３色目のカラーフィルタ層を形成するようにしている。

特許文献２に記載のカラーフィルタの形成方法は、基板上にポジ型フォトレジスト膜を形成し、このポジ型フォトレジスト膜の第１色目に対応した部分を露光、現像して溝を形成し、溝に第１色目の顔料分散液を注入し硬化する。次に、ポジ型フォトレジスト膜の第２色目に対応した部分を露光、現像して溝を形成し、この溝に第２色目の顔料分散液を注入し硬化する。さらに、同様にしてポジ型フォトレジスト膜の３色目に対応した部分を露光、現像して溝を形成し、この溝に第３色目の顔料分散液を注入し硬化する。このようにしてカラーフィルタを形成する。

特開２００７−２０８０５１号公報 特開平５−１９９１１４号公報

ところで、近年、固体撮像装置における画素の微細化が進み、前述した一般的な色素内添型フォトレジストによるカラーフィルタ材料を用いた場合、本材料の寸法制御性等の加工精度が限界に近づきつつある。本材料は１色毎に、例えばレッド、グリーン、ブルーの順にパターニングされるが、前述の加工精度に加え、露光時における各色毎の重ね合わせズレに起因して発生する混色等の問題も深刻なものとなってくる。加えて固体撮像装置の画素の微細化に伴い、固体撮像装置の感度特性を維持向上するためには、カラーフィルタの薄膜化も必要となり、これらの課題につきブレークスルー技術が求められている。

ここでのブレークスルー技術は、フォトレジストベース組成、組成物の開発や、吸光度の高い新規色素の導入などにより、フォトリソグラフィー機能に寄与する組成比率をアップする技術を指す。また、これらフォトリソグラフィー以外の手法や、フォトリソグラフィー法と、例えばドライエッチング法との組み合わせ、これら組み合わせによるパターン形成技術などを指す。

一方、カラーフィルタ加工精度の向上技術として、特許文献１，２が知られている。しかしながら、前者の特許文献１においては、第１色目のカラーフィルタを感光性フォトレジストマスクにてドライエッチング加工するものであり、カラーフィルタの３色間同士をセルファライメントで形成できない。このため、重ね合わせ精度の向上が望めない。

後者の特許文献２においては、ポジ型フォトレジスト膜を形成し、パターニングした後に第１色目の顔料分散材料を注入し硬化して第１色目カラーフィルタを形成している。このとき、ポジ型フォトレジストと第１色目のカラーフィルタのミクシングを防止するために、ポジ型フォトレジストを熱や紫外線照射により硬化させる必要がある。しかしこの場合、ポジ型フォトレジスト中の感光剤が分解して感光性を失いカラーフィルタのパターン形成が不可能となり、現実的ではない。

本発明は、上述の点に鑑み、カラーフィルタの加工精度の向上、混色の抑制等を可能にした固体撮像装置を提供するものである。
また、本発明は、かかる固体撮像装置を備えた電子機器を提供するものである。

本発明に係る固体撮像装置は、光電変換素子を有する複数の画素が配列された撮像領域と、互いに隣接する四隅部が接触して連続した第１色目フィルタ成分、周囲が第１色目フィルタ成分で囲まれセルファライメントで形成された第２色目フィルタ成分、及び周囲が第１色目フィルタ成分で囲まれセルファライメントで形成された第３色目フィルタ成分とから成るカラーフィルタと、第１色目フィルタ成分、または第２色目フィルタ成分及び第３色目フィルタ成分のいずれかに少なくとも表面に形成されたフィルタ成分の耐光性を向上するための無機膜を有する。ここで、表面に無機膜を有するフィルタ成分は染料系の色素を含むフィルタ材料で形成され、表面に無機膜を有しないフィルタ成分は顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成される。

本発明の固体撮像装置では、カラーフィルタの第１色目、第２色目及び第３色目のフィルタ成分がセルファライメントで形成されるので、カラーフィルタの加工精度が向上する。各色間でのフィルタ成分の重ね合わせズレがないので、混色が抑制される。第１色目フィルタ成分が第２色目及び第３色目のフィルタ成分を囲うように形成されている。このため、第１色目フィルタ成分は全て連続一体に形成されるので、下地に対して接着強度が強くなり、剥離し難いカラーフィルタとなる。
第１色目フィルタ成分、または第２色目フィルタ成分及び第３色目フィルタ成分のいずれかに少なくとも表面にフィルタ成分の耐光性を向上するための無機膜が形成されるので、表面に無機膜を有するフィルタ成分は、耐光性が改善され、分光特性に優れた染料系の色素を含むフィルタ材料で形成することができる。一方、表面に無機膜を有しないフィルタ成分は耐光性に優れた顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成することができる。

本発明に係る電子機器は、固体撮像装置と、固体撮像装置の光電変換素子に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備える。固体撮像装置は、光電変換素子を有する複数の画素が配列された撮像領域を有する。固体撮像装置は、互いに隣接する四隅部が接触して連続した第１色目フィルタ成分と、周囲が第１色目フィルタ成分で囲まれた第２色目フィルタ成分と、周囲が第１色目フィルタ成分で囲まれた第３色目フィルタ成分とから成るカラーフィルタとを有する。さらに、第１色目フィルタ成分、または第２色目フィルタ成分及び第３色目フィルタ成分のいずれかに少なくとも表面に形成されたフィルタ成分の耐光性を向上するための無機膜を有する。表面に無機膜を有するフィルタ成分は染料系の色素を含むフィルタ材料で形成され、表面に無機膜を有しないフィルタ成分は顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成される。

本発明の電子機器では、固体撮像装置が高精度のカラーフィルタを備えるので、混色が抑制される。

本発明に係る固体撮像装置によれば、カラーフィルタの加工精度の向上、混色の抑制等を可能にする。
本発明に係る電子機器によれば、カラーフィルタの加工精度の向上、混色の抑制等を可能にした固体撮像装置を備えるので、高画質、高性能の電子機器を提供することができる。

本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第１実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｆ 第１実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その１）である。 Ａ〜Ｅ 第１実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その２）である。 Ａ〜Ｅ 第１実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その３）である。 図２Ｆで形成されたフィルタ成分パターンの平面図である。 図３Ｅで形成されたフィルタ成分パターンの平面図である。 図４Ｅで形成されたフィルタ成分パターンの平面図である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第２実施の形態を示す構成図である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第３実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｅ 第３実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その１）である。 Ａ〜Ｅ 第３実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その２）である。 Ａ〜Ｃ 第３実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その３）である。 図１０Ｄで形成されたフィルタ成分パターンの平面図である。 図１１Ｃで形成されたフィルタ成分パターンの平面図である。 図１２Ｃで形成されたフィルタ成分パターンの平面図である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第４実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｄ 第４実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その１）である。 Ａ〜Ｆ 第４実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その２）である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第５実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｅ 第５実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その１）である。 Ａ〜Ｄ 第５実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その２）である。 Ａ〜Ｄ 第５実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その３）である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第６実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｅ 第６実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その１）である。 Ａ〜Ｄ 第６実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その２）である。 Ａ〜Ｆ 第６実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その３）である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第７実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｅ 第７実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その１）である。 Ａ〜Ｃ 第７実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その２）である。 Ａ〜Ｃ 第７実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図（その３）である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第８実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｇ 第８実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図である。 本発明に係る固体撮像装置のカラーフィルタの第９実施の形態を示す構成図である。 Ａ〜Ｇ 第９実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図である。 Ａ〜Ｇ 本発明の第１０実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図である。 Ａ〜Ｇ 本発明の第１１実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法を示す製造工程図である。 本発明の第１２実施の形態に係る固体撮像装置の構成図である。 本発明の問題点の説明図である。 本発明の第１４実施の形態に係るカラーフィルタの構成図である。 本発明の第１５実施の形態に係る電子機器をカメラに適用した場合の概略構成図である。 本発明のカラーフィルタ上に無機膜を形成したときの、グリーンフィルタの耐光性が改善された分光特性図である。 本発明のカラーフィルタ上に無機膜を形成したときの、レッドフィルタの耐光性が改善された分光特性図である。 本発明のカラーフィルタ上に無機膜を形成したときの、ブルーフィルタの耐光性が改善された分光特性図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、カラーフィルタの構成及びその製法に特徴を有するものである。本実施の形態に係るカラーフィルタの構成及びその製法は、ＣＭＯＳ固体撮像装置、ＣＣＤ固体撮像装置のいずれにも適用できるが、これに限らない。

本実施の形態に適用されるＣＭＯＳ固体撮像装置の概略構成を説明する。このＣＭＯＳ固体撮像装置は、図示しないが、半導体基板例えばシリコン基板に複数の光電変換素子を含む画素が規則的に２次元的に配列された撮像領域と、周辺回路部とを有して構成される。画素は、光電変換素子となる例えばフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ（いわゆるＭＯＳトランジスタ）を有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの４つのトランジスタで構成することができる、その他、例えば選択トランジスタを省略して３つのトランジスタで構成することもできる。周辺回路部は、垂直駆動回路と、カラム信号処理回路と、水平駆動回路と、出力回路と、制御回路などを有して構成される。

制御回路は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基いて、垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。これらの信号は、垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路等に入力する。

垂直駆動回路は、例えばシフトレジスタによって構成される。垂直駆動回路は、撮像領域の各画素を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線を通して各画素の光電変換素子（フォトダイオード）において受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号をカラム信号処理回路に供給する。

カラム信号処理回路は、画素の例えば列ごとに配置されており、１行分の画素から出力される信号を画素列ごとに黒基準画素（有効画素領域の周囲に形成される）からの信号によってノイズ除去や信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路の出力段には水平選択スイッチが水平信号線との間に接続されて設けられる。

水平駆動回路は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路の各々から画素信号を水平信号線に出力させる。
出力回路は、カラム信号処理回路の各々から水平信号線を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。

画素が形成された基板の上方には、層間絶縁膜を介して多層配線層が形成され、その上に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ、さらにその上にオンチップマイクロレンズが形成される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と撮像領域のフォトダイオード（いわゆる受光部）を除く他部領域とに遮光膜が形成される。この遮光膜は、例えば多層配線層の最上層の配線層で形成することができる。

次に、本実施の形態に適用されるＣＣＤ固体撮像装置の概略構成を説明する。ＣＣＤ固体撮像装置は、図示しないが、半導体基板例えばシリコン基板に形成された複数の光電変換素子と、各光電変換素子列に対応したＣＣＤ構造の垂直転送レジスタと、水平転送レジスタと、出力部と、信号処理回路を構成する周辺回路部とを有して構成される。光電変換素子は、例えばフォトダイオードで形成され、規則的に２次元的に配置される。垂直転送レジスタは、拡散層による転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電極を形成して構成される。各フォトダイオードとこれに対応する部分の垂直転送レジスタとで単位画素が形成される。フォトダイオードと垂直転送レジスタで撮像領域が構成される。水平転送レジスタは、垂直転送レジスタの端部に配置され、同様に拡散層による転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電極を形成して構成される。出力部は水平転送レジスタの最終段に接続される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と、撮像領域のフォトダイオードを除く領域部と、水平転送レジスタと、出力部とに遮光膜が形成される。遮光膜は、転送電極を覆うように形成される。さらに上方には、平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ及びその上のオンチップマイクロレンズが形成される。

ＣＣＤ固体撮像装置では、フォトダイオードで光電変換されて生成された信号電荷を垂直転送レジスタに読み出して、垂直方向に転送し、１ライン毎の信号電荷を水平転送レジスタに転送する。水平転送レジスタでは、信号電荷を水平方向に転送し、出力部を介して画素信号に変換して出力される。出力された画素信号は、周辺回路部の信号処理回路を通じて画像信号として取り出される。なお、上例のＣＣＤ固体撮像装置は、インターライン転送（ＩＴ）方式の固体撮像装置である。上例のＣＣＤ固体撮像装置は、その他、撮像領域と水平転送レジスタとの間にさらに垂直転送レジスタのみで形成された蓄積領域を備えたフレームインターライン転送（ＦＩＴ）方式の固体撮像装置にも適用される。

そして、本実施の形態に係る固体撮像装置及びその製造方法、特にそのカラーフィルタ及びその形成方法は、上述のＣＭＯＳ固体撮像装置及びＣＣＤ固体撮像装置のいずれにも適用されるものである。以下の各実施の形態の説明するカラーフィルタは、第１色目、第２色目及び第３色目のフィルタ成分を有して構成される。以下の各実施の形態では、第１色目フィルタ成分、第２色目フィルタ成分及び３色目フィルタ成分を、それぞれグリーンフィルタ成分、レッドフィルタ成分及びブルーフィルタ成分としているが、これに限らず、任意の色フィルタ成分とすることが可能である。

＜第１実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図１に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第１実施の形態を示す。第１実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図１に示すカラーフィルタ１が形成されて成る。このカラーフィルタ１は、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。つまり、カラーフィルタ１は、グリーンフィルタ成分２Ｇが市松状に配列され、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂが線順次に配列されたパターンを有する。

このカラーフィルタ１においては、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。すなわち、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。そのうち、グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ単位フィルタ成分でみると、グリーンフィルタ成分２Ｇより面積が小さく、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇ囲まれて独立に形成される。

