JPH0418758A

JPH0418758A - カラー固体撮像素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0418758A
Application number: JP2121111A
Authority: JP
Inventors: Jun Tanaka; 順田中; Hisashi Sugiyama; 寿杉山; Haruhiko Matsuyama; 松山　治彦; Kazuo Nate; 和男名手; Fusaji Shoji; 房次庄子; Toshio Nakano; 中野　寿夫; Akiya Izumi; 泉　章也; Takashi Isoda; 高志磯田
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1992-01-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、カラー固体撮像素子及びその製造方法に係り
、特にカラーフィルタの構造及びその製造方法、ボンデ
ィングパッド部の加工方法、並びにマイクロレンズの構
造及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］半導体基板上にパノシベーシミン膜で被われた光電変換
を行う受光部や、この受光部で発生した電気信号を取り
出す走査部が形成されているＣＣＤやＭＩＤ等の固体撮
像素子基板−トに、カラーフィルタを形成する方法とし
ては、例えば、第２回フォトファブリケーション技術シ
ンポジウム予稿隼、第２３頁〜第２７頁（Ｉ９８７年）
に記載されているように、下記に示す方法が知られてい
る。

すなわち、受光部及び走査部が形成されているために凹
凸のある基板表面を、ポリグルシジルメタクル−１−（
ＰＧＭＡ）等の熱硬化性があり、がっポジ形のＤｅｅｐ
ＴＪＶレジストにもなる透明材料を塗布して平坦化層を
形成し、基板の凹凸を緩和する。次に、ゼラチン等の天
然蛋白質に重クロム酸アンモニウム等を感光剤として添
加した感光性可染性材料を成膜し、続いて、露光、現像
により所望の位置に感光性可染性材料のパターンを形成
する。次に、第】色目の染料でこのパターンを染色し、
第１色目のカラーフィルタパターンを形成した後、混色
防止のためにＰＧＭＡ等の透明材料の保護層でフィルタ
パターンを被い、第１色目のカラーフィルタ層を形成す
る。このカラーフィルタ層を形成する工程を、カラーフ
ィルタを構成する所望の色に見合った回数だけ繰り返し
、固体撮像素子上にカラーフィルタを形成する方法であ
る。通常、このようなカラーフィルタの形成をオンウェ
ハ方式と称している。

また、４一記オンウエハ方式によるカラー固体撮像素ｆ
の製造方法では、固体撮像素子のボンディングパット部
が平坦化層や混色防止保護層で被われてしまうため、平
坦化層や保護層を形成する度に、露光現像するか、ある
いは最終段階で露光現像することで・ボンディングパッ
ド部の開口加工が行われてし）る。

なお、オンウェハ方式によりカラーフィルタを形成した
カラー固体撮像素子及びその製造方法に関するものとし
ては、例えば、テレビジョン学会誌、第３７巻、第７号
、第５５３頁（Ｉ９８３年）や東芝レビュー第４３巻、
第７号、第５４８頁（Ｉ，９８８年）等が挙げられる。

［発明が解決しようとする課題］オンウェハ方式によりカラーフィルタを形成する上記従
来技術のカラー固体撮像素子及びその製造方法には、以
下に示すような問題点があった。

（Ｉ）、カラーフィルタを各色ごとに積層しているため
に、フィルタと撮像素子の受光面との距離が大きく、分
光特性や感度が低い。

（２）、感光性可染性材料として用いているゼラチン等
の天然蛋白質に重クロム酸アンモニウム等を感光剤とし
て添加した組成物は、天然物を使用していることや感光
剤の暗反応が進行することなどのため、感光性可染性材
料の成膜時に膜厚のばらつきが生じ易く、カラーフィル
タ膜厚差のためカラーフィルタの分光特性がばらつく、
入射光が散乱して色のにじみの原因となる。

（３）、ゼラチン等の天然蛋白質に重クロム酸アンモニ
ウム等を感光剤として添加した感光性可染性材料は解像
性が低く、更に、基板からの反射光により露光にかぶり
が生しやすいために、カラーフィルタの高解像度化が難
しく、色分解能も低い。

（４）、基板表面の凹凸段差を解消するために形成する
平坦化層の平坦化効果が低く、平坦化層−Ｌに形成され
たカラーフィルタに膜厚差が生じるため、カラーフィル
タの分光特性がばらつく、入射光が散乱して色のにじみ
の原因となる。

（５）、ボンディングパッド部の開口加工を行う場合、
バット部上の平坦化層や保護層を成膜する度に露光、現
像を繰返して開口加工すると工程が長くなる。また、平
坦化層や保護層を成膜後に、最終段階で露光。

現像して開口加工すると、膜厚が厚いために、感度およ
び解像度が低下する。

したがって、本発明の目的は、上記した問題点を解決す
ることにあり、その第１の目的は、分光特性や感度を向
上させ、解像度や色分解能の高いカラーフィルタを形成
したカラー固体撮像素子を、その第２の目的は、そのよ
うなカラー固体撮像素子を形成する改良された製造方法
を、それぞれ提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記第１の目的は、光電変換を行う受光部と、前記受光
部で発生した電気信号を取り出す走査部と、前記受光部
及び走査部を保護するパッシベーション膜とが予め形成
された半導体からなる固体撮像素子基板上に、透明材料
から成る平坦化層を設け、前記固体撮像素子基板の受光
部に対応した位置に、前記平坦化層を介して同一平面内
に着色材料層から成るカラーフィルタ層を配設した構成
から成るカラー固体撮像素子により達成される。

以下に好ましいそのカラー固体撮像素子の特徴点を列挙
する。

（Ｉ）、充電変換を行う受光部と、前記受光部で発生し
た電気信号を取り出す走査部と、前記受光部及び走査部
を保護するパッシベーション膜とが形成された固体撮像
素子基板上に、有機ケイ素系材料の単層、もしくは有機
高分子材料と有機ケイ素系材料の積層からなる透明な平
坦化層を設け、前記固体撮像素子基板上の受光部に対応
した位置に、前記平坦化層を介して同一平面内に着色材
料から成るカラーフィルタパターン層を配設して成るカ
ラー固体撮像素子により、また、（２）、上記カラーフィルタパターン表面に、同位置同
形状の透明材料からなる表面層が配設されて成る一上記
（Ｉ）記載のカラー固体撮像素子により、また、（３）
、上記カラーフィルタパターン表面に形成した表面層が
有機ケイ素系材料及び／または有機高分子材料から成る
上記（２）記載のカラー固体撮像素子により、また、（４）、−ｔｚ記カラーフィルタパターン表面に同位置
同形状で配設された表面層上を含み上記固体撮像素子基
板−１−に、透明材料から成る表面保護層を配設して成
る上記（２）記載のカラー固体撮像素子により、また、（５）、上記透明材料からなる表面保護層が、有機高分
子材料及び／または有機ケイ素系材料から成る上記（４
）記載のカラー固体撮像素子により、また、（６）。

上記カラーフィルタパターン表面に、同位置同形状で配
設された上記表面層が、凸状のマイクロレンズを構成し
て成る上記（２）乃至（５）の何れか記載のカラー固体
撮像素子により、また、（７）、上記固体撮像素子基板の受光部−Ｌの上記表面
保護層上に、前記受光部に対応した凸状のマイクロレン
ズを配設して成る（４）乃至（６）何れか記載のカラー
固体撮像素子により、また、（８）、上記マイクロレンズが、有機高分子材料及び／
または有機ケイ素系材料から成る（６）もしくは（７）
記載のカラー固体撮像素子により、また、（９）、上記
有機ケイ素系材料が、下記一般式（Ｉ）で表されるアル
カリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン（ＨＯＱＣＨ２５ｘ０３ｙｘ　）ｎ　（ＭａＣＱＣＨ２
５１０３／２　）ｍ・（Ｉ　）〔ただし、■は正の整数
、Ｉｎは０もし、くは正の整数を表し、ｎ／（ｎ４ｍ）
＝：０．４〜１．０〕と、上記一般式（ＩＩ）で表され
る。−ナフトキノ〔ただし、Ｒ１はポリヒドロキシベン
ゾフェノン残基を表す〕もしくは、下記一般式（ＩＩＩ
）〔ただし、Ｒ′は多価アルコール残基を表す〕で表さ
れるα−ジアゾアセトアセテートとから成る組成物から
導かれる有機ケイ素糸材料から成る上記（Ｉ）、（３）
、（５）もしくは（８）記載のカラー固体撮像素子によ
り、また、（Ｉ，０）　、−１：記平坦化層及び表面保護層に用い
られる有機ケイ素系材料が、部分加水分解されたアルコ
キシシランオＴ）ゴマ−１熱架橋性ポリオルガノシルセ
スキオキサン、ポリアルキルシルセスキオキサン及び上
記（９）記載の一般式（Ｉ）で表されるアルカリ可溶性
ポリオルガノシルセスキオキサンからなる群から選ばれ
る少なくとも１種の有機ケイ素系材料から成る上記（Ｉ
）もしくは（５）記載のカーラ−固体撮像素子により、
また、（Ｉ１，）、１記載機高分子材料が、ノボラック樹脂、
ポリビニルフェノール、ノボラック樹脂と上記（９）記
載の一般式（Ｉｎ）で表される　α−ジアゾアセトアセ
テートとから成る組成物、もしくはポリビニルフェノー
ルと前記（９）記載の一般式（ＩＩＩ）で表されるα−
ジアゾアセ１−アセテートとから成る組成物から導かれ
る透明な有機高分子材料から成る上記（Ｉ）、（３）、
（５）、もしくは（８）記載のカラー固体撮像素子によ
り、また、（Ｉ２）、上記凸状マイクロレンズが、ポリビニルフェ
ノール、上記（９）記載の一般式（Ｉ）で表されるアル
カリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン、及びアク
リル酸とアクリル酸エステルの共重合体からなる群から
選ばれたいずれか１種を生成分とするレンズＩ・材料；
もしくはポリビニルフェノール、ポリスチレン、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、及びポリビニルアルコールから
なる群から選ばれたいずれか１種；もしくは−上記（９
）記載の一般式（ＩＩＩ）で表されるα−ジアゾアセト
アセテ・−トを感光剤として用いるアルカリ現像形ポジ
型レジストから成る上記（８）記載のカラー同体撮像素
子により、そしてまた、（Ｉ，３）、、、上記平坦化層に用いられている有機高
分子材料が、分子末端がエンドキャップされたポリイミ
ド前駆体を加熱硬化してなる透明ポリイミド、もしくは
ＤｅｅｐＵＶレジスｌ〜から成る上記（Ｉ）記載のカラ
ー固体撮像素子により、達成される。

