TW201728922A - 固態攝影元件之製造方法及固態攝影元件、以及彩色濾光片之製造方法及彩色濾光片 - Google Patents

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Abstract

本發明減低彩色濾光片之混色且使其成為高精細。在配置有光電轉換元件的半導體基板(10)之表面形成第一彩色濾光片膜，於第一彩色濾光片膜之表面形成感光性樹脂遮罩材料層後，將在相對向於第二以後的彩色濾光片之形成位置的感光性樹脂遮罩材料層之一部分形成有開口部的感光性樹脂遮罩材料層作為蝕刻遮罩，藉由使用乾式蝕刻氣體的乾式蝕刻，將第一彩色濾光片膜之一部分除去而形成第一彩色濾光片(14)。此時，將第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物，形成作為設置於各彩色濾光片間之分隔壁(17)，並形成第二以後的彩色濾光片(15、17)。

Description

固態攝影元件之製造方法及固態攝影元件、以及彩色濾光片之製造方法及彩色濾光片
本發明係關於一種CCD、CMOS等之光電轉換元件所代表的固態攝影元件之製造方法及固態攝影元件、以及該等使用的彩色濾光片之製造方法及彩色濾光片。
在數位相機等搭載的CCD(電荷耦合元件)或CMOS(互補型金屬氧化膜半導體)等之固態攝影元件，近年來係發展高畫素化、細微化，特別是細微者中成為低於1.4μm×1.4μm之等級的畫素尺寸。
固態攝影元件係藉由設置於光電轉換元件之上方的彩色濾光片處理彩色化。又，固態攝影元件的光電轉換元件影響光電轉換之區域(開口部)係相依於固態攝影元件的尺寸或畫素數。相對於固態攝影元件之全面積，其開口部被限於20~50%左右。因為開口部小直接與光電轉換元件之感度下降相關連，所以在固態攝影元件中，為了彌補感度下降，一般在光電轉換元件上形成集光用的微透鏡。
又，近年來已開發使用背面照射之技術的影像感測器，且變得可使光電轉換元件之開口部成為固態攝影元 件的全面積之50%以上。然而，該情況中，有彩色濾光片之漏光自鄰接於彩色濾光片的位置進入至光電轉換元件的可能性，因此變得需要形成適當的尺寸及形狀之微透鏡。
作為將彩色濾光片圖案形成於固態攝影元件上的方法，通常如專利文獻1，使用藉由光微影程序形成圖案的手法。
又，作為其它的形成方法，專利文獻2中，記載有在對固態攝影元件上形成彩色濾光片圖案之際，將第1色的彩色濾光片層藉由乾式蝕刻步驟進行圖案成形，並將第2色以後的彩色濾光片層利用光微影步驟進行圖案成形而形成的方法。
再者，專利文獻3或專利文獻4中，記載有將全部色的彩色濾光片圖案藉由乾式蝕刻而形成的方法。
近年來對超過800萬畫素之高精細CCD攝影元件的需求變大，且在該等高精細CCD中，對於其附屬之彩色濾光片圖案的畫素尺寸為低於1.4μm×1.4μm之等級的攝影元件的需求變大。然而，因減小畫素尺寸而產生利用光微影程序形成的彩色濾光片圖案之解析性不夠、對固態攝影元件之特性造成不良影響的問題。例如，在由單邊為1.4μm以下、或是1.1μm或0.9μm左右的尺寸所構成之固態攝影元件中，有解析性之不足成為起因於圖案之形狀不良的顏色不均勻而展現之虞。
彩色濾光片圖案之畫素尺寸若變小，則寬高比變大。亦即，相對於彩色濾光片圖案之寬，厚度變 大。如前述的彩色濾光片圖案中，本來應除去的部分(畫素之有效外部分)未完全地除去，成為殘渣而會對其它色之畫素造成不良影響。為了除去殘渣而進行延長顯影時間等之方法時，亦產生連已硬化之必要的畫素也會剝落之問題。