さらに、後述の製法で明らかなように、ハードマスクを利用して、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成されている。各フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを形成する材料としては、材料固形分中に感光成分を含まない材料が用いられる。フィルタ成分材料としては、顔料分散液とバインダー樹脂とモノマーと光重合開始剤と溶剤とから成る光硬化型材料で構成することができる。あるいは、フィルタ成分材料としては、顔料分散液とバインダー樹脂と熱硬化剤と溶剤とから成る熱硬化型材料で構成することができる。

バインダー樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ノボラック系樹脂、スチレン系樹脂や、それらの共重合系樹脂を用いることができる。熱硬化剤としては、例えばメラミン系硬化剤、尿素系硬化剤、エポキシ系硬化剤などを用いることができる。溶剤としては、例えば乳酸エチル及びジメチルホルムアミドを用いることができる。

第１実施の形態に係る固体撮像装置によれば、ハードマスクを利用してレッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成される。このため、各レッドフィルタ成分２Ｒ、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。また、各フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、上述の光硬化形材料あるいは熱硬化型材料で塗布形成されるので、従来一般のリソグラフィ技術を用いたときの露光不足による剥離強度の劣化はなく、剥離されることがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。

各色フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ相互間での重なり合いがないので、混色の発生が抑制される。さらに、フィルタ成分材料としては、感光成分を含む材料若しくは、感光成分を含まない材料が用いられる。感光性成分を含まない材料を用いた場合には、フィルタ膜厚を薄くすることができ、その分、感度特性を向上することができる。

［固体撮像装置の製造方法例、特にカラーフィルタの形成方法例］
次に、図２〜図７を用いて、第１実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ１の形成方法の実施の形態を説明する。図２〜図４の断面は、図１のａ−ａ′線上（グリーン−レッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーン−ブルー列）の断面に対応する。

先ず、図２に示すように、第１色目のフィルタ成分を形成する。本例ではグリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。
すなわち、図２Ａに示すように、基板５上の全面に所要の厚み、すなわち各色のフィルタ成分の厚さに対応した厚みｔのハードマスク６を成膜する。図は撮像領域を示している。基板５は、この上にカラーフィルタを形成するために、最表面に平坦化膜が形成されている。ハードマスク６としては、例えばポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはシリコン酸窒化膜などが用いられる。

次に、図２Ｂ（図１のａ−ａ′線上の断面に相当）に示すように、ハードマスク６上に、形成すべきグリーンフィルタ成分に対応する部分に開口部８を有するレジストマスク７を形成する。レジストマスク７は、ハードマスク６のドライエッチング用マスクである。レジストマスク７は、フォトレジスト膜を形成し、所要パターンの光学マスクを介して露光し、現像する、いわゆるフォトリソグラフィー法を用いて形成される。

次に、図２Ｃに示すように、レジストマスク７の開口部８に臨むハードマスク６を、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの異方性ドライエッチングにより選択的に除去する。この選択エッチングによりハードマスク６には、第１色フィルタ成分、本例ではグリーンフィルタ成分を形成すべき領域に開口部９が形成される。

次に、図２Ｄに示すように、不要となったレジストマスク７をアッシング処理とウェット洗浄等により除去する。

次に、図２Ｅに示すように、ハードマスク６の全面にグリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇは、材料固形分中に感光成分を含まない材料であり、本例では前述した熱硬化型材料が用いられる。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布した後、１５０℃〜２２０℃程度のホットプレート上で、１分〜１０分程度の熱処理を施して、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇを熱硬化する。

次に、図２Ｆに示すように、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇに対してハードマスク６の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、グリーンフィルタ材料１１Ｇの上面を除去する。このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。図５は、図２Ｆで形成されたグリーンフィルタ成分２Ｇのパターンを示す平面図である。図５から判るように、グリーンフィルタ成分２Ｇは、単位成分が四角形状をなして全体として市松状に配列しているが、隣接するグリーンフィルタ成分２Ｇの四隅部１２が接触するように連続一体に形成される。残されたハードマスク６は、グリーンフィルタ成分２Ｇにより周囲が囲まれた状態となる。これは、後述する第２色目、第３色目のフィルタ成分であるレッド、ブルーの各色フィルタ成分の形成時にハードマスク６を各色単独でエッチングするためである。

次に、図３に示すように第２色目のフィルタ成分を形成する。図３ではレッドフィルタ成分を第２色目としたが、ブルーフィルタ成分を第２色目としても良い。

すなわち、図３Ａに示すように、図２Ｆ及び図５の状態から、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びハードマスク６を有する表面上に、形成すべきレッドフィルタ成分の領域に対応するハードマスク６上に開口部１３を有するレジストマスク１４を形成する。グリーンフィルタ成分２Ｇ及び形成すべきブルーフィルタ成分の領域に対応するハードマスク６は、レジストマスク１４で被覆される。レジストマスク１４は、前述と同様にフォトリソグラフィー法を用いて形成される。ここで、レジストマスク１４は、その開口部１３のエッジ部がハードマスク６より内側となるようなパターンに形成する。すなわち、開口部１３の幅ｗ１はハードマスク６の幅ｗ２より小さく（ｗ１＜ｗ２）形成する。この開口部１３をハードマスク６より内側に形成するのは、次に行うドライエッチングからグリーンフィルタ成分２Ｇを保護するためである。

次に、図３Ｂに示すように、レジストマスク１４を介して、開口部１３に露出したハードマスク６を等方性ドライエッチングにより除去する。このとき用いるエッチング装置は、ＣＤＥ（Chemical Dry Etch）装置を用いる。このエッチング装置を用いることで、ハードマスク６より内側に形成されたレジストマスク１４の下側にもエッチングガスが回り込み易くなりハードマスク６を全てエッチング除去することができる。エッチングガスとしては、ＣＦ_４＋Ｏ_２ガスあるいはＣＦ_４＋Ｏ_２＋Ｎ_２などを用いることができる。ハードマスク６の除去により開口部１５が形成される。

次に、図３Ｃに示すように、不要になったレジストマスク１４を、有機溶剤を用いて除去する。このレジストマスク１４の除去工程では、グリーンフィルタ成分２Ｇへのダメージを考慮する必要がある。ハードマスク６のドライエッチンでは、レジストマスク１４の表面に硬化層（変質層）が形成され易い。従って、この場合、この硬化層などの影響により、有機溶剤での除去が困難であれば、フロロカーボン系のガスと酸素を含むガスにより硬化層を除去した後に、有機溶剤を用いてレジストマスク１４を除去しても構わない。

有機溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリノン、テトラメチルウレア、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸ブチル、メチル−１，３−ブチレングリコールアセテート、１，３−ブチレングリコール−３−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート等の単独溶剤又は、２種以上の混合溶剤等が挙げられる。

次に、図３Ｄに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇ、ハードマスク６及び開口部１５含む表面全面にレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。レッドフィルタ成分材料１１Ｒは、材料固形分中に感光成分を含まない材料であり、本例では前述した熱硬化方材料が用いられる。レッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布した後、１５０℃〜２２０℃程度のホットプレート上で、１分〜１０分程度の熱処理を施して、レッドフィルタ成分材料１１Ｒを熱硬化する。

次に、図３Ｅに示すように、レッドフィルタ成分材料１１Ｒに対してハードマスク６及びグリーンフィルタ成分２Ｇの表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、レッドフィルタ成分材料１１Ｒの上面を除去する。このようにして、レッドフィルタ成分２Ｒを形成する。図６は、図３Ｅで形成されたレッドフィルタ成分２Ｒと、先に形成されたグリーンフィルタ成分２Ｇのパターンを示す平面図である。図６から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒは、単位成分が四角形状をなして周囲をフリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるように形成される。

ブルーフィルタ成分が形成されるべき領域には、ハードマスク６が残っている。

次に、図４に示すように、第３色目のフィルタ成分を形成する。図４ではブルーフィルタ成分２Ｂを第３色目としたが、レッドフィルタ成分２Ｒを第３色目としても良い。

すなわち、図４Ａに示すように、図３Ｅ及び図６の状態から、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びハードマスク６を有する表面上に、残りのハードマスク６上に開口部１６を有するレジストマスク１７を形成する。グリーンフィルタ成分２Ｇ上及びレッドフィルタ成分２Ｒは、レジストマスク１７で被覆される。レジストマスク１７は、前述と同様にフォトリソグラフィー法を用いて形成される。そして、レジストマスク１７は、その開口部１６のエッジ部がハードマスク６の内側となるようなパターンに形成する。すなわち、前述の図３Ａと同様に、開口部１６の幅ｗ１はハードマスク６の幅ｗ２より小さく（ｗ１＜ｗ２）形成する。この開口部１６をハードマスク６より内側に形成するのは、次に行うドライエッチングからグリーンフィルタ成分２Ｇ及びレッドフィルタ成分２Ｒを保護するためである。

次に、図４Ｂに示すように、レジストマスク１７を介して、開口部１６に露出したハードマスク６を等方性ドライエッチングにより除去する。このとき用いるエッチング装置は前述と同様にＣＤＥ装置を用いる。ハードマスク６は全て除去され、グリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれた開口部１８が形成される。

次に、図４Ｃに示すように、不要になったレジストマスク１７を、有機溶剤を用いて除去する。有機溶剤として、前述した有機溶剤を用いることができる。この時、硬化層などの影響により、レジストマスク１７の有機溶剤での除去が困難であれば、フロロカーボン系のガスと酸素を含むガスにより硬化層を除去した後に、有機溶剤を用いてレジストマスク１７を除去しても構わない。

次に、図４Ｄに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及び開口部１８を含む表面全面にブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。塗布はスピンコーティングで行う。ブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、材料固形分中に感光成分を含まない材料であり、本例では前述した熱硬化方材料が用いられる。ブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布した後、１５０℃〜２２０℃程度のホットプレート上で、１分〜１０分程度の熱処理を施して、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂを熱硬化する。

次に、図４Ｅに示すように、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂに対してグリーンフィルタ成分２Ｇ及びレッドフィルタ成分２Ｒの表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂの上面を除去する。これによりブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。

このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂを有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ１を得る。図７は、図４Ｅで形成されたグリーン、レッド及びブルーの各色フィルタ成分２Ｇ，２Ｒ及び２Ｂのパターンを示す平面図である。図７から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

上例では、各色フィルタ成分材料１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂとして、熱硬化材料を用いたが、前述した光硬化材料を用いることができる。この場合には光硬化材料をスピン塗布した後、紫外線などを光照射して硬化するようになす。また、光照射処理に加えて熱処理を行なっても構わない。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ１の形成方法によれば、ハードマスク６を基準に、グリーンフィルタ成分２Ｇ，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成している。これにより、カラーフィルタの寸法精度や重ね合わせ精度が向上し、固体撮像装置における混色等を抑制することができる。

また、従来用いられている顔料分散型フォトレジストは、組成中に顔料色素を含むため、半導体用途などの加工や、イオン注入用途として用いられる一般的なフォトレジストと比較して、解像度特性が劣る。これに対し、本実施の形態によれば、ハードマスクのパターニングに、高解像度レジストを用いることができ精度面で有利となる。また、顔料色素を含むレジストをステッパーでアライメントする際、色素によるアライメント光の吸収があるためにアライメント精度にも不利となる。しかし、本実施の形態により、これを解消することができる。

すなわち、従来のカラーフィルタ材料は、顔料色素を含むレジストが用いられ、ｉ線などの紫外線でステッパーにより露光し、現像してパターン形成を行っている。露光装置のアライメント性能は、ＫｒＦやＡｒＦなどのエキシマレーザを用いたステッパーの方がよいとされている。しかし、エキシマレーザ光は、カラーフィルタ材料中の色素の影響、つまり光吸収により、露光感度が著しく低下し、良好なパターン形成ができない。本実施の形態によれば、フィルタ成分材料に感光性が不要であるので、ハードマスクのみのパターン形成ができればよく、よりアライメント精度のよい、エキシマレーザステッパーを用いることができる。このように、本実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法は、加工精度を向上することができる。

本実施の形態では、各色フィルタ成分材料１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂが感光成分を含まない熱硬化方材料、あるいは光硬化方材料を用いている。このため、従来のフォトリソグラフィーを用いてパターニングする感光性材料に比べて、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの膜厚を薄膜化することができる。これにより、固体撮像装置の感度特性の向上、輝度シェーディングの抑制が可能となる。

グリーンフィルタ成分２Ｇは互いの四隅部が接続されて全体として連続一体となっているので、下地との接着面積が大きい。また、各色フィルタ成分２Ｇ，２Ｒ、２Ｂは、熱硬化材料、あるいは光硬化材料を用いて形成するので、従来の顔料分散型フォトレジストを用いた場合に比べて、剥離し難い。従って、本実施の形態のカラーフィルタは、下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
ハードマスク６がパターニングされ、凹凸が形成されるので（図２参照）、グリーン、レッド、ブルーの各フィルタ材料の密着性が増大する。また、各フィルタ材料は、露光によるパターニングを行う必要がなく、充分な露光や、熱処理のみで硬化される。従って、各色フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ、２Ｂの密着性が向上する。