そして、上記第２の目的は、（Ｉ，４）、光電変換を行う受光部と、前記受光部で発
生した′市気信号を取り出す走査部と、前記受光部及び
走査部を保護するパッシベーション膜とが予め形成さ九
た半導体基板からなる固体間ＩＪｋ素子基板上に、有機
ケイ素系材料を用いて透明な平坦化層を形成する工程、
もしくは下地に予め有機高分子材料を成膜した後、続い
てその」二に前記有機ケイ素系材料を積層して透明な平
坦化層を形成する工程と：前記平坦化層」二に所定の着
色材料層から成るカラーフィルタ膜を形成する工程と、
前記固体撮像素子基板の受光部に対応した位置の前記カ
ラーフィルタ膜上に選択的にレンズ１−マスクパターン
を形成する工程と、前記レジストマスクパターンをマス
クとして前記カラーフィルタ膜を選択的にドライエツチ
ングすることによりカラーフィルタパターンを形成する
工程とから成るカラーフィルタ形成工程と；前記カラー
フィルタ形成工程をカラーフィルタの着色材料の構成に
見合って複数回線返す工程とからなり、前記平坦化層−
４二の同一平面内に所定の複数色のフィルタを形成して
成るカラー固体撮像素子の製造方法により、また、（Ｉ
５）、、、ｈ記しジストマスクパターンを形成する工程
が、に記フィルタ膜上に感光性有機ケイ素系材料からな
るレジストを成膜し、これを所定のマスクパターンを用
いて露光、現像して所定の位置に有機ケイ素系レジスト
マスクパターンを形成する工程から成り、上記カラーフ
ィルタパターンを形成するに程が、前記レジストマスク
パターンをマスクとして酸素を含むガスプラズマによる
ドライエツチングにより、上記カラーフィルタ膜を選択
的にドライエツチングするカラーフィルタパターン形成
工程からなる上記（Ｉ４）記載のカラー固体撮像素子の
製造方法により、また、（Ｉ６）、、、、）−、記載機ケイ素系レジストマスク
パターンを形成する工程の前工程として、その下地膜と
なる透明材料から構成さ九る有機高分子膜を上記カラー
フィルタ膜上に形成する工程を付加して成る上記（Ｉ４
）もしくは（Ｉ５）記載のカラー固体撮像素子の製造方
法により、また、（Ｉ７）、上記カラーフィルタパターン形成工程の後に
、上記載機ケイ素系レジストマスクパターンを全面露光
し、剥離せずに残存せしめる工程を有して成る上記（Ｉ
４）、（Ｉ５）もしくは（Ｉ６）記載のカラー固体撮像
素子の製造方法により、また、（Ｉ８）、上記カラーフィルタ形成工程において、上記
カラーフィルター１−に剥離せずに残存させた有機ケイ
素糸しジスＩ・パターン、もしくは有機高分子膜と有機
ケイ素糸しジスＩへとの２層パターンを加熱、流動せし
めて、その表面張力により凸状を保持した状態下で硬化
せしめ前記カラーフィルタ」二にマイクロレンズ後形成
する工程を付加して成る上記（Ｉ５）、（Ｉ６）もしく
は（Ｉ７）記載のカラー固体撮像素子の製造方法により
、また、（Ｉ，９）、１記カラーフイルタ形成工程の後に、その
表面層上に透明材料から成る表面保護層を形成する工程
を付加して成る上記（Ｉ５）、（］６）もしくは（Ｉ７
）記載のカラー固体撮像素子の製造方法により、また、（２０）　、−上記固体撮像素子基板の受光部及びその
上部のフィルタに対応した位置の上記表面保護層−Ｉ−
に、凸状のマイタロレンズを形成する工程を付加して成
る上記（Ｉ９）記載のカラー固体撮像素子の製造方法に
より、また、（２１，）、上記表面保護層上に凸状のマイクロレンズ
を形成する工程が、ＤｃｅｐＵＶレジストを成膜し、こ
れを所定のマスクを介して露光し、現像することにより
上記固体撮像素子基板の受光部及びその上部のフィルタ
に対応した位置に対してレジストパターンを形成する工
程と、前記レジストパターンを加熱して凸状レンズを形
成する工程から成る−１−記（２０）記載のカラ・一固
体撮像素子の製造方法により、また、（２２）、上記しジストパターンを形成する工程の後に
、このレジストパターンを全面露光し、脱色した後、前
記レジストパターンを加熱して凸状レンズを形成する工
程から成る一上記（２１）記載のカラー固体撮像素子の
製造方法により、また、（２３）、１記表面保護層上に
凸状のマイクロレンズを形成する工程が、上記表面保護
層上に透明な有機高分子膜を形成する工程と、前記有機
高分子膜−にに有機ケイ素系レジストを成膜し、これを
所定のマスクを介して露光し、現像することにより上記
固体撮像素子基板の受光部及びその上部のフィルタに対
応した位置に対してレジストパターンを形成する工程と
、この有機ケイ素系レジストパターンをマスクとして酸
素を含むガスプラズマによるドライエッチングにより前
記有機高分子膜のパターンを形成する工程と、前記レジ
ストパターンを剥離する工程と、前記有機高分子膜のパ
ターンを加熱して凸状レンズ後形成する工程から成る上
記（２０）記載のカラー固体撮像素子の製造方法により
、また、（２４）、上記固体撮像素子基板上に予め形成されたボ
ンディングパット部上に、上記平坦化層形成工程及びカ
ラーフィルタ形成工程後の表面保護膜形成工程で順次積
層された平坦化層及び表面保護層の一ヒに、有機レジス
トを成膜する工程と、前記ボンディングパット部を前記
積層膜から露出させるための所定のマスクパターンを介
して露光し、現像することにより所定の有機レジストパ
ターンを形成する工程と５前記載機レジストパターンを
マスクとして前記積層膜をドライエッチング加工してボ
ンディングパット部血出させる」−程を含む上記（Ｉ４
）もしくは（Ｉ９）記載のカラー固体撮像素子の製造方
法により、また４（２５）、上記透明材料から成る表面保護層が、有機高
分子材料及び／または有機ケイ素系材料を成膜する工程
から成る上記（Ｉ９）記載のカラー固体撮像素子の製造
方法により、また、（２６）、−１−記載機ケイ素系材料及び有機ケイ素系
レジストが、上記（９）記載の有機ケイ素糸Ｈ料組成物
から成る上記（Ｉ４）、（Ｉ５）、（Ｉ６）、（Ｉ８）
、（２３）もし、くは（２５）記載のカラー固体撮像素
子の製造方法により、また、（２７）、Ｊ１記平坦化層及び表面保護層を形成する有
機ケイ素系材料が、部分加水分解されたアルコキシシラ
ン方すゴマー、熱架橋性ポリオルガノシルセスキオキサ
ン、ポリアルキルシルセスキオキサン、及び上記（９）
記載の一般式（Ｉ）で表されるアルカリ可溶性ポリオル
ガノシルセスキオキサンからなる群から選ばれた少なく
とも１種の有機ケイ素系材料から成る上記（Ｉ４）もし
くは（２５）記載のカラー固体撮像素子の製造方法によ
り、また、（２８）　、上記平坦化層、表面保護層、及
び凸状マイクロレンズを形成する有機高分子材料が、ノ
ボラック樹脂、ポリビニルフェノール、ノボラック樹脂
と上記（９）記載の一般式（ＩＩＩ）で表されるａ、　
−ジアゾアセトアセテートとから成る組成物、もしくは
ポリビニルフェノールと前記一般式（ｎｌ）とから成る
組成物から導かれる透明な有機高分子材料から成る上記
（Ｉ４）、（２３）もしくは（２５）記載のカラー固体
撮像素子の製造方法により、また、（２９）　、上記凸
状マイクロレンズを形成する有機高分子材料が、ノボラ
ック樹脂、ポリビニルフェノール、ポリスチレン、エポ
キシ樹脂、及びアクリル樹脂から選ばれた少なくとも１
種から成る−１−記（２３）記載のカラー固体撮像素子
の製造方法により、また、（３０）、上記凸状マイクロレンズを形成する工程に用
いられているＤｅｅｐＵＶレジストもしくはＵＶレジス
トが、ポリビニルフェノール、上記（９）記載の一般式
（Ｉ）で表されるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセス
キオキサン、及びアクリル酸とアクリル酸エステルの共
重合体からなる群から選ばれたいずれか１種を主成分と
するレンズ１〜材料、もしくは上記（９）記載の一般式
（ｕｉ）で表されるα−ジアゾアセトアセテ−Ｉ・を感
光剤として用いるアルカリ現像形ポジ型レジストから成
る上記（２１）もしくは（２２）記載のカラー固体撮像
素子の製造方法により、また、（３１）、上記平坦化層に用いられている有機高分子材
料が、分子末端がエンドキャップされたポリイミド前駆
体を加熱硬化してなる透明ポリイミド、もしくはＤｅｅ
ｐＵＶレジストから成る上記（Ｉ４）記載のカラー固体
撮像素子の製造方法により、また、（３２）、１記ボン
ディングパット部上の平坦化層及び表面保護層を含む積
層膜を１くライエツチング加工することにより開口し、
固体撮像素子基板に設けられた前記ボンディングパット
部を露出する］１程において、前記積層膜が有機ケイ素
系材料で形成されている場合にはＣＦ４を含むガスプラ
ズマにより、有機高分子材料で形成されている場合には
、酸素を含むガスプラズマによりドライエツチング加工
する工程を含むボンディングパッド部加工工程を有する
上記（２４）記載のカラー固体撮像素子の製造方法によ
り、また、＝３２（３３）、上記固体撮像素子基板に配設されたボンディ
ングパッド部上に積層された平坦化層上に、有機レジス
トを成膜し、所定のマスクを介して露光し、現像するこ
とにより所定の有機レジストパターンを形成する工程と
、前記有機レジスＩ−パターンをマスクとして前記平坦
化層をドライエツチングして開口し、ボンディングパッ
ド部を露出させる工程と、前記有機レジストをカラーフ
ィルタの表面保護層として残存させる工程とを含むボン
ディングパッド部加工工程を有する−１−、記（Ｉ４）
記載のカラー固体撮像素子の製造方法により、そしてま
た、（３４）、上記カラーフィルタ形成工程が、上記平坦化
層」二に所定の色からなる着色材料層を成膜する工程と
、前記着色材料層上に透明材料から成る有機高分子膜を
形成する工程と、前記有機高分子膜上に有機ケイ素系レ
ジストを成膜し、続いて所定パターンのマスクを介して
露光し、現像して所定の位置に有機ケイ素系レジストパ
ターンを形成する工程と、前記有機ケイ素系レジストパ
ターンをマスクとして酸素を含むガスプラズマを用い、
前記平坦化層をエツチングストッパーとしてドライエツ
チングを行い、前記有機高分子膜及び着色材料層の積層
パターンを形成し、耐記載機高分子膜−ヒの有機ケイ素
糸しジスＩ−パターンを剥離せずに残し、前記有機ケイ
素糸しジスＩ−パターンが表面に被覆された前記有機高
分子膜及び着色材料層から成る積層膜を形成する工程と
、前記有機高分子膜及び着色材料層から成る積層膜を形
成する工程をカラーフィルタの着色材料の構成に見合っ
て複数回線り返し、前記固体撮像素子基板の受光部に対
応した位置に前記平坦化層を介して、同一・平面内に有
機高分子膜と有機ケイ素系レジストとが上層に積層被覆
された所定の複数色のカラーフィルタを形成する工程と
、前記有機ケイ素系レジストパターンを全面露光し、所
定の現像液を用いてこれを溶解除去する工程と、これに
より露出した前記有機高分子膜を加熱して凸状のマイク
ロレンズを形成する工程とを含む上記（Ｉ４）記載のカ
ラー固体撮像素子の製造方法により、達成される。