又，若欲得到滿足的分光特性，則不得不增厚彩色濾光片之層的厚度。然而，彩色濾光片之層的厚度若變厚，則依據畫素之細微化發展，有彩色濾光片圖案的角變圓等解析度下降的傾向。若欲將彩色濾光片圖案的層之厚度變薄且得到分光特性，則需要提升彩色濾光片圖案用材料所含的顏料濃度。然而，若提升顏料濃度，則光硬化反應所需要的光無法傳達直到彩色濾光片圖案的層之底部，且彩色濾光片的層之硬化變不足夠。因此，有彩色濾光片的層在光微影中之顯影步驟剝離、產生畫素缺陷的問題。
又，為了將彩色濾光片的層之厚度變薄且得到分光特性，提升彩色濾光片用材料所含的顏料濃度時，相對地可減低光聚合硬化成分。因此，彩色濾光片的層之光硬化變不足夠，且變得容易產生形狀之惡化、在面內之形狀不均一、形狀崩塌等。又，由於為了充分地光硬化而使硬化時之曝光量變多，故產生處理量下降的問題。
根據彩色濾光片圖案之高精細化，彩色濾光片圖案的膜厚，不僅有製造步驟上之問題，也影響作為固態攝影元件之特性。彩色濾光片圖案的膜厚為厚 時，自畫素之傾斜方向入射的光藉由特定色的彩色濾光片而被分光後，有光射入鄰接之其它彩色濾光片圖案部及光電轉換元件的情況。此情況中，發生會產生混色的問題。此混色之問題，隨著彩色濾光片圖案之畫素尺寸變小、畫素尺寸與膜厚之寬高比變大而變顯著。又，入射光之混色的問題，因在形成有光電轉換元件的基板上形成平坦化層等之材料，故在彩色濾光片圖案與光電轉換元件之距離變長的情況中亦顯著地產生。因此，彩色濾光片圖案或在其下面形成的平坦化層等之膜厚的薄膜化變得重要。
為了防止來自畫素之傾斜方向的入射等所導致之混色，已知有在各色的彩色濾光片之間形成遮蔽光的分隔壁之方法。在液晶顯示器等之光學顯示裝置所使用的彩色濾光片中，一般已知有利用使用黑色的材料而成之黑色矩陣結構(BM)的分隔壁。但是，固態攝影元件的情況中，各彩色濾光片圖案的尺寸為數μm以下。因此，使用一般的黑色矩陣之形成方法形成分隔壁時，圖案尺寸大，因此如畫素缺陷般一部分會被BM塗滿而解析性下降。
發展高精細化之固態攝影元件的情況中，需要的分隔壁之尺寸為數百nm尺寸，更佳為寬200nm以下左右，且發展畫素尺寸之高精細化直到一個畫素尺寸成為1μm左右。因此，只要滿足可抑制混色之遮光性能的話，較佳為100nm以下的膜厚。就該尺寸之分隔壁形成而言，難以使用BM的光微影法。因此，也可考慮 藉由使用金屬或SiO2等之無機物，利用乾式蝕刻、蒸鍍、濺鍍等所致之成膜、或使用蝕刻技術將格子圖案上切削而形成分隔壁的方法等。然而，在此種方法中，有因製造裝置或製造步驟之複雜化等而製造成本會變成非常高價的問題。
根據前述，為了增加固態攝影元件之畫素數，需要彩色濾光片圖案之高精細化，且彩色濾光片圖案之薄膜化或抗混色方法為重要的問題。
如上述，使以往的彩色濾光片圖案用材料具備感光性，且利用光微影程序而形成的彩色濾光片圖案，依據高精細化的發展，也需要彩色濾光片圖案之薄膜化。此情況中，因為顏料成分之含有比例增加，所以有無法含有足夠量的感光性成分、得不到解析性、容易殘留殘渣、容易產生畫素剝離的問題，且有使固態攝影元件之特性下降的課題。
因此，為了進行彩色濾光片圖案之高精細化及彩色濾光片之薄膜化，有人提出專利文獻2、3所記載的技術。在專利文獻2、3所記載的方法中，以可提升彩色濾光片用材料中之顏料濃度之方法，藉由可不含有感光性成分(光聚合硬化成分)的乾式蝕刻，形成彩色濾光片。藉由該等使用乾式蝕刻的技術，可提升顏料濃度，變得可製作即使進行薄膜化也能得到足夠的分光特性之彩色濾光片。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開平11-68076號公報