＜第２実施の形態＞
［カラーフィルタの構成例］
図８に、本発明の固体撮像装置に適用されるカラーフィルタの第２実施の形態を示す。本実施の形態に係るカラーフィルタ２１は、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ及び２Ｂをいわゆる斜め配列して構成される。本実施の形態のカラーフィルタ２１は、水平・垂直方向に対して４５度斜めに傾斜するように、一列置きにグリーンフィルタ成分２Ｇの列が配置され形成される。また、この列と直交するように即ち水平・垂直方向に対して−４５度に斜めに傾斜するように、一列置きにグリーンフィルタ成分２Ｇが配置される。さらに各交叉するグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれた空間領域に配置されるように、それぞれ垂直方向に沿って一行置きに交互にレッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂが形成される。

［カラーフィルタの形成方法例］
第２実施の形態のカラーフィルタ２１の形成は、前述した第１実施の形態に係るカラーフィルタ形成方法を用いて形成することができる。このカラーフィルタ２１及びその形成方法においても、前述した第１実施の形態と同様の効果を奏する。

＜第３実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図９に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第３実施の形態を示す。第３実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図９に示すカラーフィルタ２３が形成されて成る。このカラーフィルタ２３は、第１実施の形態で説明したと同様に、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。

カラーフィルタ２３は、第１実施の形態と同様に、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれて独立に形成される。

そして、本実施の形態においては、グリーンフィルタ成分２Ｇの表面及び側面、さらに各独立するレッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂの底面に連続するように、可視光領域に実質的に透明な無機膜２４が形成される。無機膜２４としては、例えば低温プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜法で形成されるシリコン酸化（ＳｉＯ_２）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜、シリコン酸炭化（ＳｉＯＣ）膜、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜などが用いられる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、膜厚は、２００ｎｍ以下程度が適当である。

さらに、後述の製法で明らかなように、ハードマスクを利用して、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成されている。グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する材料は、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含む材料もしくは、含まない材料が用いられる。一方、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂを形成する材料は、感光性フィルタ材料が用いられる。

第３実施の形態に係る固体撮像装置によれば、ハードマスクを利用してレッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成される。また、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、グリーンフィルタ成分２Ｇの膜厚にほぼ揃うように、精度よく平滑化することができる。このため、各レッドフィルタ成分２Ｒ、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。

各フィルタ成分２Ｒと２Ｇの境界、各フィルタ成分２Ｂと２Ｇの境界に、無機膜２４が形成されるので、各色素の相互拡散が防止され、且つ各フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ相互間での重なり合いがないので、混色の発生が抑制される。さらに、グリーンフィルタ成分材料として、感光成分を含まない材料を用いた場合には、カラーフィルタの膜厚を薄くすることができ、感度特性を向上することができる。

グリーンフィルタ成分２Ｇ上に無機膜２４が形成される。グリーンフィルタ成分を分光特性に優れる染料系の色素を含むフィルタ材料で形成するときは、上面に無機膜２４が形成されているので、グリーンフィルタの耐光性が向上する。レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、染料を含むフィルタ材料に比べて耐光性に優れた顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成することができる。

［固体撮像装置の製造方法例、特にカラーフィルタの形成方法例］
次に、図１０〜図１５を用いて、第３実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ２３の形成方法の実施の形態を説明する。図１０〜図１２の断面は、図９のａ―ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

先ず、図１０に示すように、第１色目のフィルタ成分を形成する。本例ではグリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。この第１色目フィルタ成分の形成工程は、第１実施の形態で説明したと同様である。
すなわち、図１０Ａに示すように、基板５上の全面にカラーフィルタの厚さに対応した厚みｔのハードマスク６を成膜する。基板５は、この上にカラーフィルタを形成するために、最表面に平坦化膜が形成されている。ハードマスク６としては、例えばポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはシリコン酸窒化膜などの無機膜が用いられる。

次に、図１０Ｂに示すように、ハードマスク６上に、形成すべきグリーンフィルタ成分に対応する部分に開口部８を有するレジストマスク７を形成する。レジストマスク７は、フォトリソグラフィー法を用いて形成される。

次に、図１０Ｃに示すように、レジストマスク７の開口部８に臨むハードマスク６を、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの異方性ドライエッチングにより選択的に除去する。この選択エッチングによりハードマスク６には、グリーンフィルタ成分を形成すべき領域に開口部９が形成される。

次に、不要となったレジストマスク７をアッシング処理とウェット洗浄等により除去した後、図１０Ｄに示すように、ハードマスク６の全面にグリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布する。塗布は、スピンコーティングで行う。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇは、材料固形分中に感光成分を含まない材料を用いた場合には、本例では前述した熱硬化型材料が用いられる。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布した後、１５０℃〜２２０℃程度のホットプレート上で、１分〜１０分程度の熱処理を施して、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇを熱硬化する。また、フィルタ成分に感光成分を含む場合には、紫外線照射により光硬化する。

次に、図１０Ｅに示すように、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇに対してハードマスク６の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、グリーンフィルタ材料１１Ｇの上面を除去する。このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。図１３は、図１０Ｅで形成されたグリーンフィルタ成分２Ｇのパターンを示す平面図である。グリーンフィルタ成分２Ｇは、単位成分が四角形状をなして全体として市松状に配列しているが、隣接するグリーンフィルタ成分２Ｇの四隅部１２が接触するように連続一体に形成される。残されたハードマスク６は、グリーンフィルタ成分２Ｇにより周囲が囲まれた状態となる。

次に、図１１に示すように、第２色目フィルタ成分を形成する。図１１ではレッドフィルタ成分を第２色目としたが、ブルーフィルタ成分を第２色目としても良い。

すなわち、図１１Ａに示すように、図１０Ｅ及び図１３の状態から、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びハードマスク６を有する全面上に、ハードマスク６に対応する部分に開口部１３を有するレジストマスク１４を形成する。そして、レジストマスク１４を介して等方性ドライエッチングにより、ハードマスク６を除去する。開口部１３の幅ｗ１はハードマスク６の幅ｗ２より小さく（ｗ１＜ｗ２）形成する。この開口部１３をハードマスク６より内側に形成するのは、ドライエッチングからグリーンフィルタ成分２Ｇを保護するためである。

次に、図１１Ｂに示すように、不要になったレジストマスク１４を、有機溶剤を用いて除去する。有機溶剤は第１実施の形態で説明した溶剤を用いる。図１１Ａ〜図１１Ｂまでの工程は、第１実施の形態で説明したと同様である。

次に、図１１Ｃに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇの上面及び側面、ハードマスク６が除去された開口部１５の底面を含む全面に無機膜２４を形成する。この無機膜２４はフィルタ成分の膜厚より薄い２００ｎｍ以下の薄膜であり、成膜温度は１５０℃〜２５０℃程度が好ましい。無機膜２４は、例えば低温プラズマ成膜法で形成されるシリコン酸化（ＳｉＯ_２）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜などが用いられる。図１４は、図１１Ｃで形成された無機膜２４及びグリーンフィルタ成分２Ｇのパターンを示す平面図である。

次に、図１１Ｄに示すように、開口部１５内に埋め込むように、無機膜２４が形成されたグリーンフィルタ成分２Ｇ及び開口部１５を含む表面全面にレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。レッドフィルタ成分材料１１Ｒは、感光性フィルタ材料である。この感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光が照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

次に、図１１Ｅに示すように、レッドフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、レッドフィルタ成分材料１１Ｒに対して、露光し、現像してレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部１５の面積より少し広い領域を露光する。従って、レッドフィルタ成分２Ｒは、無機膜２４を介して一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図１２に示すように、第３色目のフィルタ成分であるブルーフィルタ成分を形成する。図１２ではブルーフィルタ成分を第３色目としたが、レッドフィルタ成分を第３色目としても良い。

すなわち、図１２Ａに示すように、残りの開口部１５内に埋め込むように、無機膜２４が形成されたグリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及び残りの開口部１５を含む表面全面にブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。ブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、感光性フィルタ材料である。この感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光が照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

次に、図１２Ｂに示すように、ブルーフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂに対して、露光し、現像してブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部１５の面積より少し広い領域を露光する。従って、ブルーフィルタ成分２Ｂは、無機膜２４を介して一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図１２Ｃに示すように、レッドフィルタ成分材料２Ｒ及び、ブルーフィルタ成分材料２Ｂを、無機膜２４の表面が露出するまで、エッチバックあるいは化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いて、平滑化する。

このようにして、無機膜２４を有し、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂを有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ２３を得る。図１５は、図１２Ｃで形成されたグリーン、レッド及びブルーの各色フィルタ成分２Ｇ，２Ｒ及び２Ｂのパターンを示す平面図である。図１５から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ２３の形成方法によれば、ハードマスク６を基準に、グリーンフィルタ成分２Ｇ，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成している。また、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂの形成前に全面に無機膜２４を形成し、レッド及びブルーのフィルタ成分２Ｒ及び２Ｂを形成した後、両フィルタ成分２Ｒ、２Ｂを無機膜２４をストッパ膜として平坦化している。これにより、カラーフィルタの寸法精度や重ね合わせ精度が向上し、固体撮像装置における混色等を抑制することができる。

グリーンフィルタ成分２Ｇは互いの四隅部が接続されて全体として連続一体となっているので、下地との接着面積が大きい。また、グリーンフィルタ成分２Ｇは、熱硬化材料、あるいは光硬化材料を用いて形成するので、従来の顔料分散型フォトレジストを用いた場合に比べて、剥離し難い。従って、本実施の形態のカラーフィルタは、下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
ハードマスク６がパターニングされ、凹凸が形成されるので（図１０参照）、グリーンフィルタ成分２Ｇは、第１実施の形態と同様に、密着性が向上する。レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、フリーンフィルタ成分２Ｇの形成後に開口部１５に埋め込まれる。このため、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、その底面、側面に密着面が存在し、接着面積が増大するので、密着性が向上する。

上述の第３実施の形態のストッパ機能を有する無機膜２４は、ベイヤー配列のカラーフィルタ２３に適用したが、その他、図示しないが、前述の第２実施の形態で示す色フィルタ成分のパターンを有するカラーフィルタにも適用することができる。

＜第４実施の形態＞
［固体撮像装置、特にカラーフィルタの構成例］
図１６に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第４実施の形態を示す。第４実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図１６に示すカラーフィルタ２６が形成されて成る。このカラーフィルタ２６は、第１実施の形態で説明したと同様に、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。

カラーフィルタ２６は、第１実施の形態と同様に、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれて独立に形成される。

そして、本実施の形態においては、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂの表面及び側面、さらにグリーンフィルタ成分底面に連続するように、可視光領域に実質的に透明な無機２４が形成される。無機膜２４としては、第３実施の形態で説明した通り、例えば低温プラズマＣＶＤ成膜法で形成されるシリコン酸化（ＳｉＯ_２）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜、シリコン酸炭化（ＳｉＯＣ）膜、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜などが用いられる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、膜厚は、２００ｎｍ以下程度が適当である。

さらに、後述の製法で明らかなように、ハードマスクを利用して、グリーンフィルタ成分は、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂに対してセルファライメントで形成されている。グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する材料は、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料が用いられる。一方、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂを形成する材料は、感光性フィルタ材料が用いられる。

第４実施の形態に係る固体撮像装置によれば、ハードマスクを利用してグリーンフィルタ成分２Ｇがレッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂに対してセルファライメントで形成される。また、グリーンフィルタ成分２Ｇは、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂの膜厚にほぼ揃うように精度よく平滑化することができる。このため、各レッドフィルタ成分２Ｒ、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。

各色フィルタ成分２Ｒと２Ｇの境界、各色フィルタ成分２Ｂと２Ｇの境界に、無機膜２４が形成されるので、各色素の相互拡散が防止され、且つ各色フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ相互間での重なり合いがないので、混色の発生が抑制される。さらに、グリーンフィルタ成分材料として、感光成分を含まない材料が用いられるので、カラーフィルタの膜厚を薄くすることができ、感度特性を向上することができる。

［固体撮像装置の製造方法、特にカラーフィルタの形成方法］
次に、図１７〜図１８を用いて、第４実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ２６の形成方法の実施の形態を説明する。図１７〜図１８の断面は、図１６のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

先ず、図１７Ａに示すように、基板５上の全面にカラーフィルタの厚さに対応した厚みｔのハードマスク６を成膜する。基板５は、この上にカラーフィルタを形成するために、最表面に平坦化膜が形成されている。ハードマスク６としては、前述と同様の、例えばポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはシリコン酸窒化膜などの無機膜が用いられる。

次に、図１７Ｂに示すように、ハードマスク６上に、形成すべきグリーンフィルタ成分に対応する部分に開口部８を有するレジストマスク７を形成する。レジストマスク７は、フォトリソグラフィー法を用いて形成される。

次に、図１７Ｃに示すように、レジストマスク７の開口部８に臨むハードマスク６を、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの異方性ドライエッチングにより選択的に除去する。この選択エッチングによりハードマスク６には、グリーンフィルタ成分を形成すべき領域に開口部９が形成される。