以下、本発明のカラー固体撮像素子の構成について、断
面図によってさらに具体的に説明する。

第１図は、本発明カラー固体撮像素子の一構成例を示し
たものである。

図示のように、本発明のカラー固体撮像素子は、予め半
導体基板主表面に光電変換を行う受光部、前記受光部で
発生した電気信号を取り出す走査部、前記受光部及び走
査部を保護するパッシベーション膜等が形成された固体
撮像素子基板１１、その−Ｆに透明材料を用いて形成し
た平坦化層１２、固体撮像素子基板の受光部に対応した
位置に、平坦化層１２を介して同一平面内に着色材料層
を配設した複数色のカラーフィルタ層］３、カラーフィ
ルタ表面に同位置同形状で透明材料を用いて配設した表
面層１４、及びこれらの上に透明材料を用いて配設した
表面保護層１５から成る。

第２図は、上記第１図の表面層１７′ｌで凸状のマイク
ロレンズ１６を構成した例を示したものである。

第３図は、上記第１図の表面保護層１５１ユに、５一固体撮像素子基板の受光部に対応した位置に対して凸状
のマイクロレンズ１６を配設した構成例を示したもので
ある。

第４図は、上記第１図の複数色のカラーフィルタ層１；
３上の表面層１４を除去して、これらカラーフィルタ層
１３の表面を含む基板上に、表面保護Ｍ１−５を配設し
た構成例である。

第５図は、上記第４図の表面保護層」５上の、受光部及
びフィルタ層に対応した位置に対して凸状のマイクロレ
ンズ１Ｇを配設した構成例である。

第６図は、本発明の上記第１図に示したカラー固体撮像
素子を製造する一工程例を示したものである。

まず、第６図（ａ）に示すように、光電変換に行う受光
部、受光部で発生した電気信号を取り出す走査部、受光
部及び走査部を保護するパッシベーション膜等が形成さ
れた半導体からなる固体撮像素子基板２　］、　（Ｉ，
１）上に、透明材料から成る平坦化層２２　（Ｉ２）を
形成する。

次に、第６図（ｂ）　　に示すように、平坦化層２２　
（Ｉ２）上に所望の色からなる着色材料層２３１（Ｉ３
）を成膜する。

次に、第６図（ｃ）に示すように、着色材料層２３１　
（Ｉ３）上に表面層として有機ケイ素糸しジス１−２４
　（Ｉ，４）を成膜し、続いて、受光部のパターンに見
合ったマスクパターン（図面省略）を介して露光し、現
像して所定の位置に有機ケイ素糸しジス１〜のパターン
２４　（Ｉ４）を形成する。

次に、第６図（ｄ）に示すように、有機ケイ素系レジス
トのパターン２４をマスクとして酸素を含むガスプラズ
マによるドライエツチングにより。

所定の位置に所定の着色材料層から成るカラーフィルタ
パターン２３１　（Ｉ３）を形成する。この時、着色材
料層パターン２３上の有機ケイ素系レジストパターン２
４を剥離せずに残す。

次に、第６図（ｅ）に示すように、第６図（ｂ　、）〜
第６図（ｄ）のカラーフィルタを形成する工程を、カラ
ーフィルタを構成する着色材料の種類に見合った複数回
線り返し、基板の受光部に対応した位置に平坦化層２２
を介して同一平面内に所定の複数色のカラーフィルタＪ
１２３及び有機ケイ素系レジストから成る表面層２４を
形成する。

次に、第６図（ｆ）に示すように、着色材料層（カラー
フィルタ層）２３上の有機ケイ素系レジストパターン２
４を全面露光しく図示せず）、脱色した後、カラーフィ
ルタ層２；３、及び表面層（有機ケイ素系レジストパタ
ーン）２４上に、透明材料から成る表面保護層２５　（
Ｉ５）を形成し、カラー固体撮像素子を得る。

第７図は、本発明の上記第２図に示したカラー固体撮像
素子を製造する一工程例を示したものである。

第７図（ａ）に示すように、上記第６図（ａ）〜（０）
に示す工程により、着色材料層２３上の有機ケイ素系レ
ジストパターン（表面層）２４を全面露光しく図示せず
）、脱色した後、加熱にして表面層２４を凸状のマイク
ロレンズ２６とする。

次に第７図（ｂ）に示すように、カラーフィルタ層２３
及びマイクロレンズ２６上を含む基板上に、透明材料か
ら成る表面保護層２５を形成し、カラー固体撮像素子を
得る。

第８図は１本発明の上記第３図に示したカラー固体撮像
素子を製造する一工程例を示したものである。

第８図（ａ）に示すように、上記第６図（ａ）〜（ｆ）
に示す工程により、表面像；１２５まで形成した後、有
機１ノジスＩ−を成膜し、所定のマスクを介して露光し
、現増して所定の位置に有機レジストパターン２６１を
形成する。

次に、第８図（ｂ）に示すように、有機レジストパター
ン２６１を加熱して凸状のマイクロレンズ２６とし、カ
ラー固体撮像素子を得る。

第９図は、本発明の−に足温４図に示したカラー固体撮
像素子を製造する一工程例を示したものである。

第９図（ａ）に示すように、上記第６図（ａ）〜（ｅ）
に示す工程により、上記基板２１　（Ｉ１）の受光部に
対応した位置に平坦化層２２　（Ｉ２）を介して同一平
面内に所定の複数色のカラーフィルタ層２３　（Ｉ３）
及び有機ケイ素系レジストから成る表面層２４　（Ｉ４
）を形成する。

次に、第９図（ｂ）に示すように、有機ケイ素系レジス
トパターン２４　（Ｉ４）を全面露光し、レジスト現像
を用いて現像してレジストパターン（表面層）２４−（
Ｉ４）を全面剥離する。

次に、第９図（ｃ）　　に示すように、平坦化層２２（
Ｉ，２）、カラーフィルタ層２３　（Ｉ３）上に表面保
護層２５　（Ｉ５）を形成しカラー固体撮像素子を得る
。

第１０図は、本発明の上記第５図に示したカラー固体撮
像素子を製造する一工程例を示したものである。

第１０図（ａ）に示すように、上記第６図（ａ）〜（ｅ
）に示す工程により、上記基板２１　（Ｉ１）の受光部
に対応した位置に平坦化層２２　（Ｉ２）を介して同一
・平面内に所望の複数色のカラーフィルタ層２３　（Ｉ
３）、及び有機ケイ素系レジストパターンから成る表面
Ｍ　２４．　（Ｉ４）を形成する。

次に、第１０図（ｂ）に示すように、有機ケイ素系レジ
ストパターン２４を全面露光し、レジスト現像液を用い
てレジストパターン２４を全面剥離する。

次に、第１０図（ｃ）に示すように、平坦化層２２　（
Ｉ２）、カラーフィルタＭ　２３　（Ｉ３）ｊ二に表面
保護層２５　（Ｉ５）を形成する。

次に、第８図（ａ）と同様にして、表面保護層２５　（
Ｉ５）上に有機レンズ１〜を成膜し、所定のマスクを介
して露光し、現像して所定の位置に有機レンズ１へパタ
ーン２６１を形成し、第１０図（ｄ）に示すように、有
機レジストのパターン２６１を加熱して凸状のマイクロ
レンズ２６　（Ｉ６）とし、カラー固体撮像素子を得る
。

第１１図は、上記第７図と同様に本発明の上記第２図に
示したカラー固体撮像素子を製造する一工程例を示した
ものである。

第１１図（ａ）に示すように、光電変換を行う受光部、
受光部で発生した電気信号を取り出す走査部、受光部及
び走査部を保護するパッシベーション膜等が形成された
固体撮像素子基板２１　（Ｉ１）上に、透明材料から成
る平坦化層２２　（Ｉ２）を形成する。

次に、第１１図（ｂ）に示すように、上記平坦化層２２
　（＋２）、Ｊ−に、所定の色からなる着色材料層２３
１　（Ｉ，３）を成膜する。

次に、第１１図（ｃ）に示すように、上記着色材料層２
３１上に光学的に透明な有機高分子材料からなる表面層
２７　（Ｉ４，２４）を成膜する。

次に、第１−１図（ｄ）に示すように、上記有機高分子
材料２７−Ｆに、ポジ形有機ケイ素系レジストを成膜し
、続いて所定のマスクを介して露光し、現像して受光部
上の所定の位置に有機ケイ素系レジストパターン２８を
形成する。

次に、第１１図（ｅ）に示すように、有機ケイ素系レジ
ストのパターン２８をマスクとして酸素を含むガスプラ
ズマによるドライエツチングにより、平坦化層２２をエ
ツチングストッパーとして、所定の位置に所定の着色材
料層から成るカラーフィルタパターン２３を形成する。

この時２着色材料層パターン２３上の有機ケイ素系レジ
ストパターン２８を剥離せずに残す。

次に、第１１図（ｆ）に示すように、第１１図（ｂ）〜
第１１図（ｅ）までのカラーフィルタを形成する工程を
フィルタを構成する着色材料の種類に応じて複数回線り
返し、基板２１の受光部に対応した位置に平坦化層２２
を介して同一平面内に所望の複数色のカラーフィルタ層
２３、有機高分子膜２７及び有機ケイ素系１ノジス１−
パターン２８を形成する。

次に、第１１図（ｇ）に示すように、有機ケイ素系レジ
ストパターン２８を全面露光しく図示せず）、レジスト
現像液を用いてレジストパターンを剥離する。

次に、第１−１図（ｈ）に示すように、加熱して有機高
分子膜２７を凸状のマイクロレンズ２６（Ｉ６）どする
。

次に、第１１−図（ｉ）に示すように、カラーフィルタ
ｌ　２３　（Ｉ３）と凸状マイクロレンズ２６　（Ｉ，
６）を含む基板−４二に、　透明材料から成る表面保護
層２５　（Ｉ５）を形成し、カラー固体撮像素子を得る
。

次に上述のカラーフィルタ用の着色材料、平坦化層、フ
ィルタ表面層、表面保護層及びマイクロレンズについて
詳述する。

［着色材料］：着色材料の好適な例としては、合成水溶性樹脂やアクリ
ル樹脂に染料や顔料を分散させた組成物、スチルバゾリ
ウム基を含むポリビニルアルコールケン化合物と分散顔
料の組成物、スチルバゾリウム基を含むポリビニルアル
コールケン化合物とアジド化合物及び染料の組成物、あ
るいは、アクリル樹脂とトリアジン化合物及び顔料の組
成物などの着色材料、顔料を分散させたポリイミド等の
着色熱硬化樹脂など、周知のカラーフィルタ用材料があ
げられる。