專利文獻2 日本專利第4857569號公報
專利文獻3 日本專利第4905760號公報
專利文獻4 日本專利第5046639號公報
然而，在實施乾式蝕刻步驟之際，產生所使用的蝕刻氣體與蝕刻材料之反應生成物。該反應生成物對彩色濾光片側壁部、以乾式蝕刻所形成的開口部進行堆積，而成為殘渣，且乾式蝕刻難以控制的點係成為問題。又，為被蝕刻材料之彩色濾光片用材料，有機物為主成分，且難以取得與蝕刻遮罩所使用之為有機物之感光性樹脂材料的選擇比。因此，難以去除蝕刻後之變質的感光性樹脂材料。又，乾式蝕刻步驟中，將應成為彩色濾光片的層以蝕刻部分地除去時，有可能會損傷底層之平坦化層或裝置層之問題。例如，專利文獻3中，為了解決該問題，提出設置蝕刻阻擋層的技術。然而，在專利文獻3的技術中，造成製作步驟之增加、透光性之減少、以及前述的裝置間之距離(彩色濾光片圖案與光電轉換元件之距離)變廣的影響。
又，為了解決該等之問題而使用的乾式蝕刻之方法，也具有程序的控制之困難度、因乾式蝕刻而產生之反應生成物的抑制之困難度、或彩色濾光片的下層對半導體基板之損傷等。因此，由於考慮該等而有程序變困難的課題。
本發明為鑑於上述課題而成者，目的在於得到一種減低混色之高精細的固態攝影元件之製造方法及固態攝影元件、以及彩色濾光片之製造方法及彩色濾光片。
為了解決上述課題，涉及本發明之一態樣的固態攝影元件之製造方法，其特徵為具備以下步驟：在二維地配置有多個光電轉換元件的半導體基板之表面，塗布將樹脂材料作為主成分且包含使第一顏料分散之第一樹脂分散液的第一彩色濾光片用材料，並使其硬化，形成成為包含第一顏料的第一彩色濾光片之前驅物的第一彩色濾光片膜之第一彩色濾光片膜形成步驟；在第一彩色濾光片膜的表面，塗布感光性樹脂遮罩材料，形成感光性樹脂遮罩材料層後，藉由光微影，在相對向於包含與第一顏料不同色的顏料之第二以後的彩色濾光片之形成位置的感光性樹脂遮罩材料層之一部分，形成開口部之開口部形成步驟；將形成開口部的感光性樹脂遮罩材料層作為蝕刻遮罩，藉由使用乾式蝕刻氣體之乾式蝕刻，自開口部除去露出的第一彩色濾光片膜之一部分，形成第一彩色濾光片，除去蝕刻遮罩的第一彩色濾光片形成步驟；在第一彩色濾光片形成步驟中，將在乾式蝕刻第一彩色濾光片膜之際所形成的第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物，形成作為設置於多個顏色之彩色濾光片的各自之間的分隔壁之分隔壁形成步驟；形成包含與第一彩色濾光片不同色的顏料之第 二以後的彩色濾光片之第二以後的彩色濾光片形成步驟；及形成使入射光集光於各個上述光電轉換元件的多個微透鏡之微透鏡形成步驟。
又，涉及本發明之一態樣的固態攝影元件，其具備具有二維地配置的多個光電轉換元件之半導體基板；配置於半導體基板之上方，使入射光集光於各個上述光電轉換元件之多個微透鏡；設置於半導體基板與微透鏡之間，以對應於上述多個光電轉換元件中之各個之方式，以預先設定之規則而配置的多個顏色之彩色濾光片；及設置於多個顏色之彩色濾光片的各自之間的分隔壁；設置於為多個顏色之彩色濾光片中的一色的彩色濾光片之第一彩色濾光片之側壁部的分隔壁，其特徵為具有包含第一彩色濾光片所含之第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物的第一壁部分。