次に、図１７Ｄに示すように、不要となったレジストマスク７をアッシング処理とウェット洗浄等により除去し、グリーンフィルタ成分を形成すべき部分に開口部９を有するハードマスク６を得る。

次に、図１８Ａに示すように、開口部９内に埋め込むように、ハードマスク６の全面に第３色目となる例えばブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。塗布はスピンコーティングで行う。このブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、感光性フィルタ材料である。この感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光が照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

そして、ブルーフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂに対して、露光し、現像してブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部９の面積より少し広い領域を露光する。従って、ブルーフィルタ成分２Ｂは、一部ハードマスク６上にオーバーラップして形成される。

次に、図１８Ｂに示すように、残りの開口部９内に埋め込むように、ハードマスク６及びブルーフィルタ成分２Ｂを含む全面に第２色目となる例えばレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。塗布はスピンコーティングで行う。このレッドフィルタ成分材料１１Ｒは、感光性フィルタ材料である。この感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光が照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

そして、レッドフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、レッドフィルタ成分材料１１Ｒに対して、露光し、現像してレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部９の面積より少し広い領域を露光する。従って、レッドフィルタ成分２Ｒは、一部ハードマスク６上にオーバーラップして形成される。

次に、図１８Ｃに示すように、ブルーフィルタ成分２Ｂ及びレッドフィルタ成分２Ｒに対してハードマスク６の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、ブルーフィルタ成分２Ｂ、レッドフィルタ成分２Ｒを平滑化する。このようにして、ブルーフィルタ成分２Ｂ及びレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。

次に、図１８Ｄに示すように、ハードマスク６を除去する。ハードマスク６の除去は、図示しないが、前述と同様に、レジストマスクを介して等方性ドライエッチングにて行う。そして、ブルーフィルタ成分２Ｂ及びレッドフィルタ成分２Ｒの上面及び側面、ハードマスク６が除去された開口部１５の底面を含む全面に無機膜２４を形成する。この無機膜２４はフィルタ成分の膜厚より薄い２００ｎｍ以下の薄膜である。無機膜２４は、前述と同様に、例えば低温プラズマ成膜法で形成されるシリコン酸化（ＳｉＯ_２）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜などが用いられる。

次に、図１８Ｅに示すように、開口部１５内に埋め込むように、全面に第１色目となるグリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布する。塗布はスピンコーティングで行う。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇは、前述と同様の、材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料である。

次に、図１８Ｆに示すように、グリーンフィルタ材料成分１１Ｇを無機膜２４の表面が露出するまでエッチバックあるいは化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いて、平滑化する。

このようにして、無機膜２４を有し、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂを有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ２６を得る。図１６から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ２６の形成方法によれば、ハードマスク６を基準に、グリーンフィルタ成分２Ｇ，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成している。また、ブルー、レッドのフィルタ成分２Ｂ、２Ｒを形成した後に全面に無機膜２４を形成し、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇを形成した後、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇを無機膜２４が露出するまで平坦化している。これにより、カラーフィルタの寸法精度や重ね合わせ精度が向上し、固体撮像装置における混色等を抑制することができる。

そして、前述と同様に、グリーンフィルタ成分２Ｇは互いの四隅部が接続されて全体として連続一体となっているので、下地との接着面積が大きい。また、グリーンフィルタ成分２Ｇは、熱硬化材料、あるいは光硬化材料を用いて形成するので、従来の顔料分散型フォトレジストを用いた場合に比べて、剥離し難い。従って、本実施の形態のカラーフィルタは、下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、ハードマスク６の開口部９の底面、側面に密着面が存在するので、密着性が向上する。グリーンフィルタ成分２Ｇは、レッド及びブルーのフィルタ成分２Ｒ及び２Ｂ間の開口部１５内に無機膜２４を介して埋め込まれる。従って、グリーンフィルタ成分２Ｇは、底面、側面に密着面が存在し、密着面積が増大する。加えて、グリーンフィルタ成分２Ｇは、露光によるパターニングを行う必要がなく、充分な露光で硬化するので、密着性が向上する。

上述の第４実施の形態の無機膜２４は、ベイヤー配列のカラーフィルタ２６に適用したが、その他、図示しないが、前述の第２実施の形態で示す色フィルタ成分のパターンを有するカラーフィルタにも適用することができる。

＜第５実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図１９に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第５実施の形態を示す。第５実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図１９に示すカラーフィルタ２８が形成されて成る。このカラーフィルタ２８は、第１実施の形態で説明したと同様に、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。

カラーフィルタ２８は、第１実施の形態と同様に、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれて独立に形成される。

そして、本実施の形態においては、グリーンフィルタ成分２Ｇとレッドフィルタ成分２Ｒとの境界、グリーンフィルタ成分２Ｇとブルーフィルタ成分２Ｂとの境界に、遮光膜２９を有して構成される。遮光膜２９は、オンチップマイクロレンズにより集光され、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに入射する光が、隣接するフィルタ成分へ入射するのを防ぐものである。遮光膜２９は、例えばＷ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｏ等の反射性、遮光性に優れた金属膜が用いられる。金属膜の成膜温度としては、基板温度が１００℃以下となるように基板ステージ温度をコントロールする。また、加工的にはタングステン（Ｗ）が好ましく、光反射性の観点からはアルミニウム（Ａｌ）が好ましい。遮光膜２９の膜厚としては、１００ｎｍ以下が適当である。遮光膜２９を金属膜で形成した場合、各色イフィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、金属膜により囲まれていわゆる反射型導波路としての機能を有する。

さらに、後述の製法で明らかなように、ハードマスクを利用して、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成されている。各フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを形成する材料としては、第１実施の形態で説明したと同様に、材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料が用いられる。

第５実施の形態に係る固体撮像装置によれば、ハードマスクを利用してレッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成される。このため、各レッドフィルタ成分２Ｒ、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。

各色フィルタ成分２Ｒと２Ｇの境界、各色フィルタ成分２Ｂと２Ｇの境界に、遮光膜２９が形成されるので、この遮光膜２９、例えば金属膜の反射、遮光により各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに入射する光の隣接するフィルタ成分への入射が防止される。すなわち、遮光膜２９により隣接画素への混色を防ぐことができる。

各色フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ相互間での重なり合いがないので、混色の発生が抑制される。さらに、グリーンフィルタ成分材料として、感光成分を含まない材料が用いられるので、カラーフィルタの膜厚を薄くすることができ、感度特性を向上することができる。

［固体撮像装置の製造方法、特にカラーフィルタの形成方法］
次に、図２０〜図２２を用いて第５実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ２８の形成方法の実施の形態を説明する。図２０〜図２２の断面は、図１９のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

先ず、図２０に示すように、第１色目フィルタ成分となるグリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。
すなわち、図２０Ａに示すように、前述と同様の方法により、基板５上の全面にグリーンフィルタ成分を形成すべき部分に開口部９を有するハードマスク６を形成する。

次に、図２０Ｂに示すように、ハードマスク６及び開口部９を含む表面全面に遮光膜２９を成膜する。遮光膜２９としては、前述した金属膜を用いる。遮光膜２９の膜厚は１００ｎｍ以下程度の薄膜とする。

次に、図２０Ｃに示すように、遮光膜２９に対して異方性ドライエッチングを施し、ハードマスク６の開口部９の内壁面のみに遮光膜２９を残す。

次に、図２０Ｄに示すように、開口部９内に埋め込むように、ハードマスク６の全面にグリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布する。塗布は、スピンコーティングで行う。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇは、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含まない材料を用いる。

次に、図２０Ｅに示すように、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇに対してハードマスク６の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、グリーンフィルタ材料１１Ｇの上面を除去する。このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。グリーンフィルタ成分２Ｇは、単位成分が四角形状をなして全体として市松状に配列しているが、隣接するグリーンフィルタ成分２Ｇの四隅部が接触するように連続一体に形成される。

次に、図２１に示すように、第２色目フィルタ成分となるレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。なお、ブルーフィルタ成分を第２色目フィルタ成分としても良い。レッドフィルタ成分２Ｒの形成は、前述の第１実施の形態と同様である。

すなわち、図２１Ａに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びハードマスク６を有する表面上に、形成すべきレッドフィルタ成分の領域に対応するハードマスク６上に開口部１３を有するレジストマスク１４を形成する。開口部１３の幅はハードマスク６の幅より小さく形成する。

次に、図２１Ｂに示すように、レジストマスク１４を介して、開口部１３に露出したハードマスク６を等方性ドライエッチングにより除去し、開口部１５を形成する。

次に、不要になったレジストマスクを除去し、図２１Ｃに示すように、開口部１５内に埋め込むように、グリーンフィルタ成分２Ｇ、ハードマスク６の全面にレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。レッドフィルタ成分材料１１Ｒは、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含まない材料を用いる。

次に、図２１Ｄに示すように、レッドフィルタ成分材料１１Ｒを、ハードマスク６及びグリーンフィルタ成分２Ｇの表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）する。このようにして、レッドフィルタ成分２Ｒを形成する。レッドフィルタ成分２Ｒは、単位成分が四角形状をなして周囲をフリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるように形成される。

次に、図２２Ａに示すように、第３色目フィルタ成分となるブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。なお、レッドフィルタ成分を第３色目フィルタ成分としても良い。ブルーフィルタ成分２Ｂの形成は、前述の第１実施の形態と同様である。

すなわち、図２２Ａに示すように、グリーン、レッドの各フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ及びハードマスク６を有する表面上に、形成すべきブルーフィルタ成分の領域に対応するハードマスク６上に開口部１６を有するレジストマスク１７を形成する。開口部１７の幅はハードマスク６の幅より小さく形成する。

次に、図２２Ｂに示すように、レジストマスク１７を介して、開口部１６に露出したハードマスク６を等方性ドライエッチングにより除去し、開口部１５を形成する。

次に、不要になったレジストマスク１７を除去し、図２２Ｃに示すように、開口部１８内に埋め込むように、グリーン、レッドの各フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ及びハードマスク６の全面にブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。ブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含まない材料を用いる。

次に、図２２Ｄに示すように、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂを、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及び遮光膜２９の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）する。これにより、ブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。ブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲をフリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるように形成される。

このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇとレッドフィルタ成分２Ｒとの境界、グリーンフィルタ成分２Ｇとブルーフィルタ成分２Ｂとの境界に、遮光膜２９を有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ２８を得る。図１９から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲が遮光膜２９を介して、グリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法によれば、ハードマスク６を基準に、グリーンフィルタ成分２Ｇ，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成している。また、開口部９を有するハードマスク６を形成した後、遮光膜２９を形成し、エッチバックして開口部９の側壁面のみに遮光膜２９を残し、その後に各色フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ、２Ｂを形成するようにしている。このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇとレッドフィルタ成分２Ｒとの境界、グリーンフィルタ成分２Ｇとブルーフィルタ成分２Ｂとの境界に遮光膜２９を形成するので、各色フィルタ成分に入射した光が隣接する色フィルタ成分へ入射されることがない。これにより、カラーフィルタの寸法精度や重ね合わせ精度が向上し、固体撮像装置における混色等を抑制することができる。

そして、前述と同様に、グリーンフィルタ成分２Ｇは互いの四隅部が接続されて全体として連続一体となっているので、下地との接着面積が大きい。また、各色フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ、２Ｂは、熱硬化材料、あるいは光硬化材料を用いて形成するので、従来の顔料分散型フォトレジストを用いた場合に比べて、剥離し難い。従って、本実施の形態のカラーフィルタは、下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
また、グリーンフルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、第１、第３、第４の実施の形態で説明したと略同じ理由で、密着性が向上する。

上述の第５実施の形態の遮光膜２９は、ベイヤー配列のカラーフィルタ２８に適用したが、その他、図示しないが、前述の第２実施の形態で示す色フィルタ成分のパターンを有するカラーフィルタにも適用することができる。

＜第６実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図２３に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第６実施の形態を示す。第６実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図２３に示すカラーフィルタ３１が形成されて成る。このカラーフィルタ３１は、第１実施の形態で説明したと同様に、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。

カラーフィルタ３１は、第１実施の形態と同様に、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれて独立に形成される。

そして、本実施の形態においては、グリーンフィルタ成分２Ｇとレッドフィルタ成分２Ｒとの境界、グリーンフィルタ２Ｇとブルーフィルタ成分２Ｂとの境界に中空部、すなわちエアーギャップ３２を形成して構成される。さらに、このエアーギャップ３２を被覆するように、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの全面上に可視光領域に実質的に透明な無機膜３３が形成される。エアーギャップ３２で囲まれた各色イフィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、いわゆるエアーギャップ型導波路としての機能を有する。すなわち、中空型の光全反射導波路が構成される。光全反射導波路のクラッド部（低屈折率領域）を構成するエアーギャップ３２の幅は、例えば１００ｎｍ程度のごく僅かな寸法でも可能である。

さらに、後述の製法で明らかなように、ハードマスクを利用して、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成されている。各フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを形成する材料としては、第１実施の形態で説明したと同様に、材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料が用いられる。