［平坦化層］：平坦化層は、有機ケイ素系材料の１１．層、あるいは有
機高分子材料と有機ケイ素系材料の積層から成る。

に述の有機ケイ素系材料の好適な例としては、部分加水
分解されたアルコキシシランオリゴマー熱架橋性ポリオ
ルガノシルセスキオキサン、ポリアルキルシルセスキオ
キサン、前記一般式（Ｉ）＝４４で表されるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキ
サンなどが挙げられる。

また、上述の有機ケイ素系材料の市販材料としては、例
えば東京応化工業製の商品名ＯＣＤ、１１立化成工業製
の商品名Ｈ８Ｇ、東し・シリコーン社製の商品名’１”
　Ｓ　Ｉ　Ｒなどが挙げられる１、また、その他の有機
ケイ素系材料としては、有機ケイ素系レジストを加熱硬
化したものが好適な例として挙げられ、有機ケイ素糸し
ジス１〜としては、前記一般式（Ｉ）で表されるアルカ
リ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサンと、前記一般
式（Ｕ）で表されるＯ−デフ１〜キノンジアジド、また
は前記一般式（ＩＩＩ）で表されるα−ジアゾアセトア
セテートとから成る組成物から導かれる材料等が挙げら
れる。

上記０−ナフトキノンジアジドの具体例としては、例え
ば、Ｒ１が２．３．４−トリヒドロキシベンゾフェノン
、２，３，４．４’　−テ１〜ラヒドロキシベンゾフェ
ノン等であるものが挙げられるが、これらに限定される
ものではない。

また、α−ジアゾアセトアセテートの具体例としては、
例えば、コール酸アルキルエステル、ペンタエリトリト
ール等の脂肪族多価アルコール、Ｒ？が２，３．４−ト
リヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４．４’−テト
ラヒドロキシベンゾフェノン等のポリヒドロキシベンゾ
フェノンであるもの等が挙げられる。

に連のｒｆ機ケイ素素糸しス１〜の具体的な例は。

例えば特開昭６２−１５９１４、特開平１−８０９４４
等に示された組成物が挙げられる。

ト述の有機高分子材料としては、ノボラック樹脂、ポリ
ビニルフェノール、ポリスチレン、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂、ポリビニリフエノール等から成る透明な有機
高分子材料、ノボラック樹脂あるいはポリビニルフェノ
ールと前記一般式（ｎ）あるいは（ＩＩＩ）で表される
化合物とから成る組成物から導かれるＤｅｅｐＵＶレジ
ストあるいはＵＶレジスト、分子末端がエンドキャップ
されたポリイミド前駆体を加熱硬化してなる透明ポリイ
ミド５等か挙げられる。

ト述のＤｅｅｐＵＶ！ノジストあるいはＵＶレジストの
市販材料としては、東京応化工業製の商品名○ＤＵＲ−
１０００、日立化成工業製の商品名丁くＤ−２００ＯＮ
、シプレ社製の商品名ＡＺ−２３などが挙げられる。

分子末端がエンドキャップされたポリイミド前駆体とし
ては、下記一般式（ＩＶ）、（Ｖ）、（■）で表される
ポリイミド前駆体が好適な例として挙げられる。

〔ただし、上記一般式（ＩＶ）中のＡｒ１及びＡｒ’は
共に可視光領域で透光性を阻害しない有機基で、Ａｒ’
は４個以上の炭素を含む４価の有機基を。

Ａｒ２は２価の有機基を表し、Ｒ３はメチル、エチ＝４
８− ル、プロピル、ブチルもしくはフェニル基であり、Ｒ４
はメチル、エチル、ブチル、フェニル、メトキシ、エト
キシ、プロポキシ、ブトキシもしくはフェノキシ基であ
り　Ｒ５はメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン
もしくはフェニレン基であり、ｎｌはＯまたは１〜３の
整数であり、ｎは１〜１００の整数である〕、一般式のうちから選ばれた少なくとも一種類の基であり、ｎ＝
１〜１００である〕、〔ただし、上記一般式（Ｖ）中、Ａｒ１は４個以りの炭
素を含む４価の有機基を、Ａｒ’は２価の有機基を表し
２、Ｒ６は、〔ただし、上記一般式（Ｖ）中のＡｒ’及び八ｒ２は共
に可視光領域で透光性を凹害しない有機基で、Ａｒ’は
４個以上の炭素を含む４価の有機基を、Ａｒ２は２価の
有機基を、Ｒ７は１価の有機基をそれぞれ表し、ｎは１
〜１００の整数である〕［フィルタ表面層、表面保護層
コニフィルタ表面層、表面保護層は有機高分子材料及び／ま
たは有機ケイ素系材料から成る。これらの材料の好適な
例としては、」；記平坦化層に用いられる材料が挙げら
れる。

［マイクロレンズ］：マイクロレンズは有機高分子材料及び／または有機ケイ
素系材料から成る。

有機ケイ素系材料としては、上述の有機ケイ素系レジス
トが好適な例として挙げられ。

また、有機高分子材料としては、ノボラック樹脂、ポリ
ビニルフェノール、ポリスチレン、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂、ポリビニルフェノール等から成る透明な有機
高分子材料、ノボラック樹脂あるいはポリビニルフェノ
ールと前記一般式（ＩＩ）あるいは（Ｉｆｆ）で表され
る化合物とから成る組成物から導かれるＤｅｅｐＵＶレ
ジスト、もしくはＵＶレジスト、前記一般式（Ｉ）で表
されるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン
、及びアクリル酸とアクリル酸エステルの共重合体から
なる群から選ばれたいずれか１種を主成分とするレジス
ト材料；もしくは前記一般式（ＩＩＩ）で表されるα−
ジアゾアセトアセテ−１〜を感光剤として用いるアルカ
リ現像形ポジ型レジスト等が挙げられる。

［作用］本発明のカラーフィルタ層は、カラーフィルタとして着
色材料層を使用して同一平面内に形成するために、フィ
ルタと撮像素子の受光面との距離を小さくでき、カラー
フィルタの膜厚差を小さくできるので、分光特性や感度
が向上し、入射光の散乱を抑え、色のにじみを低減する
ことができる。

また、着色材料層をドライエツチングによりパターニン
グすることで、フィルタパターンの解像度、色分解能を
向上させることができる。

平坦化層として、その表面に有機ケイ素系材料を用いる
ことにより、着色材料層をドライエツチングによりパタ
ーニングする際のストッパ層として用いることができる
。

カラーフィルタ表面層を、有機ケイ素系材料の単層、あ
るいは有機高分子材料と有機ケイ素系材料の積層で形成
することにより１着色材料をドライエッチングによりパ
ターニングする際のドライエッチングレジストとして用
いることができる。

また、カラーフィルタ表面層を加熱により凸状のマイク
ロレンズとすることで、カラーフィルタ表面に合理的に
マイクロレンズを形成することができる。

［実施例コ以下、本発明の詳細な説明する。

実施例１゜この実施例では、先に説明した第１図の構成と同一構成
の固体撮像素子及びその製造方法につき、第１２図の工
程図にしたがって説明する。

半導体基板内に予め受光部及び走査部が形成され、しか
もその表面がパッシベーション膜に覆オ〕れた最大２．
５μｍの表面段差がある固体撮像素子基板２２−ヒに、
有機高分子材料としてノボラック樹脂とノボラック樹脂
に対して３０ｗｔ％ペンタエリスリトール−テトラキス
（α−ジアゾアセトアセテート）を含んだ組成物をスピ
ン塗布し、２００°Ｃで３０分間加熱して約１．５μｍ
厚の膜を第１−層目の平坦化膜として形成した。

次に、第２層目の平坦化膜として有機ケイ素系ポジ型レ
ジストである日立化成製工業（株）製の商品名ＲＵ−１
６００Ｐをスピン塗布し、８５℃で３０分間加熱した後
、高圧水銀灯を用いて大過剰の露光量で全面露光（例え
ば、約２０００ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ”照射）し、ブリー
チングさせてレジスト膜の透光性を向上させ、次いで２
００℃で３０分間加熱して約０．７μｍ厚の有機ケイ素
系材料の膜を形成した。これにより、約２．２μｍ厚の
平坦化［２２を固体撮像素子基板２１上に形成した〔第
１２図（ａ）〕。

次ぎに、この平坦化層２２上にカラーフィルタを形成す
る訳であるが、この例ではフィルタ膜として赤、緑、青
の三原色型着色フィルタを設ける例について説明する。

先ず第−色目緑色フィルタの形成として、平坦化層２２
上に、アクリルアミド系ポリマを含む合成樹脂材料であ
る日本化架装の商品名ＣＦ　Ｒ６３３Ｌ　１にアシッド
サイアニングリーンＧ（同じく日本化架装の商品名Ｋａ
ｙａｎｏｌ　Ｃｙａｎｉｎｓ　Ｇｒｅｅｎ　Ｇ）１，０
ｗｔ％を溶解した組成物をスピン塗布し、１６０℃で１
０分間加熱して約１．０μｍ厚の緑色フィルタ膜２３１
−６を形成した〔第１２図（ｂ）〕。

次にフィルタ膜２３１−Ｇ上に有機ケイ素系ポジ型レジ
ストＲＵ　−１６００Ｐを通常のフォトリソグラフィー
技術によりパターニングした。すなわち、ＲＵ−１６０
０Ｐをスピン塗布し、８５℃で３０分間加熱した後、所
望の受光部に対応した位置にレジストパターン２４を残
すようにｇ線（４３６ｎｍ）ステッパを用いて約２００
ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ’照射、露光し、アルカリ現像液（
０，６６ｗ　ｔ％のＮ　Ｍ　Ｄ−３（東京応化工業製商
品名）〕を用いて現像し、フィルタ膜上に約０．５μｍ
厚のレジストパターン２４を形成した〔第１２１刈（Ｃ
））。

次に、上記レジストパターン２４をマスクとして酸素ガ
スプラズマで緑色フィルタ膜２３１−Ｇをドライエッチ
ングし、フィルタ膜下部の平坦化層２２を露出させ、所
望の受光部に対応した位置に緑色フィルタパターン２３
−Ｇを形成した〔第１２図（ｄ）〕。

この時、レジスト２４はフィルタパターン２３−ＧＪ−
に残している。

以下、第１２図（ｂ）〜第１２図（ｄ）と同様の工程を
繰返し、青色、赤色のフィルタを順次作成し、最終的に
三色のフィルタを形成するが、ここでは緑色フィルタの
製造工程図を代表例として示し、青色及び赤色フィルタ
の各工程図は省略し、説明のみとする。

次に、第二色目の青色着色フィルタの形成として、上記
ＣＦ　Ｒ６３３Ｌ　１にアリザリンダイレフＩ・ブルー
Ａ２Ｇ（日本化架装の商品名Ｋａｙａｎｏｌ　Ｂ　ｌｕｅ　Ｎ
　２　Ｇ）１、Ｏｗ　ｔ％を溶解した組成物をスピン塗
布し、１６０℃で１０分間、加熱して約１．０μｍ厚の
青色フィルタ膜（２３１−８図面省略）を形成した。

次に、フィルタ膜上に有機ケイ素系ポジ型レジストＲＵ
−１６００Ｐを一ヒ述のパターニング条件により、所望
の受光部に対応した位置にレジス１へパターンを残すよ
うに、フィルタ膜（２３１−＋３）上に約０．５μｍ厚
のレジストパターン２４を形成した。

次に、上記レジストパターン２４をマスクとして酸素ガ
スプラズマで青色フィルタ膜（２３１，−Ｂ）をドライ
エツチングし、フィルタ膜下部の平坦化層２２を露出さ
せ、所望の受光部に対応した位置に青色フィルタパター
ン（２３１−Ｂ）を形成した。この時、レジスト２４は
フィルタパターン（２３１−Ｂ）Ｊ二に残している。

次に第三色目の赤色フィルタの形成として、上δ己ＣＦ
Ｒ６３３Ｌ１にアシッドブリリアントスカーレット３Ｒ
（住人化学製の商品名Ｂ　ｒｉｌｌｉａｎｔ　Ｓ　ｃａ
ｒｌｅｔ　３　Ｒｃｏｎｅ）　０．８ｗ　ｔ％を溶解し
た組成物を用いて、残りの受光部上に赤色フィルタ膜（
２３１−Ｒ）を形成し、上記の緑色フィルタパターン（
２３１〜Ｇ）及青色フィルタパターン（２３１−Ｂ）を
形成した操作と同一操作を繰り返して、赤色フィルタパ
ターン（２３］、−Ｒ）を形成し、かくして平坦化Ｊｉ
２２上の同一平面上に緑、青及び赤からなる三色のフィ
ルタパターン（２３−Ｇ、２３−Ｂ、２３−Ｒ）を形成
した〔第１２図（ｅ）〕。

次に、上記フィルタパターン上のＲＵ　−１，６００Ｐ
パターンを、高圧水銀灯を用いて約２０００ｍＪ／Ｑｍ
”照射、全面露光し、ブリーチングさせてレジスト膜の
透光性を向上させた。

次いで、ノボラック樹脂とノボラック樹脂に対して３０
ｗｔ％ペンタエリスリトール−テトラキス（α−ジアゾ
アセトアセテート）を含んだ組成物をスピン塗布し、１
６０℃で２０分間加熱して約１．０μｍ厚の表面保護層
２５を形成し、第１図に示した構造と同一構造のカラー
固体撮像素子を得た〔第１２１１（ｆ）〕。

上記のとおり、本発明においては、いずれのフィルタ膜
のパターニングも酸素プラズマエツチングによるドライ
エッチングプロセスによったが、これを実用上可能なら
しめているのは、下地層としての平坦化層２２が、有機
ケイ素系樹脂から成りこれが耐ドライエツチング性に極
めて優れているからである。したがって、複数回のドラ
イエツチングプロセスによるフィルタ膜のパターニング
を繰り返しても平坦化層は何らの影響も受けず、フィル
タ膜エツチング時のストッパーとして十分に耐え、これ
により同一平面上に高精度のカラーフィルタの形成を可
能としている。

実施例２゜ −上記実施例１と同様にして固体撮像素子基板２２Ｆに
、平坦化８２２を形成し、この平坦化層２２上にカラー
フィルタを形成した。ただし、この例ではフィルタとし
てシアン、イエロ、グリーン、マゼンタからなる補色型
の着色フィルタを設ける例について説明するものである
が、フィルタ膜の形成工程以外は、実施例１と同一（た
だし、フィルタ膜の形成工程が４回となる）であるので
フィルタ膜の形成条件に−〕いてのみ説明し、ドライエ
ッチングプロセスによるフィルタのパターニング及びフ
ィルタパターン−Ｆへの表面保護層２５の形成工程等に
ついては省略する。

フィルタ膜の形成は、いずれも実施例１−と同様にベー
スポリマとしての上記ＣＦＲ６３３Ｌ１に、下記の染料
を溶解させた材料を用いて補色型各色のフィルタを形成
した。

シアン：アシッドサイアニン６Ｅ（日本化架装の商品名
Ｋａｙａｎｏｌ　Ｃｙａｎｉｎｅ　６　Ｂ）１．０ｗ　
ｔ％を溶解した。

イエロ：ミーリングイエロＯ（Ｍｊｌ］ｉｎｇ　Ｙｅｌ
ｌｏＩｌｌＯ）を１．２ｗ４％を溶解した。

グリーン：アシッドサイアニングリーンＧ（同じく日本
化架装の商品名Ｋ　ａｙａｎｏｌＣｙａｎｊ、ｎｅ　Ｇ
ｒｅｅｎ　Ｇ）１．Ｏｗ　ｔ、％を溶解した。

マゼンタ：アシッドサイアニン５Ｒ（Ｉ−Ｅ本化架装の
商品名ＫａｙａｎｏＬ　Ｍｊ月］Ｂ　Ｃｙａｎｉｎｅ　
５　Ｒ）　］、、Ｏｗ　ｔ％を溶解した。

補色型カラーフィルタの場合は、フィルタの形成工程を
、上記のようにシアン、イエロ、グリーン、マゼンタと
４回線り返す。

実施例３゜第１３図に示すように実施例１で得られたカラー固体撮
像素子の表面保護膜２５上に、−上記ＲＵ１６００　Ｐ
を所望の受光部に対応した位置にレジストパターン２６
１　を残すように、通常のフォトリソグラフィー技術に
よりパターニングした。すなわち、ＲＵ−１６００Ｐを
スピン塗布し、９０℃テ３０分間加熱した後、ｇ線（４
３６ｎｍ）ステッパを用いて約２００ｍＪ／ｃｍ２照射
、露光し、アルカリ現像液［０，６６ｗ　ｔ％のＮＭＤ
−３（東京応化工業製商品名）〕を用いて現像し、フィ
ルタ膜上に約２．０μｍ厚のレジストパターンを形成し
た〔第１３図（ａ）〕。

続いて、レジストパターン２６１　を、高圧水銀灯を用
いて約２０００ｍ　Ｊ／　ｃ　ｍ　”照射、全面露光し
、ブリーチングさせてレジスト膜の透光性を向上させた
。

次に、１５０℃で２０分間加熱処理して、上記しシスト
パターン２６１　を熱流動させ、その表面張力により凸
状に変形した状態下で硬化させ、マイクロレンズ２６と
し、表面保護膜２５上にマイクロレンズ２６を形成した
カラー固体撮像素子を得た〔第１３図（ｂ）〕。このカ
ラー固固体撮像子の構成は、第３図の構ｌ戊と同一とな
る。

実施例４゜実施例１において、第】２図（ｅ）工程のカラーフィル
タパーン２３上のＲＵ　−１６００Ｐパターン２４　を
、高圧水銀灯を用いて約２０００ｍ　、Ｊ　／　ｃ　ｍ
”照射、全面露光し、ブリーチングさせてレジスト膜の
透光性を向上させた後、１５０℃で２０分間加熱処理し
て、上記レジストパターン２４を熱流動させることによ
り凸状のマイクロレンズ２６とした。

次いで、第１２図（ｆ）と同一工程のノボラック樹脂と
ノボラック樹脂に対して３０ｗｔ％ペンタエリスリトー
ル−テトラキス（α−ジアゾアセトアセテート）を含ん
だ組成物をスピン塗布し、２００℃で３０分間加熱して
約１６０μｍ厚の表面保護層２５を形成し、カラー固体
撮像素子を得た。このカラー固体撮像素子の構成は、第
２図の素子と同一となる。

実施例５゜第１２図の工程図と同様にして実施例１で用いた固体撮
像素子基板２１上に、ノボラック樹脂とノボラック樹脂
に対して３０ｗｔ％コール酸メチル−トリス（α−ジア
ゾアセ１−アセテート）を含んだ組成物をスピン塗布し
、２００℃で３０分間加熱して約１．６μｍ厚の膜を形
成した。次に、ＲＵ−１６００Ｐをスピン塗布し、８５
℃で３０分間加熱した後、高圧水銀灯を用いて大過剰の
露光量で全面露光（例えば、約２０００ｍ　Ｊ　／　ｃ
　ｍ　２照射）し、ブリーチングさせてレジスト膜の透
光性を向上させ、次いで２００℃で：（０分間加熱して
約０．６μｍ厚の有機ケイ素系材料の膜を形成し、た。

これにより、約２．２μｍ厚の平坦化層２２を１−記基
板上に形成した〔第１２図（ａ）〕。

次に、第１２図（ｂ）〜・第１２図（ｄ）と同様の工程
を繰り返して、平坦化層２２トの同−平面子にＲＵ−１
６００Ｐパターン２４を積Ｊけした三色のフィルタパタ
ーン２３を形成したＣ第１２図（ｅ）〕。

続いて、上記フィルタパターン２３上のＲＵ−１６００
１）パターン２４を、高圧水銀灯を用いて約２０００ｍ
　、１　／　ｃ　ｍ　２照射、全面露光し、ブリーチン
グさせてレジスト膜の透光性を向上させた。

次いで、ノボラック樹脂とノボラック樹脂に対し、て３
０ｗｔ％ペンタエリスリ１−一ルーテトラキス（α−ジ
アゾアセトアセテ−１〜）を含んだ組成物をスピン塗布
し、１６０’Ｃで２０分間加熱して約１．０μｍ厚の表
面保護膜２５を形成し、実施例１と同様のカラー固体撮
像素子を得た。

実施例６゜実施例３と同様の操作を行い、実施例５で得られたカラ
ー固体撮像素子の表面保護膜２５トに凸状のマイクロレ
ンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。このカ
ラー固体撮像素子の構成は、第３図の構成と同一となる
。

実施例７゜実施例５において、カラーフィルタパターン」二のＲＵ
　−１６００Ｐパターン２４を、高圧水銀灯を用いて約
２０００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ２照射露光し、ブリーチ
ングさせてレジスト膜の透光性を向」ニさせた後、　１
５０℃で２０分間加熱処理して、上記レジストパターン
を熱流動させることにより凸状のマイクロレンズ２６と
した。

次いで、実施例］の第１２図（ｆ）と同様の操作を行い
、表面保護膜２５を形成し、第２図の構成と同様のカラ
ー固体撮像素子を得た。

実施例８゜実施例５において表面保護膜２５として、ノボラック樹
脂とノボラック樹脂に対して３５ｗｔ％コール酸メチル
−トリス（α−ジアゾアセトアセテート）を含んだ組成
物をスピン塗布し、１６０℃で２０分間加熱して約１．
０μｍ厚の表面保護膜２５を形成し、カラー固体撮像素
子を得た。