第６実施の形態に係る固体撮像装置によれば、ハードマスクを利用してレッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成される。このため、各レッドフィルタ成分２Ｒ、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタ３１は加工精度が向上する。

各フィルタ成分２Ｒと２Ｇの境界、各フィルタ成分２Ｂと２Ｇの境界に、エアーギャップ３２が形成され、屈折率差が生じることで、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに光全反射導波路を構成することができる。これにより、オンチップマイクロレンズで集光され、各色フルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに入射する光は、隣接する色フィルタ成分へ入射されないので、混色を防ぐことができる。

また、各フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ相互間での重なり合いがないので、混色の発生が抑制される。さらに、グリーンフィルタ成分材料として、感光成分を含まない材料が用いられるので、カラーフィルタの膜厚を薄くすることができ、感度特性を向上することができる。

各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの表面に無機膜３３が形成されるので、各色フィルタ成分が、色素として染料あるいは顔料を含むフィルタ材料のいずれかで形成されていても、各色フィルタ成分の耐光性を向上することができる。

［固体撮像装置の製造方法例、特にそのカラーフィルタの形成方法例］
次に、図２４〜図２６を用いて、第６実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法の実施の形態を説明する。図２４〜図２６の断面は、図２３のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

先ず、図２４に示すように、第１色目フィルタ成分となるグリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。
すなわち、図２４Ａに示すように、前述と同様の方法により、基板５上の全面にグリーンフィルタ成分を形成すべき部分に開口部９を有するハードマスク６を形成する。

次に、図２４Ｂに示すように、ハードマスク６及び開口部９を含む表面全面に無機膜３５を成膜する。無機膜３５としては、低温プラズマＣＶＤ成膜法で成膜した、例えばＳｉＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮなどの膜を用いることができる。ハードマスク６を例えばポリシリコンやアモルハスシリコンなどで形成するときは、無機膜３５をＳｉＮ膜で形成することができる。無機膜３５の膜厚は、１００ｎｍ程度が好ましい。

次に、図２４Ｃに示すように、無機膜３５に対して異方性ドライエッチングを施し、ハードマスク６の開口部９の内壁面のみに無機膜３５を残す。

次に、図２４Ｄに示すように、開口部９内に埋め込むように、ハードマスク６の全面にグリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布する。塗布は、スピンコーティングで行う。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇは、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料を用いる。

次に、図２４Ｅに示すように、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇに対してハードマスク６の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、グリーンフィルタ材料１１Ｇの上面を除去する。このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。グリーンフィルタ成分２Ｇは、単位成分が四角形状をなして全体として市松状に配列しているが、隣接するグリーンフィルタ成分２Ｇの四隅部が接触するように連続一体に形成される。

次に、図２５に示すように、第２色目フィルタ成分となるレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。なお、ブルーフィルタ成分を第２色目フィルタ成分としても良い。レッドフィルタ成分２Ｒの形成は、前述の第１実施の形態と同様である。

すなわち、図２５Ａに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びハードマスク６を有する表面上に、形成すべきレッドフィルタ成分の領域に対応するハードマスク６上に開口部１３を有するレジストマスク１４を形成する。開口部１３の幅はハードマスク６の幅より小さく形成する。

次に、図２５Ｂに示すように、レジストマスク１４を介して、開口部１３に露出したハードマスク６のみを等方性ドライエッチングにより除去し、開口部１５を形成する。無機膜３５はエッチングされずに残るように選択エッチングがなされる。このエッチングは、酸素ガスとＣＦ４などのフロロカーボン系ガスを混合したもの、あるいはこのガスに窒素を混合したガスを用いたケミカルドライエッチ（ＣＤＥ）法を用いる。

次に、不要になったレジストマスクを除去し、図２５Ｃに示すように、開口部１５内に埋め込むように、グリーンフィルタ成分２Ｇ、ハードマスク６の全面にレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。レッドフィルタ成分材料１１Ｒは、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料を用いる。

次に、図２５Ｄに示すように、レッドフィルタ成分材料１１Ｒを、ハードマスク６及びグリーンフィルタ成分２Ｇの表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）する。このようにして、レッドフィルタ成分２Ｒを形成する。レッドフィルタ成分２Ｒは、単位成分が四角形状をなして周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるように形成される。

次に、図２６Ａに示すように、第３色目フィルタ成分となるブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。なお、レッドフィルタ成分を第３色目フィルタ成分としても良い。ブルーフィルタ成分２Ｂの形成は、前述の第１実施の形態と同様である。

すなわち、図２６Ａに示すように、グリーン、レッドの各色フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ及びハードマスク６を有する表面上に、形成すべきブルーフィルタ成分の領域に対応するハードマスク６上に開口部１６を有するレジストマスク１７を形成する。開口部１７の幅はハードマスク６の幅より小さく形成する。

次に、図２６Ｂに示すように、レジストマスク１７を介して、開口部１６に露出したハードマスク６を等方性ドライエッチングにより除去し、開口部１５を形成する。

次に、不要になったレジストマスク１７を除去し、図２６Ｃに示すように、開口部１８内に埋め込むように、グリーン、レッドの各色フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ及びハードマスク６の全面にブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。塗布は、例えばスピンコーティングで行う。ブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料を用いる。

次に、図２６Ｄに示すように、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂを、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及び遮光膜２９の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）する。これにより、ブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。ブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるように形成される。

次に、図２６Ｅに示すように、無機膜３５をドライエッチングにより選択的に除去し、グリーンフィルタ成分２Ｇとレッドフィルタ成分２Ｒとの境界、グリーンフィルタ成分２Ｇとブルーフィルタ成分２Ｂとの境界に、エアーギャップ３２を形成する。このときのエッチングは、酸素ガスとＣＦ_４などのフロロカーボン系ガスの混合ガスや、これに窒素ガスを加えた混合ガスを用いたケミカルドライエッチ（ＣＤＥ）法を用いる。

次に、図２６Ｆに示すように、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを含む全面上に無機膜３３を成膜する。無機膜３３は、エアーギャップ３２を塞ぐので、可視光領域の光を実質的に透過する透明な膜で形成する。この無機膜３３としては、低温プラズマ法で成膜した、例えばＳｉＯ_２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの膜を用いることができる。そのときの成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、膜厚は２００ｎｍ以下程度が適当である。

このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇとレッドフィルタ成分２Ｒとの境界、グリーンフィルタ成分２Ｇとブルーフィルタ成分２Ｂとの境界に、エアーギャップ３２が形成された原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ３１を得る。図２３から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲がエアーギャップ３２を介して、グリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法によれば、ハードマスク６を基準に、グリーンフィルタ成分２Ｇ，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成している。また、開口部９を有するハードマスク６を形成した後、無機膜３３を形成し、各色フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ、２Ｂを形成した後に、無機膜３３を除去することにより、エアーギャップ３２を形成し、各色フィルタ成分に光全反射導波路を形成するようにしている。これにより、カラーフィルタの寸法精度や重ね合わせ精度が向上し、固体撮像装置における混色等を抑制することができる。

そして、前述と同様に、グリーンフィルタ成分２Ｇは互いの四隅部が接続されて全体として連続一体となっているので、下地との接着面積が大きい。また、各色フィルタ成分２Ｇ、２Ｒ、２Ｂは、熱硬化材料、あるいは光硬化材料を用いて形成するので、従来の顔料分散型フォトレジストを用いた場合に比べて、剥離し難い。従って、本実施の形態のカラーフィルタは、下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
また、グリーンフルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、第１、第３、第４の実施の形態で説明したと略同じ理由で、密着性が向上する。

上述の第６実施の形態のエアーギャップ３２は、ベイヤー配列のカラーフィルタ３１に適用したが、その他、図示しないが、前述の第２実施の形態で示す色フィルタ成分のパターンを有するカラーフィルタにも適用することができる。

＜第７実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図２７に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第７実施の形態を示す。第７実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図２７に示すカラーフィルタ３７が形成されて成る。このカラーフィルタ３７は、第１実施の形態で説明したと同様に、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。

カラーフィルタ３７は、第１実施の形態と同様に、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇ囲まれて独立に形成される。

そして、本実施の形態においては、グリーンフィルタ成分２Ｇとレッドフィルタ成分２Ｒとの境界、グリーンフィルタ成分２Ｇとブルーフィルタ成分２Ｂとの境界に、遮光膜３８が形成され、グリーンフィルタ成分２Ｇと遮光膜３８上に無機膜３９が形成される。遮光膜３８としては、後述の製法で示すハードマスクとなる金属膜を利用して形成することが好ましい。この金属の遮光膜３８は、例えばＷ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｏ等が用いられ、反射膜として機能する。遮光膜３８は、有機膜で形成することも可能である。無機膜３９は、後述の平滑化工程でのストッパ膜として機能する。無機膜３９としては、例えば低温プラズマＣＶＤ成膜法で形成されるシリコン酸化（ＳｉＯ_２）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜、シリコン酸炭化（ＳｉＯＣ）膜、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜などが用いられる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、より好ましくは２００℃以下である。無機膜３９の膜厚は、２００ｎｍ以下程度が適当である。

さらに、後述の製法で明らかなように、ハードマスクを利用して、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成されている。グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する材料は、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料が用いられる。一方、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂを形成する材料は、感光性フィルタ材料が用いられる。

第７実施の形態に係る固体撮像装置によれば、ハードマスクを利用してレッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルファライメントで形成される。また、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、グリーンフィルタ成分２Ｇの膜厚にほぼ揃うように、精度よく平滑化することができる。このため、各レッドフィルタ成分２Ｒ、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。

各色フィルタ成分２Ｒと２Ｇの境界、各色フィルタ成分２Ｂと２Ｇの境界に、遮光膜３８が形成されるので、それぞれのフィルタ成分に入射した光が隣接する色フィルタ成分へ入ることがなく、かつ各色素の相互拡散が防止される。また、各フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ、２Ｂがセルファライメントで形成されるので、各色フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ相互間での重なり合いがない。従って、混色の発生が抑制される。さらに、グリーンフィルタ成分材料として、感光成分を含まない材料を用いた場合、カラーフィルタの膜厚を薄くすることができ、感度特性を向上することができる。

グリーンフィルタ成分２Ｇ上に無機膜３９が形成されるので、グリーンフィルタ成分を染料含有フィルタ材料で形成したとき、グリーンフィルタの耐光性が向上する。レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、染料を含むフィルタ材料に比べて耐光性に優れた顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成することができる。

［固体撮像装置の製造方法例、特にカラーフィルタ形成方法例］
次に、図２８〜図３０を用いて、第７実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ３７の形成方法の実施の形態を説明する。図２８〜図３０の断面は、図２７のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

先ず、図２８Ａに示すように、基板５上の全面にカラーフィルタの厚さに対応した厚みｔのハードマスク４１を成膜する。基板５は、この上にカラーフィルタを形成するために、最表面に平坦化膜が形成されている。本例のハードマスク４１は金属膜で形成する。

次に、図２８Ｂに示すように、ハードマスク４１上に、形成すべきグリーンフィルタ成分に対応する部分に開口部８を有するレジストマスク７を形成する。レジストマスク７は、フォトリソグラフィー法を用いて形成される。

次に、図２８Ｃに示すように、レジストマスク７の開口部８に臨むハードマスク４１を、異方性ドライエッチングにより選択的に除去する。この選択エッチングによりハードマスク６には、グリーンフィルタ成分を形成すべき領域に開口部４２が形成される。

次に、不要となったレジストマスク７を除去する。次いで、図２８Ｄに示すように、開口部４２内に埋め込むように、ハードマスク４１の全面にグリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布する。塗布は、スピンコーティングで行う。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇは、前述と同様の材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料が用いられる。グリーンフィルタ成分材料１１Ｇを塗布し、硬化する。

次に、図２８Ｅに示すように、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇに対してハードマスク４１の表面が露出する迄、全面エッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）して、グリーンフィルタ材料１１Ｇの上面を除去する。このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。グリーンフィルタ成分２Ｇは、単位成分が四角形状をなして全体として市松状に配列しているが、隣接するグリーンフィルタ成分２Ｇの四隅部が接触するように連続一体に形成される。残されたハードマスク４１は、グリーンフィルタ成分２Ｇにより周囲が囲まれた状態となる。

次に、図２９Ａに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇ及びハードマスク４１の表面全面に、無機膜３９を成膜する。無機膜３９は、前述した、例えば低温プラズマＣＶＤ成膜法で成膜したＳｉＯ_２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの膜を用いる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、より好ましくは２００℃以下とする。無機膜３９の膜厚は、２００ｎｍ以下程度となる。

次に、図２９Ｂに示すように、無機膜３９上に、ハードマスク４１に対応する領域に開口部４３を有するレジストマスク４４を形成する。各開口部４３は、後工程で形成される遮光膜の幅ｄに相当する分だけ各ハードマスク４１の面積より狭く形成する。

次に、図２９Ｃに示すように、レジストマスク４４を介して、異方性ドライエッチングにより、無機膜３９及びハードマスク４１を選択的に除去し、開口部４５を形成する。この選択エッチングにより、グリーフィルタ成分２Ｇの側壁に遮光膜３８が形成される。すなわち、選択エッチングで残った金属によるハードマスク４１が遮光膜３８となる。

次に、図３０Ａに示すように、開口部４５内に埋め込むように、全面に第２色目のレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。塗布はスピンコーティングで行う。このレッドフィルタ成分材料１１Ｒは、感光性フィルタ材料である。この感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光が照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

そして、レッドフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、レッドフィルタ成分材料１１Ｒを露光し、現像してレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部４５の面積より少し広い領域を露光する。従って、レッドフィルタ成分２Ｒは、一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図３０Ｂに示すように、残りの開口部４５内に埋め込むように、全面に第３色目のブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。塗布はスピンコーティングで行う。このブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、感光性フィルタ材料である。この感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光が照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

そして、ブルーフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂを露光し、現像してブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部４５の面積より少し広い領域を露光する。従って、ブルーフィルタ成分２Ｂは、一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図３０Ｃに示すように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂを、無機膜３９の表面が露出するまでエッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平滑化する。

このようにして、各色フィルタ成分の境界に金属による遮光膜３８を有し、グリーンフィルタ成分２Ｇ上に無機膜３９を有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタを得る。図２７から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなして周囲が遮光膜３８を介して、グリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ３７の形成方法によれば、金属のハードマスク４１を基準に、グリーンフィルタ成分２Ｇ，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成することができる。また、無機膜３９を形成した後、選択エチングによりグリーンフィルタ成分２Ｇの側壁にハードマスク４１を一部残して、遮光膜３８を形成することができる。このようにして、反射型導波路構造の各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを形成することができ、固体撮像装置における混色等を抑制することができる。

そして、前述と同様に、グリーンフィルタ成分２Ｇは互いの四隅部が接続されて全体として連続一体となっているので、下地との接着面積が大きい。また、グリーンフィルタ成分２Ｇは、熱硬化材料、あるいは光硬化材料を用いて形成するので、従来の顔料分散型フォトレジストを用いた場合に比べて、剥離し難い。従って、本実施の形態は、下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
また、グリーンフルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、第１、第３、第４の実施の形態で説明したと略同じ理由で、密着性が向上する。

各グリーンフィルタ成分２Ｇの表面に無機膜３９が形成されるので、グリーンフィルタ成分２Ｇの耐光性を上げることができる。これにより、グリーンフィルタ成分２Ｇを分光特性に優れた染料含有のフィルタ成分材料で形成することができる。

上例では、各フィルタ成分の境界、つまり色フィルタ成分の側壁に、金属の遮光膜３８を形成したが、有機膜による遮光膜を形成することも可能である。このとき、有機膜をカラーフィルタよりも屈折率の低い膜、あるいは光吸収性を有する膜で形成することができる。この場合のカラーフィルタの形成方法は、図２８〜図３０で示す形成方法と同様である。ただし、金属膜のハードマスク４１を有機膜によるハードマスクに置き換える。屈折率の低い有機膜としては、フッ素含有樹脂、例えばフッ素含有アクリル系樹脂、フッ素含有シロキサン樹脂などを用いることができる。さらにはそれらの樹脂中に多孔質シリカ微粒子を分散させた樹脂を用いることで、更に低屈折率化が可能となる。光吸収性の有機膜としては、カーボンブラック含有アクリル系樹脂などを用いることができる。
このような有機膜を用いた場合にも、第７実施の形態の金属膜を用いた例で説明したと同様の効果を奏する。

上述の第７実施の形態の遮光膜３８及び無機膜３９は、ベイヤー配列のカラーフィルタ３７に適用したが、その他、図示しないが、前述の第２実施の形態で示す色フィルタ成分のパターンを有するカラーフィルタにも適用することができる。

＜第８実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図３１に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第８実施の形態を示す。第８実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図３１に示すカラーフィルタ４７が形成されて成る。このカラーフィルタ４７は、第１実施の形態で説明したと同様に、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。

カラーフィルタ４７は、第１実施の形態と同様に、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれて独立に形成される。

そして、本実施の形態においては、グリーンフィルタ成分２Ｇ上に可視光領域が実質的に透明な無機膜４８が形成される。無機膜４８としては、例えば低温プラズマＣＶＤ成膜法で形成されるシリコン酸化（ＳｉＯ_２）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜、シリコン酸炭化（ＳｉＯＣ）膜、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜などが用いられる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、より好ましくは２００℃以下である。無機膜４８の膜厚は、２００ｎｍ以下程度が適当である。

さらに、後述の製法で明らかなように、第１色目例えばグリーンのフィルタ成分に対して第２色目及び第３色目、例えばレッド及びブルーのフィルタ成分がセルファライメントで形成されている。グリーンフィルタ成分２Ｇは感光性フィルタ材料、もしくは感光性成分を含まないフィルタ材料で形成され、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、感光性フィルタ材料で形成される。

第８実施の形態に係る固体撮像装置によれば、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してレッド及びブルーのフィルタ成分２Ｒ及び２Ｂがセルファライメントで形成される。このため、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。

グリーンフィルタ成分２Ｇ上に無機膜４８が形成されるので、グリーンフィルタ成分２Ｇを染料含有フィルタ材料で形成したとき、グリーンフィルタの耐光性が向上する。レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、染料を含むフィルタ材料に比べて耐光性に優れた顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成することができる。

［固体撮像装置の製造方法例、特にそのカラーフィルタの形成方法例］
次に、図３２を用いて、第８実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法の実施の形態を説明する。図３２の断面は、図３１のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

先ず、図３２Ａに示すように、基板５上に所要の膜厚を有する第１色目例えばグリーンのフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを成膜する。基板５は、この上にカラーフィルタを形成するために、最表面に平坦化膜が形成されている。グリーンフィルタ成分材料は、例えば感光性フィルタ材料を用いることができる。感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型を用いることができるが、本例ではネガ型を用いる。なお、グリーンフィルタ材料膜１１Ｇｍは、前述した材料固形分中に感光成分を含まない材料で成膜することもできる。
このグリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍは、基板５の全面、すなわちチップに切断する前の半導体ウェハの全面にわたって形成する。

次に、図３２Ｂに示すように、グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍ上に全面にわたって無機膜４８を成膜する。無機膜４８は、上述したように、例えば低温プラズマ成膜法で形成されるＳｉＯ_２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの膜を用いる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、より好ましくは２００℃以下とする。無機膜４８の膜厚は、２００ｎｍ以下程度とする。

次に、図３２Ｃに示すように、無機膜４８上に、第２色目、第３色目、例えばレッド、ブルーのフィルタ成分を形成すべき領域に開口部４９を有するレジストマスク５１を形成する。

次に、図３２Ｄに示すように、レジストマスク５１を介して、異方性ドライエッチングにより、無機膜４８及びグリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを選択的に除去し、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。レッド及びブルーのフィルタ成分を形成するべき領域に開口部５２が形成される。

次に、図３２Ｅに示すように、開口部５２内に埋め込むように、全面に第２色目のレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。レッドフィルタ成分材料１１Ｒは、感光性フィルタ材料である。

そして、レッドフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、レッドフィルタ成分材料１１Ｒを露光し、現像してレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部５２の面積より少し広い領域を露光する。従って、レッドフィルタ成分２Ｒは、一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図３２Ｆに示すように、残りの開口部５２内に埋め込むように、全面に第３色目のブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。このブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、感光性フィルタ材料である。

そして、ブルーフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂを露光し、現像してブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部５２の面積より少し広い領域を露光する。従って、ブルーフィルタ成分２Ｂは、一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図３２Ｇに示すように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂを、無機膜４８の表面が露出するまでエッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平滑化する。

このようにして、グリーンフィルタ成分２Ｇ上に無機膜４８を有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ４７を得る。図３１から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなしてグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

なお、上述の各色フィルタ成分材料となる感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光が照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ４７の形成方法によれば、グリーンフィルタ成分２Ｇを基準に，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成することができる。このため、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、相互に重なり合うことがなく、精度よくカラーフィルタを形成することができる。グリーンフィルタ成分２Ｇは、各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがなく、信頼性の高いカラーフィルタを形成することができる。下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
また、グリーンフルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、第１、第３、第４の実施の形態で説明したと略同じ理由で、密着性が向上する。

各グリーンフィルタ成分２Ｇの表面に無機膜４８が形成されるので、グリーンフィルタ成分２Ｇの耐光性を上げることができる。これにより、グリーンフィルタ成分２Ｇを分光特性に優れた染料含有のフィルタ成分材料で形成することができる。

上述の第８実施の形態の無機膜４８は、ベイヤー配列のカラーフィルタ４７に適用したが、その他、図示しないが、前述の第２実施の形態で示す色フィルタ成分のパターンを有するカラーフィルタにも適用することができる。

＜第９実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図３３に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第９実施の形態を示す。第９実施の形態に係る固体撮像装置は、前述したように撮像領域が形成された後、平坦化膜を介して図３３に示すカラーフィルタ５４が形成されて成る。このカラーフィルタ５４は、第１実施の形態で説明したと同様に、レッドフィルタ成分２Ｒと、グリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂが、いわゆるベイヤー配列されて構成される。

カラーフィルタ５４は、第１実施の形態と同様に、各レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれ正四角形状に形成される。グリーンフィルタ２Ｇに関しては、隣接する四隅部３が接触して全体として連続一体に形成さされる。従って、レッドフィルタ成分２Ｒとブルーフィルタ成分２Ｂは、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれて独立に形成される。

そして、本実施の形態においては、グリーンフィルタ成分２Ｇの上面、側面と、レッドフィルタ成分２Ｒの底面、ブルーフィルタ成分２Ｂの底面とに連続する、可視光領域が実質的に透明な無機膜５５が形成される。無機膜５５としては、例えば低温プラズマＣＶＤ成膜法で形成されるシリコン酸化（ＳｉＯ_２）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜などが用いられる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、より好ましくは２００℃以下である。無機膜４８の膜厚は、２００ｎｍ以下程度が適当である。

さらに、後述の製法で明らかなように、第１色目例えばグリーンのフィルタ成分に対して第２色目及び第３色目、例えばレッド及びブルーのフィルタ成分がセルファライメントで形成されている。グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、感光性フィルタ材料で形成される。

第９実施の形態に係る固体撮像装置によれば、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してレッド及びブルーのフィルタ成分２Ｒ及び２Ｂがセルファライメントで形成される。このため、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、重ね合わせズレがなく、従って相互に重なり合うことなく高精度に形成される。しかも、グリーンフィルタ成分２Ｇは各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。

グリーンフィルタ成分２Ｇ上に無機膜５５が形成されるので、グリーンフィルタ成分２Ｇを染料含有フィルタ材料で形成したとき、グリーンフィルタの耐光性が向上する。レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、染料を含むフィルタ材料に比べて耐光性に優れた顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成することができる。

また、各フィルタ成分２Ｒと２Ｇの境界、各フィルタ成分２Ｂと２Ｇの境界に、無機膜４８が形成されるので、各色素の相互拡散が防止され、混色の発生が抑制される。

［固体撮像装置の製造方法例、特にそのカラーフィルタの形成方法例］
次に、図３４を用いて、第９実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法の実施の形態を説明する。図３４の断面は、図３３のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

先ず、図３４Ａに示すように、基板５上に所要の膜厚を有する第１色目例えばグリーンのフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを成膜する。基板５は、この上にカラーフィルタを形成するために、最表面に平坦化膜が形成されている。グリーンフィルタ成分材料は、例えば感光性フィルタ材料を用いることができる。感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型を用いることができるが、本例ではネガ型を用いる。なお、グリーンフィルタ材料膜１１Ｇｍは、前述した材料固形分中に感光成分を含まない材料で成膜することもできる。

次に、図３４Ｂに示すように、グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍ上に、第２色目、第３色目、例えばレッド、ブルーのフィルタ成分を形成すべき領域に開口部４９を有するレジストマスク５１を形成する。

次に、図３４Ｃに示すように、レジストマスク５１を介して、異方性ドライエッチングにより、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇｍを選択的に除去し、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。レッド及びブルーのフィルタ成分を形成するべき領域に開口部５２が形成される。

次に、レジストマスク５１を除去した後、図３４Ｄに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇの表面及び開口部５２内壁面の全面にわたって無機膜５５を成膜する。無機膜５５は、上述したように、例えば低温プラズマＣＶＤ成膜法で形成されるＳｉＯ_２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの膜を用いる。成膜温度は、１５０℃〜２５０℃程度が好ましく、より好ましくは２００℃以下とする。無機膜５５の膜厚は、２００ｎｍ以下程度とする。

次に、図３４Ｅに示すように、開口部５２内に埋め込むように、全面に第２色目のレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。レッドフィルタ成分材料１１Ｒは、感光性フィルタ材料である。

そして、レッドフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、レッドフィルタ成分材料１１Ｒを露光し、現像してレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部５２の面積より少し広い領域を露光する。従って、レッドフィルタ成分２Ｒは、一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図３４Ｆに示すように、残りの開口部５２内に埋め込むように、全面に第３色目のブルーフィルタ成分材料１１Ｂを塗布する。このブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、感光性フィルタ材料である。