実施例９゜実施例３と同様の操作を行い、実施例８で得られたカラ
ー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイクロレ
ンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例１０゜実施例８において、カラーフィルタパターン２３十のＲ
Ｕ　　１６００Ｐパターン２４を、高圧水銀灯を用いて
約２０００　ｍ、　Ｊ　／　ｃ　ｍ２照射露光し、ブリ
ーチングさせてレジスト膜の透光性を向上させた後、１
５０℃で２０分間加熱処理して、上記レジストパターン
を熱流動させることにより凸状のマイクロレンズ２６と
した後、実施例７と同様の操作を行い、表面保護膜２５
を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例］１゜実施例１．で用いた。固体撮像素子基板２１上に、ノボ
ラック樹脂とノボラック樹脂に対して３０ｗｔ％ペンタ
エリスリトール−テトラキス（α−シアジアセトアセテ
ート）を含んだ組成物をスピン塗布し、２００℃で３０
分間加熱して約１．５μｍ厚の膜を形成した。次に、有
機ケイ素系材料として有機ケイ素系ポジ型レジストであ
るＲＵ−１６００Ｉ）をスピン塗布し、８５℃で３０分
間加熱した後、高圧水銀灯を用いて大過剰の露光量で全
面露光（例えば、約２０００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ２照
射）し、ブリーチングさせてレジスト膜の透光性を向上
させ、次いで２００℃で３０分間加熱して約０．７μｍ
厚の有機ゲイ素糸相料の膜を形成した。これにより、約
２．２μｍ厚の平坦化層２２を固体撮像素子基板２１」
二に形成した。

次に、各カラーフィルタ膜をスピン塗布した後の加熱条
件が１００℃、２０分間であることを除いてはすべて実
施例］と同様の操作を行い、１−記モ坦化層２１−にの
同−平面上にＲＵ−１，６００Ｐパターン２４が積層し
ている三色のフィルタパターン２３を形成した。

次に、第９図（ａ）に示すような工程で−１−記フィル
タパターン上のＲＵ−１６００Ｐパターン２４　（２８
）を高圧水銀灯を用いて約２０００　ｍ　、１　／　ｃ
　ｍ”照射、全面露光した後、実施例１で用いたアルカ
リ現像液を基板りに滴下して、周知のパドル現像法を用
いて、第９図（ｂ）に示すような工程でＲＵ　−１６０
０Ｐパターン２４（２８）を現像剥離した。パターン２
４　（２８）を現像剥離した後、１６０℃、２０分間加
熱した。

次いで、第９図（ｃ）に示すような工程でノボラック樹
脂とノボラック樹脂に対して３０ｗｔ％ペンタエリスリ
トール−テトラキス（α−ジアゾアセトアセテート）を
含んだ組成物をスピン塗布し、１６０°Ｃで２０分間加
熱して約１．０μｍ厚の表面保護膜２５（Ｉ５）を形成
し、第４図と同様の構造を有するカラー固体撮像素子を
得た。

実施例１２゜実施例３と同様の操作を行い、実施例１１−で得られた
カラー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイク
ロレンズ２６（Ｉ６）を形成し、第５図と同様の構造を
有するカラー固体撮像素子を得た。

実施例１３゜実施例１１において表面保護膜２５として、ノボラック
樹脂とノボラック樹脂に対して３５ｗｔ％コール酸メチ
ル−トリス（α−ジアゾアセトアセテート）を含んだ組
成物をスピン塗布し、１６０°Ｃで２０分間加熱して約
１．０μｍ厚の表面保護膜を形成し、カラー固体撮像素
子を得た。

実施例１４゜実施例３と同様の操作を行い、実施例１３で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜２５」二に凸状のマイク
ロレンズ２６（Ｉ６）を形成し、第５図と同様の構造を
有するカラー固体撮像素子を得た。

実施例１５゜実施例１で用いた固体撮像素子基板２１」二に、下式の
ポリオルガノシルセスキオキサン（ＨＯ−ｃ−ＣＨ２ＳｉＯ，／２）。（Ｍ６ＣＱ　ＣＨ
７Ｓ＞−０，／、）ｍ〔ただし、平均分子量８０００、
ｎ／（ｎ　＋ｍ）＝０．８：］と３３０ｗｔ％ペンタエ
リスリトールテトラキス（α−ジアゾアセ（〜アセテー
ト）の組成物をスピン塗布し、２００℃で３０分間加熱
して約２．０μｍ厚の有機ケイ素系平坦化層２２を固体
撮像素子基板２１」二に形成した。

次に、実施例１と同様の操作を繰り返して、上＝６８記平坦化Ｊけ２２上の同一平面上にＲＵ−１６００Ｐパ
ターン２４が積層している三色のフィルタパターン２３
を形成した。

次に、上記フィルタパターン上のＲＵ−１６００Ｐパタ
ーン２４を５高圧水銀灯を用いて約２０００ｍ　Ｊ　／
ｃｍ２照射、全面露光し、ブリーチングさせてレジスト
膜の透光性を向上させた。

次いで、ノボラック樹脂とノボラック樹脂に対して３０
ｗｔ、％ペンタエリスリトールーテトラキス（α−ジア
ゾアセトアセテート）を含んだ組成物をスピン塗布し、
　１６０　’Ｃで２０分間加熱して約１．０μｍ厚の表
面保護膜２５を形成し、カラー固体撮像素ｆを得た。

実施例１６゜実施例３と同様の操作を行い、実施例１５で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイクロ
レンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例１７゜実施例１５において、カラーフィルタパターン２３−［
−のＲＵ−１，６００Ｐパターン２４を、高圧水銀灯を
用いて約２０００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ　２照射、全面
露光し、ブリーチングさせてレジスト膜の透光性を向上
させた後、１５０℃で２０分間加熱処理して、上記レジ
ストパターンを熱流動させることにより凸状のマイクロ
レンズ２６とした。

次いで、実施例１５と同様の操作を行い、表面保護膜２
５を形成し、カラー固体撮像素子を得た。

実施例１８゜実施例１５において表面保護膜２５として、ノボラック
樹脂とノボラック樹脂に対して３５ｗｔ％コール酸メチ
ル−トリス（α−ジアゾアセトアセテート）を含んだ組
成物をスピン塗布し、１６０℃で２０分間加熱して約１
．０μｍ厚の表面保護膜２５登形成し、カラー固体撮像
素子を得た。

実施例１９゜実施例３と同様の操作を行い、実施例１８で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイクロ
レンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例２０、実施例」５において、カラーフィルタパターン２３上の
ＲＵ−１６００Ｐパターン２４を、高圧水銀灯を用いて
約２０００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ２照射露光し、ブリー
チングさせてレンズ１−ＰＪの透光性を向−卜させた後
、１５０℃で２０分間加熱処理して、上記レジストパタ
ーンを熱流動させることにより凸状のマイクロレンズ２
６とした後、実施例１８と同様の操作を行い、表面保護
膜２５を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例２１゜実施例１５において、フィルタパターン上のＲＵ　−１
６００１）パターンを高圧水銀灯を用いて約２０００ｍ
、Ｊ／ｃｍ”照射、全面露光した後、実施例１で用いた
アルカリ現像液を基板上に滴下して周知のパドル現像法
を用いて、ＲＵ　−１６００パターン２４を現像剥離し
た。

次いで、ノボラック樹脂とノボラック樹脂に対して３０
ｗｔ％ペンタエリスリトール−テトラキス（α−ジアゾ
アセトアセテート）を含んだ組成物をスピン塗布し、１
６０°Ｃで２０分間加熱して約１．０ρ厚の表面保護膜
２５を形成し、カラー固体撮像素子を得た。

実施例２２゜実施例３と同様の操作を行い、実施例２１で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイクロ
レンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例２３実施例２１において表面保護膜２５として、ノボラック
樹脂とノボラック樹脂に対して３５ｗｔ％コール酸メチ
ル−１〜リス（α−ジアゾアセｌ−アセテート）を含ん
だ組成物をスピン塗布し、１６０℃で２０分間加熱して
約１．０μｍ厚の表面保護膜２５を形成し、カラー固体
撮像素子を得た。

実施例２４゜実施例３と同様の操作を行い、実施例２３で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜上に凸状のマイクロレン
ズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例２５゜実施例１で用いた固体撮像素子基板２１上に、下式の分
子末端がエンドキャップされたポリイミド前原体ワニス
（固形分２２ｗｔ％５粘度５．０ポイズ、溶剤Ｎ、Ｎ’
−ジメチルアセトアミド）をスピン塗布し、Ｎ２中で、
３０分間、次いで３００°Ｃで３０分間加熱して約１．
７μｍ厚のポリイミド膜を形成した。次に、ＲｔＪ　−
１６００Ｐをスピン塗布し、８５℃で３０分間加熱した
後、高圧水銀灯を用いて大過剰の露光量で全面露光（例
えば、約２０００ｍ　Ｊ　／ｃｍ”照射）し、ブリーチ
ングさせてレジスト膜の透光性を向−ｈさせ１次いで、
２００℃で３０分間加＝７２− 熱して約０．６μｍ厚の有機ケイ素系材料の膜を形成し
た。これにより、約２．３μｍ厚の平坦化Ｊ−２２を固
体撮像素子基板２１上に形成した。

次に、実施例１と同様の工程を繰り返して、平坦化層２
２上の同一平面上にＲＵ　−１６００Ｐパターン２４を
積層した三色のフィルタパターン２３を形成した〔第１
２図（ｄ）〕。

続いて、上記フィルタパターン２３上のＲＵ−１６００
Ｐパターン２４を、高圧水銀灯を用いて約２０００ｍＪ
／ｃｍ２照射、全面露光し、ブリーチングさせてレジス
ト膜２４の透光性を向」ニさせた。

次いで、ノボラック樹脂とノボラック樹脂に対して３０
ｗｔ％ペンタエリスリ１ヘールーテ１〜ラキス（α−ジ
アゾアセトアセテート）を含んだ組成物をスピン塗布し
、１６０℃で、２０分間加熱して約１．０μｍ厚の表面
保護膜２５を形成し、カラー固体撮像素子を得た。

実施例２６゜実施例３と同様の操作を行い、実施例２５で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイクロ
レンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例２７゜実施例２５において、カラーフィルタパターン２３」二
のＲＵ−１６００Ｐパターン２４を、高圧水銀灯を用い
て約２０００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ２照射露光し、ブリ
ーチングさせてレジスト膜の透光性を面子させた後、１
５０℃で３０分間加熱処理して、上記レジストパターン
２４を熱流動させることにより凸状のマイクロレンズ２
日とした。

次いで、実施例３と同様の操作を行い、表面保護膜２５
を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例２８゜実施例２５において表面保護膜２５として、ノボラック
樹脂とノボラック樹脂に対して３５ｗｔ、％コール酸メ
チルートリス（α−ジアゾアセトアセテート）を含んだ
組成物をスピン塗布し、１６０℃で２０分間加熱して約
１．０μｍ厚の表面保護膜を形成し、カラー固体撮像素
子を得た。

実施例２９゜実施例３と同様の操作を行い、実施例２８で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイクロ
レンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例３０゜実施例２５において、カラーフィルタパターン上のＲＵ
　−１６００ＰパターンＺ４を、高圧水銀灯を用いて約
２０００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ”照射露光し、ブリーチ
ングさせてレジスト膜２４の透光性を向１−させた後、
１５０℃で２０分間加熱処理して、上記しジスＩ−パタ
ーン２４を熱流動させることにより凸状のマイクロレン
ズ２６とした後、実施例８と同様の操作を行い、表面保
護膜２５を形成したカラー固体撮像素子を得た。