そして、ブルーフィルタ成分を形成すべき領域のみに光透過する光学的マスクを介して、ブルーフィルタ成分材料１１Ｂを露光し、現像してブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。このとき、光学的マスクの合せずれを考慮して、開口部５２の面積より少し広い領域を露光する。従って、ブルーフィルタ成分２Ｂは、一部グリーンフィルタ成分２Ｇ上にオーバーラップして形成される。

次に、図３４Ｇに示すように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂを、無機膜５５の表面が露出するまでエッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平滑化する。

このようにして、無機膜５５を有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ５４を得る。図３３から判るように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂは、単位成分が四角形状をなしてグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれ、グリーンフィルタ成分２Ｇは全て連結されて形成される。

なお、上述の各色フィルタ成分材料となる感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型のいずれかを用いることができ、本例では、光を照射した部分が硬化するネガ型の材料を用いる。

本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタ５４の形成方法によれば、グリーンフィルタ成分２Ｇを基準に，レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂをセルファライメントで形成することができる。このため、各色フィルタ成分２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、相互に重なり合うことがなく、精度よくカラーフィルタを形成することができる。グリーンフィルタ成分２Ｇは、各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがなく、信頼性の高いカラーフィルタを形成することができる。従って、本実施の形態は、下地に対して被着強度の強いカラーフィルタを形成することができる。
また、グリーンフルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、第１、第３、第４の実施の形態で説明したと略同じ理由で、密着性が向上する。

各フィルタ成分２Ｒと２Ｇの境界、各フィルタ成分２Ｂと２Ｇの境界に、無機膜５５が形成されるので、各色素の相互拡散が防止され、混色の発生が抑制されるカラーフィルタを形成することができる。

各グリーンフィルタ成分２Ｇの表面に無機膜５５が形成されるので、グリーンフィルタ成分２Ｇの耐光性を上げることができる。これにより、グリーンフィルタ成分２Ｇを分光特性に優れた染料含有のフィルタ成分材料で形成することができる。

上述の第９実施の形態の無機膜５５は、ベイヤー配列のカラーフィルタ５４に適用したが、その他、図示しないが、前述の第２実施の形態で示す色フィルタ成分のパターンを有するカラーフィルタにも適用することができる。

＜第１０実施の形態＞
［固体撮像装置の製造方法例、特にそのカラーフィルタの形成方法例］
図３５に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法の第１０実施の形態を示す。本実施の形態は、前述の第９実施の形態のカラーフィルタの形成方法の変形例に相当するもので、最終的に得られるカラーフィルタの構成は図３３と同様である。図３５の断面は、図３３のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。

本実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法は、先ず、図３５Ａに示すように、基板５上に所要の膜厚を有する第１色目例えばグリーンのフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを成膜する。基板５は、この上にカラーフィルタを形成するために、最表面に平坦化膜が形成されている。グリーンフィルタ成分材料は、例えば感光性フィルタ材料を用いることができる。感光性フィルタ材料は、ネガ型、ポジ型を用いることができるが、本例ではネガ型を用いる。なお、グリーンフィルタ材料膜１１Ｇｍは、前述した材料固形分中に感光成分を含まない材料で成膜することもできる。

次に、図３５Ｂに示すように、グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍ上に、第２色目、第３色目、例えばレッド、ブルーのフィルタ成分を形成すべき領域に開口部５７を有するレジストマスク５８を形成する。このレジストマスク５８は、次の図３５Ｃの工程で、グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍに対する異方性ドライエッチング完了時にレジストマスクの残渣がなくなる膜厚に設定する。

次に、図３５Ｃに示すように、レジストマスク５８を介して、異方性ドライエッチングにより、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇｍを選択的に除去し、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。このエッチング工程では、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇｍのパターニングが完了すると同時に、レジストマスク５８が完全に除去される。レッド及びブルーのフィルタ成分を形成するべき領域に開口部５２が形成される。

なお、このドライエッチングでレジストマスク５８が残った場合には、レジストマスクの残膜を有機溶剤で除去すればよい。

これ以後の図３５Ｄ〜Ｇまでの工程は、前述の図３４Ｄ〜Ｇの工程と同じであるので、対応する部分には同一符号を付して、重複説明を省略する。かくして、図３３に示すカラーフィルタ５４を得る。

第１０実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法によれば、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇｍのパターニング完了と同時にレジストマスク５８も完全除去されるので、レジストマスクの剥離除去の工程が省略される。従って、前述の図３４で示すカラーフィルタの形成方法に比べて、レジストマスクの剥離除去が省略される分、形成工程を簡略化することができる。

その他、第９実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。

＜第１１実施の形態＞
［固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法］
図３６に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法の第１１実施の形態を示す。本実施の形態は、前述の第９実施の形態のカラーフィルタの形成方法の変形例に相当するもので、最終的に得られるカラーフィルタの構成は図３３と同様である。図３６の断面は、図３３のａ−ａ′線上（グリーンーレッド列）、ｂ−ｂ′線上（グリーンーブルー列）の断面に対応する。第１１実施の形態は、第１０実施の形態と比較して、ブルーフィルタ成分材料に前述した材料固形分中に感光成分を含まない材料を用いている点を除いて、同じである。尚、本ブルーフィルタ成分材料には、感光成分を含む材料を用いても構わない。

本実施の形態に係るカラーフィルタの形成方法は、図３６Ａ〜Ｅの工程は、前述図３５Ａ〜Ｅの工程と同じである。すなわち、先ず、図３６Ａに示すように、基板５上に所要の膜厚を有する第１色目例えばグリーンのフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを成膜する。

次に、図３６Ｂに示すように、グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍ上に、第２色目、第３色目、例えばレッド、ブルーのフィルタ成分を形成すべき領域に開口部５７を有するレジストマスク５８を形成する。このレジストマスク５８は、次の図３６Ｃの工程で、グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍに対する異方性ドライエッチング完了時にレジストマスクの残渣がなくなる膜厚に設定する。

次に、図３５Ｃに示すように、レジストマスク５８を介して、異方性ドライエッチングにより、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇｍを選択的に除去し、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。このドライエッチング工程では、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇｍのパターニングが完了すると同時に、レジストマスク５８が完全に除去される。レッド及びブルーのフィルタ成分を形成するべき領域に開口部５２が形成される。

なお、このドライエッチングでレジストマスク５８が残った場合には、レジストマスクの残膜を有機溶剤で除去すればよい。

次に、図３６Ｄに示すように、グリーンフィルタ成分２Ｇの表面及び開口部５２内壁面の全面にわたって無機膜５５を成膜する。

次に、図３６Ｅに示すように、開口部５２内に埋め込むように、全面に第２色目のレッドフィルタ成分材料１１Ｒを塗布する。レッドフィルタ成分材料１１Ｒは、感光性フィルタ材料である。次いで、レッドフィルタ成分材料１１Ｒを露光し、現像してレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。

次に、図３６Ｆに示すように、全面に第３色目のブルーフィルタ成分材料１１Ｂを成膜する。このときのブルーフィルタ成分材料１１Ｂは、前述した材料固形分中に感光成分を含む材料、もしくは含まない材料を用いている。

次に、図３６Ｇに示すように、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂを、無機膜５５の表面が露出するまでエッチバックするか、または化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いて平滑化する。

このようにして、無機膜５５を有する原色系ベイヤー配列のカラーフィルタ５４を得る。

第１１実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法、特にそのカラーフィルタの形成方法によれば、グリーンフィルタ成分材料１１Ｇｍのパターニング完了と同時にレジストマスク５８も完全除去されるので、レジストマスクの剥離除去の工程が省略される。従って、前述の図３４で示すカラーフィルタの形成方法に比べて、第３色目のブルーフィルタ成分に感光成分を含まない材料を用いた場合には、露光工程が省略され、レジストマスクの剥離除去が省略される分、形成工程を簡略化することができる。

その他、第９実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。

上述の第８、第９、第１０、第１１実施の形態においては、第２色目をレッド、第３色目をブルーとしたが、形成順序は逆でもよい。

＜第１２実施の形態＞
［固体撮像装置の構成例］
図３７に、本発明に係る固体撮像装置の第１１実施の形態を示す。第１２実施の形態に係る固体撮像装置６１は、撮像領域６２と周辺回路部６３とを有し、撮像領域６２上のカラーフィルタ６４は、上述の各実施の形態で説明したカラーフィルタで構成される。そして、本実施の形態では、フレアを抑制するために、ブルーフィルタ成分２Ｂ、あるいはブルーフィルタ成分２Ｂとレッドフィルタ成分２Ｒの積層膜を撮像領域６２から周辺回路部６３上まで延長して形成される（フレア防止膜）。その際、ブルーフィルタ成分２Ｂ、あるいは上記積層膜は、その終端のコーナ部６５が曲線状となるように、丸みを付けて形成される。ブルーフィルタ成分２Ｂ、あるいは上記積層膜の電極パッド６６に近い部分のコーナ部も、曲線状にすることが望ましい。

前述した実施の形態において、各色フルタ成分を化学機械研磨により平滑化した際に、終端のコーナ部が例えば直角である場合には、研磨圧力がコーナ部６５に集中し、図３８に示すように、コーナ部６５が一部削られる恐れがある。削られた場合には、ダストが発生し、固体撮像装置に悪影響を及ぼす。

第１２実施の形態に係る固体撮像装置６１によれば、フレア抑制のために周辺回路部６３まで延長したブルーフィル成分２Ｂ、あるいは上記積層膜の終端のコーナ部６５に丸みを付けることにより、研磨圧力の集中が緩和される。従って、コーナ部６５が研磨されることがなく、ダストの発生を抑制し、信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。尚、ここまではフレア防止膜を例に説明したが、本形態はこれに限るものでは無く、撮像領域以外の領域において、コーナ部に直角な形状持つパターンに適用出来るものである。

＜第１３実施の形態＞
本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタは、図示しないが、次のようにして形成することもできる。先ず、基板上の全面に第２色目及び第３色目の例えばレッドフィルタ成分及びブルーフィルタ成分を形成すべき部分に開口部を有するハードマスクを形成する。次に、選択的に開口部内に、第２色目のフィルタ成分材料、及び第３色目フィルタ成分材料を塗布して、第２色目のレッドフィルタ成分、及び第３色目のブルーフィルタ成分を形成する。次に、ハードマスクを除去し、除去された開口部内に第１色目の例えばグリーンフィルタ成分材料を塗布してグリーンフィルタ成分を形成する。このようにして、レッドフィルタ成分及びブルーフィルタ成分の周囲がグリーンフィルタ成分で囲まれた図１に示す原色ベイヤー配列のカラーフィルタを形成する。

第１３実施の形態に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタ及びその形成方法によれば、ハードマスクを利用してグリーンフィルタ成分が、レッドフィルタ成分及びブルーフィルタ成分に対してセルファラインで形成される。このため、レッドフィルタ成分、グリーンフィルタ成分及びブルーフィルタ成分は、重ね合わせズレがなく、従って、相互に重なり合うことなく高精度に形成することができる。しかも、グリーンフィルタ成分は各四隅部が接触して連続一体に形成されるので、剥離することがない。このように、本実施の形態のカラーフィルタは加工精度が向上する。また、各フィルタ成分相互の重なり合いがないので、混色の発生が抑制される。さらに、ハードマスクの膜厚で規制されて、フィルタ膜厚を薄くすることができるので、その分、感度特性を向上することができる。
また、グリーンフルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ、ブルーフィルタ成分２Ｂは、第１、第３、第４の実施の形態で説明したと略同じ理由で、密着性が向上する。

＜第１４実施の形態＞
［固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの構成例］
図３９に、本発明に係る固体撮像装置、特にそのカラーフィルタの第１４実施の形態を示す。本実施の形態に係るカラーフィルタ６８は、グリーンフィルタ成分２Ｇ、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂがそれぞれ独立に形成される。そして、各色フィルタ成分２Ｇ，２Ｒ及び２Ｂの境界に形成された、上述の第３、第４実施の形態の無機膜２４、第５実施の形態の遮光膜２９、第７実施の形態の遮光膜３８、第９〜第１１実施の形態の無機膜５５が縦横に連続して形成される。カラーフィルタ６８の形成方法は、第３，４実施の形態、第５実施の形態、第７実施の形態、第９〜第１１実施の形態に準ずる。

第１４実施の形態に係るカラーフィルタ６８においても、各色フィルタ成分をセルファライメントで形成することができる。また、画素間の混色防止、無機膜が色フィルタ成分上に形成された実施の形態では、色フィルタ成分の耐光性の向上が図れるなどの効果を奏する。

上述した各実施の形態に係るカラーフィルタ形成時の共通した形成条件の一例を説明する。
グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍの成膜を含む、感光性フィルタ材料による色フィルタ成分の成膜に用いる材料には、例えば顔料内添型光重合系ネガ型レジストを用いる。成膜条件は次の通りである。ウェハ上に上記ネガ型レジストをスピン塗布した後、プリベーキングし、光源にｉ線を用いた縮小投影型ステッパーを用いてウェハを全面露光する。次いでポストベーキングして成膜を完了する。

レジストマスク、すなわちフォトレジストパターンの形成条件の一例を示す。フォトレジスト材料は、感光剤にナフトキノンアジドを用いたノボラック系ポジ型レジストを用いる。成膜条件は次の通りである。上記ポジ型レジストをスピン塗布した後、プリベーキングし、光源にｉ線を用いた縮小投影型ステッパーを用いてパターン露光する。次に、露光後のポストベーキングを行う。次に、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）２．３８％水溶液によるパドル現像を行い、ポストベーキングを行って、成膜を完了する。なお、ＴＭＡＨ２．３８％水溶液に界面活性剤を添加した現像液を用いてもよい。

グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍのドライエッチング条件の一例を示す。エッチング装置としては、マイクロ波プラズマ型エッチング装置、平行平板型ＲＩＥ装置、高圧狭ギャップ型プラズマエッチング装置、ＥＣＲ型エッチング装置、変成器結合プラズマ型エッチング装置、誘導結合プラズマ型エッチング装置等が用いられる。さらに、エッチング装置としては、ヘリコン波プラズマ型エッチング装置等の他の高密度プラズマ型エッチング装置が用いられる。例えば、誘導型プラズマ型エッチング装置を用い、エッチングガス種としては、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨＦ_３等のフロン系ガス単独に加え、それらのガス中に、Ｏ_２や、Ａｒ，Ｈｅ、Ｎ_２ガス等を添加してもよい。グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを除く、各色フィルタ成分材料膜、露光、現像後の色フィルタ成分等を含む有機膜のドライエッチングによるエッチバック条件に関しては、前述の条件に他に、Ｃｌ_２やＢＣｌ_３、ＨＢｒハロなどのハロゲン系のガスにＯ_２や、Ｎ_２ガスなどを添加したガスを用いてもよい。この場合、ドライエッチングによるプラズマに起因した発光スペクトルを検知することにより、エッチング終点検知が可能となりより好適である。

なお、第１０、第１１実施の形態におけるレジストマスク（フォトレジスト膜）の膜厚設定は、ドライエッチング完了時には、前述したように、レジストマスクの残膜が無くなるように設定した。本実施の形態において、グリーンフィルタ成分のパターニング状態をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）写真で確認した。その結果、色素として顔料を内添した材料、及び染料を内添した材料のどちらにおいても、良好なパターニング状態であることが認められた。

レジストマスクを介してドライエッチングした後に、レジストマスクの残膜が残った場合に、この残膜を除去するための有機溶剤を、次に示す。有機溶剤は、前述と重複するも、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリノン、テトラメチルウレア、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸ブチル、メチル−１，３−ブチレングリコールアセテート、１，３−ブチレングリコール−３−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート等の単独溶剤又は、２種以上の混合溶剤等が挙げられる。

溶解除去の手法としては、これらの溶剤単独又は、２種類以上の混合溶剤を用いる事ができる。又、処理方法に関しても前述した方法に限定するものではなく、例えばディップ法なども用いる事ができる。

カラーフィル上に設置される無機膜は、前述したように、プラズマＳｉＯ（Ｐ−ＳｉＯ）、プラズマＳｉＮ（Ｐ−ＳｉＮ）、プラズマＳｉＯＮ（Ｐ−ＳｉＯＮ）などの膜が用いられる。無機膜の成膜は、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いる。Ｐ−ＳｉＯ膜を成膜する場合には、ガス種として、ＳｉＨ_４、Ｎ_２Ｏ，Ｎ_２を用いることができる。Ｐ−ＳｉＮ膜を成膜する場合には、ガス種として、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、Ｎ_２を用いることができる。このときに成膜された無機膜の屈折率は概ね、Ｐ−ＳｉＯで１．４５程度、Ｐ−ＳｉＮで１．９０程度となる。

固体撮像装置のオンチップマイクロレンズには、一般的にポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ノボラック系樹脂、又はそれらの重合系樹脂が用いられる。これらの材料の屈折率は概ね、１，４８〜１．６２程度である。また、それらの樹脂以外の有機材料系樹脂に関しても、屈折率が、１．９を超えるものは無い（樹脂中に金属酸化物微粒子を分散内添した材料を除く）。このことから、カラーフィルタ上に設置される無機膜の屈折率は、オンチップマイクロレンズと同等とした方が界面反射の低減となり好適である。その際、前述のプラズマＣＶＤ成膜法で、ガス種に、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｏ、Ｎ_２を用いることで、Ｐ−ＳｉＯＮ膜を成膜する。このＰ−ＳｉＯＮ膜は、そのガス混合比を変化させることにより、屈折率を概ね、１．４５〜１．９０程度の範囲で調整することができる。無機膜としては、オンチップマイクロレンズ材との合わせ込みが可能なＰ−ＳｉＮ膜を用いても良い。

これらプラズマＣＶＤ法による成膜温度は、２５０℃以下の条件が適用でき、好ましくは２００℃以下が望ましい。膜厚は、２００ｎｍ程度以下であれば良い。無機膜は、カラーフィルタの平滑化の際、化学機械研磨(ＣＭＰ)法においては、ストッパとして機能し又、エッチバックにおいてはエッチング終点検知に用いることができる。さらに無機膜は、光照射におけるカラーフィルタの褪色を防止や、隣接する色フィルタ成分同士の色素拡散現象の防止などにも有効である。特に、染料内添カラーフィルタの耐光性を改善することができる。

カラーフィルタに対するＣＭＰ条件として、例えば次の条件が好適である。スラリー液のｐＨは７〜１４、スラリー砥粒径は１００ｎｍ以下、スラリー砥粒濃度は５ｗｔ％以下とする。研磨パッド種は、例えば連続発泡のウレタン樹脂などを用い、研磨圧力は５ｐｓｉ以下、研磨ヘッド及び研磨パッドの回転数は１５０ｒｐｍ以下とする。これらの条件を適宜最適化して実施する。この場合、前述のように、無機膜がストッパ機能として働き好適である。

図４１〜図４３に、カラーフィルタ上に低温プラズマＣＶＤ成膜法により、無機膜、例えば膜厚１００ｎｍのＳｉＯＮ膜を例えば成膜温度１８０℃で形成したときの、各グリーンフィルタ、レッドフィルタ、ブルーフィルタの耐光性改善データ（分光特性）を示す。グリーンフィルタ、レッドフィルタ、ブルーフィルタは、いずれも色素として染料を用いた場合である。図４１〜図４３において、太実線Ａは初期値、破線Ｂは無機膜を有した場合、細実線Ｃは無機膜が無い場合である。いずれも無機膜を有る場合には、耐光性の改善が認められる。

表１に、無機膜を有する場合と無機膜を有しない場合の、レッド、グリーン、ブルーの各評価結果を示す。評価条件は、太陽光に近似のキセノン光を用い、２００万lx・ｈｒ（ルクス・時間）の光照射とした。評価結果は、分光平均変化量（分光変化量絶対値の平均値）で表した。尚、この評価時には、３８０ｎｍ以下の光をカットする光学フィルタを用い、このフルタを通過した光を試料に照射した。

表１の単位は％である。表１の破線Ｂの無機膜を有した場合と、細実線Ｃの無機膜が無い場合につき、それぞれの条件につき、太実線Ａの初期値に対して、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ間での分光変化の絶対値の平均値（分光平均変化量）を示すものである。表１から判るように、各色カラーフィルタ上に無機膜（ＳｉＯＮ膜）を形成した場合、形成しない場合に比べ、その平均変化率が向上している事が判る。尚、図、表には示していないが、カラーフィルタ上に低温プラズマＣＶＤ成膜法により、無機膜、例えば膜厚１００ｎｍのＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜を例えば成膜温度１８０℃で形成した場合についても、同等な効果が確認された。

本発明は、上述のカラーフィルタ１または２１を備えた、表面照射型の固体撮像装置あるいは裏面照射型の固体撮像装置のいずれにも適用することが可能である。例えばＣＭＯＳ固体撮像装置の場合には、多層配線層側から光入射する表面照射型と、多層配線層とは反対側の基板裏面から光入射させる裏面照射型とに適用できる。特に裏面照射型の固体撮像装置においては、撮像領域以外の画素領域面より垂直方向に段差の高い周辺回路等が実質的に存在しないため、本発明の形態によるカラーフィルタの平滑化においてＣＭＰを用いる場合、より好適である。

第８、第９、第１０、第１１の実施の形態に適用できる構成を説明する。
第１色目にグリーンフィルタ成分をドライエッチにて形成する場合、アライメント精度を向上する為に、あらかじめアライメントマーク上のグリーンフィルタ成分材料を除去しておき、その後、画素領域部の精密アライメントを行う。その後に形成されるレッドフィルタ成分や、ブルーフィルタ成分は、基本的にグリーンフィルタ成分に対してセルフアライメントで形成される。この適用は、他の実施の形態についても同様である。
更に述べるならば、図示しないが、グリーンフィルタ成分材料に対するパターニングの際に形成するレジストマスクの位置精度、すなわちアライメント精度を向上させるために、アライメントマーク上部のグリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを予め除去しておく。あるいは、グリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍの成膜後、レジストマスクを介してアライメントマーク上部のグリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを除去しておく。もしくは感光成分を含む材料を用い、光学的マスクを介してグリーンフィルタに対して露光し、現像してライメントマーク上部のグリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍを除去しておいてもよい。アライメンマーク上部のグリーンフィルタ成分材料膜１１Ｇｍの位置精度は、撮像領域での位置精度に比べて粗くてよい。アライメントマークは、基板５のスクライブライン上などに形成される。

＜第１５実施の形態＞
［電子機器の構成例］
本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置を備えたカメラ、カメラ付き携帯機器、固体撮像装置を備えたその他の機器、等の電子機器に適用することができる。
図４０に、本発明の電子機器の一例としてカメラに適用した実施の形態を示す。本実施の形態に係るカメラ７１は、光学系（光学レンズ）７２と、固体撮像装置７３と、信号処理回路７４とを備えてなる。固体撮像装置７３は、上述したカラーフィルタのいずれかを備えた固体撮像装置が適用される。光学系７２は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置７３の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置７３の光電変換素子において一定期間信号電荷が蓄積される。信号処理回路７４は、固体撮像装置７３の出力信号に対して種々の信号処理を施して出力する。本実施の形態のカメラ７１は、光学系７２、固体撮像装置７３、信号処理回路７４がモジュール化したカメラモジュールの形態を含む。

本発明は、図４０のカメラ、あるいはカメラモジュールを備えた例えば携帯電話に代表されるカメラ付き携帯機器などを構成することができる。
さらに、図４０の構成は、光学系７２、固体撮像装置７３、信号処理回路７４がモジュール化した撮像機能を有するモジュール、いわゆる撮像機能モジュ−ルとして構成することができる。本発明は、このような撮像機能モジュールを備えた電子機器を構成することができる。

本実施の形態に係る電子機器によれば、固体撮像装置のカラーフィルタが高精度に形成され、固体撮像装置における混色の抑制、感度特性の向上、輝度シェーディングの抑制が可能になるので、高画質が得られ、高性能の電子機器を提供することができる。

１、２１、２３、２６、２８、３１、３７、４７、５４、６８・・カラーフィルタ、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ・・レッド、グリーン、ブルーのフィルタ成分、６・・ハードマスク、７、１４、１７・・レジストマスク、１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ・・レッド、グリーン、ブルーのフィルタ成分材料、７１・・カメラ

Claims (2)

1. 光電変換素子を有する複数の画素が配列された撮像領域と、
   互いに隣接する四隅部が接触して連続した第１色目フィルタ成分、周囲が前記第１色目フィルタ成分で囲まれセルファライメントで形成された第２色目フィルタ成分、及び周囲が前記第１色目フィルタ成分で囲まれセルファライメントで形成された第３色目フィルタ成分とから成るカラーフィルタと、
   前記第１色目フィルタ成分、または前記第２色目フィルタ成分及び前記第３色目フィルタ成分のいずれかに少なくとも表面に形成されたフィルタ成分の耐光性を向上するための無機膜とを有し、
   表面に前記無機膜を有するフィルタ成分が染料系の色素を含むフィルタ材料で形成され、表面に前記無機膜を有しないフィルタ成分が顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成される
   固体撮像装置。
2. 固体撮像装置と、
   前記固体撮像装置の光電変換素子に入射光を導く光学系と、
   前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備え、
   前記固体撮像装置は、
   光電変換素子を有する複数の画素が配列された撮像領域と、
   互いに隣接する四隅部が接触して連続した第１色目フィルタ成分、周囲が前記第１色目フィルタ成分で囲まれた第２色目フィルタ成分、及び周囲が前記第１色目フィルタ成分で囲まれた第３色目フィルタ成分とから成るカラーフィルタと、
   前記第１色目フィルタ成分、または前記第２色目フィルタ成分及び前記第３色目フィルタ成分のいずれかに少なくとも表面に形成されたフィルタ成分の耐光性を向上するための無機膜とを有し、
   表面に前記無機膜を有するフィルタ成分が染料系の色素を含むフィルタ材料で形成され、表面に前記無機膜を有しないフィルタ成分が顔料系の色素を含むフィルタ材料で形成される
   電子機器。

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