実施例３１゜実施例１において、表面保護膜２５までを形成したカラ
ー固体撮像素子基板〔第１２図（ｆ）：ｌ　Ｊ−、に、
ＲＵ　−１６００Ｐを通常のフォトリソグラフィー技術
により、素子のボンディングパッド部（図面省略）上の
レジスト膜を取り除くようにパターニングした。すなわ
ち、ＲＵ−１６００Ｐをスピン塗布し、８５℃で３０分
間加熱した後、ｇ線（４３６ｎｍ）ステッパを用いて約
２００ｍＪ／−照射、露光し、アルカリ現像液Ｃ０，６
６ｗ　ｔ％のＮＭＩ）−３（東京応化工業製商品名）〕
を用いて現像し、フィルタ膜上に約３．０μｍ厚のレジ
ストパターンを形成した。

次に、ボンディングパッド部上の平坦化Ｍ２２と表面保
護膜２５とをドライエツチングにより除去し、ボンディ
ングパッド部を露出した。この時、有機高分子材料膜の
場合は酸素ガスプラズマを用い、有機ケイ素系材料膜の
場合はＣＦガスプラズマを用いた。

次に、ＲＵ−１６００Ｐパターンを高圧水銀灯を用いて
約２０００　ｍ　、Ｊ　／　ｃ　ｍ２照射、全面露光し
た後、実施例１で用いたアルカリ現像液を基板上に滴下
して、周知のパドル現像法を用いて、Ｒ，Ｕ　−１６０
（ＩＰパターンを現像剥離し、カラー固体撮像素子を得
た。

実施例３２゜実施例１と同様にして、約２．２μｍ厚の平坦化層２２
を固体撮像素子基板２１−Ｌユに形成した〔第１２図（
ａ）〕。

次に、実施例１と同様にして、約１．０μｍ厚の緑色フ
ィルタ膜２３１−Ｇを平坦化層２２上に形成した〔第１
２図（ｂ）〕　。

次に、ＰＧＭＡ（ポリグリシジルメタクリレート）をフ
ィルタ膜２３１−Ｇ上にスピン塗布し、２００℃で３０
分間加熱して約０．５μｍ厚の膜を形成した。。

次に、ＲＵ−１６００Ｐをスピン塗布し、８５℃で３０
分間加熱した後、所望の受光部に対応した位置にレジス
トパターンを残すように、ＰＧＭＡ膜上に約０．５μｍ
厚のレジストパターン２４を形成した〔第１２図（ｃ）
相当であるが、この図にはＰＧＭＡｌｌ’Ｊがない〕。

次に、実施例１と同様にして、酸素ガスプラズマでフィ
ルタ膜２３↑−Ｇをドライエツチングし、所望の受光部
に対応した位置に、ＰＧＭＡ膜及びレジスト膜２４が積
層している緑色フィルタパターン２３−Ｇを形成した〔
第１２図（ｄ）相当であるが、この図にはＰＧＭＡ膜が
ない〕。

次に、上記ＰＧＭＡ膜及びレジスト膜２４が積層してい
るフィルタパターン２３−６を形成する工程と同一・工
程を繰り返して、他の二色のフィルタパターン２３−Ｂ
及び２３−Ｒをそれぞれ形成し、平坦化層上の同一・平
面に二色フィルタパターン２３を形成した〔第１２図（
ｅ）相当であるが、この図にはＰＧＭＡ膜がない〕。

次ニ、上記ＲＵ−１６００Ｉ）パターンを高圧水銀灯を
用いて約２０００　ｍ　Ｊ　／　ｃ　ｍ２照射、全面露
光した後、実施例１で用いたアルカリ現像液を基板上に
滴下して、周知のパドル現像法を用いて、ＲＵ−１６０
０Ｐパターン２４を現像剥離し、ＰＧＭＡ膜上より除去
した。

次いで、実施例１と同様にして、約１．０μｍ厚の表面
保護膜２５を形成し、カラー固体撮像素子を得た〔第１
２図（ｆ）相当であるが、この図にはＰＧＭ、Ａ膜がな
い〕。

実施例３３゜実施例３と同様の操作を行い、実施例３２で得られたカ
ラー固体撮像素子の表面保護膜２５上に凸状のマイクロ
レンズ２６を形成したカラー固体撮像素子を得た。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明のカラー固体撮像素子及び
その製造方法によれば、（Ｉ）所望の色のカラーフィルタ層を平坦化層上の同一
平面内に形成するために、フィルタと撮像素子の受光面
との距離を小さくでき、分光特性や感度を向−トできる
。これは、平坦化層の厚さを従来よりも薄くできるよう
になったからである。

（２）カラーフィルタとして着色材料を使用しているた
め、カラーフィルタの膜厚差を小さくでき、分光特性を
向トし、入射光の散乱を抑え、色のにじみを低減するこ
とができる。

（３）着色材料をドライエツチングによりバターニング
することで、フィルタパターンの解像度、色分解能を向
上することができる。これは、フィルタ膜の下地となる
平坦化層が耐ドライエツチング性に優れており、複数回
線り返すトライエッチ加］二を可能にしていることによ
る。

（４）基板表面の平坦化層の平坦化効果を向−ヒさせる
ことで、平坦化層上に形成されたカラーフィルタの膜厚
差を小さくでき、分光特性を向旧し、入射光の散乱を抑
え、色のにじみを低減することができる。これは、平坦
化層の流動性が良好なことと、従来のＰＧＭＡよりガラ
ス転移温度が高く、耐熱性に優れていることによる。し
たがって、フィルタ上にマイクロレンズを形成するに際
しても。

熱的に安定していることから精度の良いマイクロレンズ
の実現を可能とする。

（５）固体撮像素子基板上には予めボンディングパット
が形成されており、このバット部上にフィルタ形成のた
めに被覆形成された平坦化層や表面保護層等を開口し、
パッド部を露出させるための加工を必要とするが、この
開口加工もフィルタパターン形成時のドライエッチング
と同時に行うことができ、工程を短縮することができる
。

従って、これをカラー固体撮像素子及びその製造方法に
利用すれば、高解像度のカラー固体撮像素ｔを容易に実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１−図〜第５図は、本発明のカラー固体撮像素子の断
面図、第６図〜第１１図は１本発明のカラー固体撮像素
子の製造方法を説明する工程図、第１２図及び第１３図
は、本発明のそれぞれ異なる実施例となるカラー固体撮
像素子の製造工程図である。〈符号の説明〉１１．２１・１２．２２１３．２３１４．１５．１６、・・固体撮像素子基板、・　平坦化層、・・カラーフィルタ層、・・・・・・カラーフィルタ膜、２４・・・・・・フィルタ表面層、２５・・・・・・表面保護層、２６・・・・マイクロレンズ、・・・・有機高分子材料・・・レジストパターン

Claims

【特許請求の範囲】１、光電変換を行う受光部と、前記受光部で発生した電
気信号を取り出す走査部と、前記受光部及び走査部を保
護するパッシベーション膜とが形成された固体撮像素子
基板上に、有機ケイ素系材料の単層、もしくは有機高分
子材料と有機ケイ素系材料の積層からなる透明な平坦化
層を設け、前記固体撮像素子基板上の受光部に対応した
位置に、前記平坦化層を介して同一平面内に着色材料か
ら成るカラーフィルタパターン層を配設して成るカラー
固体撮像素子。２、上記カラーフィルタパターン表面に、同位置同形状
の透明材料からなる表面層が配設されて成る請求項１記
載のカラー固体撮像素子。３、上記カラーフィルタパターン表面に配設した表面層
が有機ケイ素系材料及び／または有機高分子材料から成
る請求項２記載のカラー固体撮像素子。４、上記カラーフィルタパターン表面に同位置同形状で
形成された表面層上を含み上記固体撮像素子基板上に、
透明材料から成る表面保護層を配設して成る請求項２記
載のカラー固体撮像素子。５、上記透明材料からなる表面保護層が、有機高分子材
料及び／または有機ケイ素系材料から成る請求項４記載
のカラー固体撮像素子。６、上記カラーフィルタパターン表面に、同位置同形状
で配設された上記表面層が、凸状のマイクロレンズを構
成して成る請求項２乃至５の何れか記載のカラー固体撮
像素子。７、上記固体撮像素子基板の受光部上の上記表面保護層
上に、前記受光部に対応した凸状のマイクロレンズを配
設して成る請求項４乃至６何れか記載のカラー固体撮像
素子。８、上記マイクロレンズが、有機高分子材料及び／また
は有機ケイ素系材料から成る請求項６もしくは７記載の
カラー固体撮像素子。９、上記有機ケイ素系材料が、下記一般式（Ｉ）で表さ
れるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン（ＨＯ▲数式、化学式、表等があります▼ＣＨ＿２Ｓｉ
Ｏ＿３＿／＿２）＿ｎ（ＭｅＣ▲数式、化学式、表等が
あります▼ＣＨ＿２ＳｉＯ＿３＿／＿２）＿ｍ・・・（
Ｉ）〔ただし、ｎは正の整数、ｍは０もしくは正の整数
を表し、ｎ／（ｎ＋ｍ）＝０．４〜１．０〕と、下記一
般式（II）で表されるｏ−ナフトキノンジアジド ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（II）〔ただし、Ｒ＾１はポリヒドロキシベンゾフェノン残基
を表す〕もしくは、下記一般式（III） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（III）〔ただし、Ｒ＾２は多価アルコール残基を表す〕で表さ
れるα−ジアゾアセトアセテートとから成る組成物から
導かれる有機ケイ素系材料から成る請求項１、３、５も
しくは８記載のカラー固体撮像素子。１０、上記平坦化層及び表面保護層に用いられる有機ケ
イ素系材料が、部分加水分解されたアルコキシシランオ
リゴマー、熱架橋性ポリオルガノシルセスキオキサン、
ポリアルキルシルセスキオキサン及び上記請求項９記載
の一般式（Ｉ）で表されるアルカリ可溶性ポリオルガノ
シルセスキオキサンからなる群から選ばれる少なくとも
１種の有機ケイ素系材料から成る請求項１もしくは５記
載のカラー固体撮像素子。１１、上記有機高分子材料が、ノボラック樹脂、ポリビ
ニルフェノール、ノボラック樹脂と上記請求項９記載の
一般式（III）で表されるα−ジアゾアセトアセテート
とから成る組成物、またはポリビニルフェノールと前記
請求項９記載の一般式（III）で表されるα−ジアゾア
セトアセテートとから成る組成物から導かれる透明な有
機高分子材料から成る請求項１、３、５、もしくは８記
載のカラー固体撮像素子。１２、上記凸状マイクロレンズが、ポリビニルフェノー
ル、上記請求項９記載の一般式（Ｉ）で表されるアルカ
リ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン、及びアクリ
ル酸とアクリル酸エステルの共重合体からなる群から選
ばれたいずれか１種を主成分とするレジスト材料；もし
くはポリビニルフェノール、ポリスチレン、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、及びポリビニルアルコールからなる
群から選ばれたいずれか１種；もしくは上記請求項９記
載の一般式（III）で表されるα−ジアゾアセトアセテ
ートを感光剤として用いるアルカリ現像形ポジ型レジス
トから成る請求項８記載のカラー固体撮像素子。１３、上記平坦化層に用いられている有機高分子材料が
、分子末端がエンドキャップされたポリイミド前駆体を
加熱硬化してなる透明ポリイミド、もしくはＤｅｅｐＵ
Ｖレジストから成る請求項１記載のカラー固体撮像素子
。１４、光電変換を行う受光部と、前記受光部で発生した
電気信号を取り出す走査部と、前記受光部及び走査部を
保護するパッシベーション膜とが予め形成された半導体
基板からなる固体撮像素子基板上に、有機ケイ素系材料
を用いて透明な平坦化層を形成する工程、もしくは下地
に予め有機高分子材料を成膜した後、続いてその上に前
記有機ケイ素系材料を積層して透明な平坦化層を形成す
る工程と；前記平坦化層上に所定の着色材料層から成る
カラーフィルタ膜を形成する工程と、前記固体撮像素子
基板の受光部に対応した位置の前記カラーフィルタ膜上
に選択的にレジストマスクパターンを形成する工程と、
前記レジストマスクパターンをマスクとして前記カラー
フィルタ膜を選択的にドライエッチングすることにより
カラーフィルタパターンを形成する工程とから成るカラ
ーフィルタ形成工程と；前記カラーフィルタ形成工程を
カラーフィルタの着色材料の構成に見合って複数回繰返
す工程とからなり、前記平坦化層上の同一平面内に所定
の複数色のフィルタを形成して成るカラー固体撮像素子
の製造方法。１５、上記レジストマスクパターンを形成する工程が、
上記フィルタ膜上に感光性有機ケイ素系材料からなるレ
ジストを成膜し、これを所定のマスクパターンを用いて
露光、現像して所定の位置に有機ケイ素系レジストマス
クパターンを形成する工程から成り、上記カラーフィル
タパターンを形成する工程が、前記レジストマスクパタ
ーンをマスクとして酸素を含むガスプラズマによるドラ
イエッチングにより、上記カラーフィルタ膜を選択的に
ドライエッチングするカラーフィルタパターン形成工程
からなる請求項１４記載のカラー固体撮像素子の製造方
法。１６、上記有機ケイ素系レジストマスクパターンを形成
する工程の前工程として、その下地膜となる透明材料か
ら構成される有機高分子膜を上記カラーフィルタ膜上に
形成する工程を付加して成る請求項１４もしくは１５記
載のカラー固体撮像素子の製造方法。１７、上記カラーフィルタパターン形成工程の後に、上
記有機ケイ素系レジストマスクパターンを全面露光し、
剥離せずに残存せしめる工程を有して成る請求項１４、
１５もしくは１６記載のカラー固体撮像素子の製造方法
。１８、上記カラーフィルタ形成工程において、上記カラ
ーフィルタ上に剥離せずに残存させた有機ケイ素系レジ
ストパターン、もしくは有機高分子膜と有機ケイ素系レ
ジストとの２層パターンを加熱、流動せしめて、その表
面張力により凸状を保持した状態下で硬化せしめ前記カ
ラーフィルタ上にマイクロレンズを形成する工程を付加
して成る請求項１５、１６もしくは１７記載のカラー固
体撮像素子の製造方法。１９、上記カラーフィルタ形成工程の後に、その表面層
上に透明材料から成る表面保護層を形成する工程を付加
して成る請求項１５、１６もしくは１７記載のカラー固
体撮像素子の製造方法。２０、上記固体撮像素子基板の受光部及びその上部のフ
ィルタに対応した位置の上記表面保護層上に、凸状のマ
イクロレンズを形成する工程を付加して成る請求項１９
記載のカラー固体撮像素子の製造方法。２１、上記表面保護層上に凸状のマイクロレンズを形成
する工程が、ＤｅｅｐＵＶレジストを成膜し、これを所
定のマスクを介して露光し、現像することにより上記固
体撮像素子基板の受光部及びその上部のフィルタに対応
した位置に対してレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンを加熱して凸状レンズを形成する
工程から成る請求項２０記載のカラー固体撮像素子の製
造方法。２２、上記レジストパターンを形成する工程の後に、こ
のレジストパターンを全面露光し、脱色した後、前記レ
ジストパターンを加熱して凸状レンズを形成する工程か
ら成る請求項２１記載のカラー固体撮像素子の製造方法
。２３、上記表面保護層上に凸状のマイクロレンズを形成
する工程が、上記表面保護層上に透明な有機高分子膜を
形成する工程と、前記有機高分子膜上に有機ケイ素系レ
ジストを成膜し、これを所定のマスクを介して露光し、
現像することにより上記固体撮像素子基板の受光部及び
その上部のフィルタに対応した位置に対してレジストパ
ターンを形成する工程と、この有機ケイ素系レジストパ
ターンをマスクとして酸素を含むガスプラズマによるド
ライエッチングにより前記有機高分子膜のパターンを形
成する工程と、前記レジストパターンを剥離する工程と
、前記有機高分子膜のパターンを加熱して凸状レンズを
形成する工程から成る請求項２０記載のカラー固体撮像
素子の製造方法。２４、上記固体撮像素子基板上に予め形成されたボンデ
ィングパット部上に、上記平坦化層形成工程及びカラー
フィルタ形成工程後の表面保護膜形成工程で順次積層さ
れた平坦化層及び表面保護層の上に、有機レジストを成
膜する工程と、前記ボンディングパット部を前記積層膜
から露出させるための所定のマスクパターンを介して露
光し、現像することにより所定の有機レジストパターン
を形成する工程と、前記有機レジストパターンをマスク
として前記積層膜をドライエッチング加工してボンディ
ングパット部露出させる工程を含む請求項１４もしくは
１９記載のカラー固体撮像素子の製造方法。２５、上記透明材料から成る表面保護層が、有機高分子
材料及び／または有機ケイ素系材料を成膜する工程から
成る請求項１９記載のカラー固体撮像素子の製造方法。２６、上記有機ケイ素系材料及び有機ケイ素系レジスト
が、請求項９記載の有機ケイ素系材料組成物から成る請
求項１４、１５、１６、１８、２３もしくは２５記載の
カラー固体撮像素子の製造方法。２７、上記平坦化層及び表面保護層を形成する有機ケイ
素系材料が、部分加水分解されたアルコキシシランオリ
ゴマー、熱架橋性ポリオルガノシルセスキオキサン、ポ
リアルキルシルセスキオキサン、及び上記請求項９記載
の一般式（Ｉ）で表されるアルカリ可溶性ポリオルガノ
シルセスキオキサンからなる群から選ばれた少なくとも
１種の有機ケイ素系材料から成る請求項１４もしくは２
５記載のカラー固体撮像素子の製造方法。２８、上記平坦化層、表面保護層、及び凸状マイクロレ
ンズを形成する有機高分子材料が、ノボラック樹脂、ポ
リビニルフェノール、ノボラック樹脂と上記請求項９記
載の一般式（III）で表されるα−ジアゾアセトアセテ
ートとから成る組成物、もしくはポリビニルフェノール
と前記一般式（III）とから成る組成物から導かれる透
明な有機高分子材料から成る請求項１４、２３もしくは
２５記載のカラー固体撮像素子の製造方法。２９、上記凸状マイクロレンズを形成する有機高分子材
料が、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール、ポリス
チレン、エポキシ樹脂、及びアクリル樹脂から選ばれた
少なくとも１種から成る請求項２３記載のカラー固体撮
像素子の製造方法。３０、上記凸状マイクロレンズを形成する工程に用いら
れているＤｅｅｐＵＶレジストもしくはＵＶレジストが
、ポリビニルフェノール、上記請求項９記載の一般式（
Ｉ）で表されるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキ
オキサン、及びアクリル酸とアクリル酸エステルの共重
合体からなる群から選ばれたいずれか１種を主成分とす
るレジスト材料、もしくは上記請求項９記載の一般式（
III）で表されるα−ジアゾアセトアセテートを感光剤
として用いるアルカリ現像形ポジ型レジストから成る請
求項２１もしくは２２記載のカラー固体撮像素子の製造
方法。３１、上記平坦化層に用いられている有機高分子材料が
、分子末端がエンドキャップされたポリイミド前駆体を
加熱硬化してなる透明ポリイミド、もしくはＤｅｅｐＵ
Ｖレジストから成る請求項１４記載のカラー固体撮像素
子の製造方法。３２、上記ボンディングパッド部上の平坦化層及び表面
保護層を含む積層膜をドライエッチング加工することに
より開口し、固体撮像素子基板に設けられた前記ボンデ
ィングパッド部を露出する工程において、前記積層膜が
有機ケイ素系材料で形成されている場合にはＣＦ＿４を
含むガスプラズマにより、有機高分子材料で形成されて
いる場合には、酸素を含むガスプラズマによりドライエ
ッチング加工する工程を含むボンディングパッド部加工
工程を有する請求項２４記載のカラー固体撮像素子の製
造方法。３３、上記固体撮像素子基板に配設されたボンディング
パッド部上に積層された平坦化層上に、有機レジストを
成膜し、所定のマスクを介して露光し、現像することに
より所定の有機レジストパターンを形成する工程と、前
記有機レジストパターンをマスクとして前記平坦化層を
ドライエッチングして開口し、ボンディングパッド部を
露出させる工程と、前記有機レジストをカラーフィルタ
の表面保護層として残存させる工程とを含むボンディン
グパッド部加工工程を有する請求項１４記載のカラー固
体撮像素子の製造方法。３４、上記カラーフィルタ形成工程が、上記平坦化層上
に所定の色からなる着色材料層を成膜する工程と、前記
着色材料層上に透明材料から成る有機高分子膜を形成す
る工程と、前記有機高分子膜上に有機ケイ素系レジスト
を成膜し、続いて所定パターンのマスクを介して露光し
、現像して所定の位置に有機ケイ素系レジストパターン
を形成する工程と、前記有機ケイ素系レジストパターン
をマスクとして酸素を含むガスプラズマを用い、前記平
坦化層をエッチングストッパーとしてドライエッチング
を行い、前記有機高分子膜及び着色材料層の積層パター
ンを形成し、前記有機高分子膜上の有機ケイ素系レジス
トパターンを剥離せずに残し、前記有機ケイ素系レジス
トパターンが表面に被覆された前記有機高分子膜及び着
色材料層から成る積層膜を形成する工程と、前記有機高
分子膜及び着色材料層から成る積層膜を形成する工程を
カラーフィルタの着色材料の構成に見合って複数回線り
返し、前記固体撮像素子基板の受光部に対応した位置に
前記平坦化層を介して、同一平面内に有機高分子膜と有
機ケイ素系レジストとが上層に積層被覆された所定の複
数色のカラーフィルタを形成する工程と、前記有機ケイ
素系レジストパターンを全面露光し、所定の現像液を用
いてこれを溶解除去する工程と、これにより露出した前
記有機高分子膜を加熱して凸状のマイクロレンズを形成
する工程とを含む請求項１４記載のカラー固体撮像素子
の製造方法。