又，涉及本發明之一態樣的彩色濾光片之製造方法，其特徵為具有以下步驟：在多個光電轉換元件二維地配置的半導體基板之表面，塗布將樹脂材料作為主成分且包含使第一顏料分散之第一樹脂分散液的第一彩色濾光片用材料，並使其硬化，形成成為包含第一顏料的第一彩色濾光片之前驅物的第一彩色濾光片膜的第一彩色濾光片膜形成步驟；在第一彩色濾光片膜的表面，塗布感光性樹脂遮罩材料，形成感光性樹脂遮罩材料層後，藉由光微影，在相對向於包含與第一顏料不同色的顏料之第二以後的彩色濾光片之形成位置的感光性樹脂遮罩材料層之一部分，形成開口部的開口部形成步 驟；將形成開口部的感光性樹脂遮罩材料層作為蝕刻遮罩，藉由使用乾式蝕刻氣體之乾式蝕刻，自開口部除去露出的第一彩色濾光片膜之一部分，形成第一彩色濾光片，並除去蝕刻遮罩的第一彩色濾光片形成步驟；在第一彩色濾光片形成步驟中，將在乾式蝕刻第一彩色濾光片膜之際形成的第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物，形成作為設置於多個顏色之彩色濾光片的各自之間的分隔壁之分隔壁形成步驟；及形成包含與第一彩色濾光片不同色的顏料之第二以後的彩色濾光片之第二以後的彩色濾光片形成步驟。
又，涉及本發明之一態樣的彩色濾光片，其特徵為具備平面地配置且具有相互不同色的多個彩色濾光片、及設置於多個彩色濾光片中之面積最廣的第一彩色濾光片之側壁且包含第一彩色濾光片所含的第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物的分隔壁。
根據本發明的態樣，可得到減低混色之高精細的固態攝影元件之製造方法及固態攝影元件、以及彩色濾光片之製造方法及彩色濾光片。
10‧‧‧半導體基板
11‧‧‧光電轉換元件
12‧‧‧下層平坦化層
13‧‧‧上層平坦化層
14‧‧‧第一彩色濾光片
14b‧‧‧第一彩色濾光片圖案
14c‧‧‧橋接部
14d‧‧‧第一彩色濾光片膜
15‧‧‧第二彩色濾光片
15b‧‧‧第二彩色濾光片圖案
15d‧‧‧第二彩色濾光片膜
16‧‧‧第三彩色濾光片
16b‧‧‧第三彩色濾光片圖案
16d‧‧‧第三彩色濾光片膜
17、27‧‧‧分隔壁
27a‧‧‧第一壁部分
27b‧‧‧第二壁部分
18‧‧‧微透鏡
20‧‧‧蝕刻遮罩
20a‧‧‧感光性樹脂遮罩層
20b‧‧‧圖案
20c‧‧‧開口部
30、40‧‧‧分隔壁材料層
第1圖為表示涉及本發明之第一實施形態的固態攝影元件之一構成例的概略剖面圖。
第2圖為表示涉及本發明之第一實施形態的彩色濾光片圖案之拜耳陣列的概略平面圖。
第3圖為表示在第2圖表示的涉及本發明之第一實施形態的彩色濾光片圖案之A-A’剖面及B-B’剖面的剖面圖。
第4圖為將用以形成涉及本發明之第一實施形態的第一彩色濾光片圖案及第二以後之彩色濾光片圖案的開口部之形成依步驟順序表示的剖面步驟圖。
第5圖為將在本發明的第一實施形態中形成第二以後之彩色濾光片圖案及微透鏡的第一手法依步驟順序表示的剖面步驟圖。
第6圖為將在本發明的第一實施形態中形成第二以後之彩色濾光片圖案的第二手法依步驟順序表示的剖面步驟圖。
第7圖為表示涉及本發明之第二實施形態的固態攝影元件之一構成例的概略剖面圖。
第8圖為將用以形成涉及本發明之第二實施形態的第一彩色濾光片圖案及第二以後之彩色濾光片圖案的開口部之形成依步驟順序表示的剖面步驟圖。
第9圖為表示涉及本發明之第三實施形態的固態攝影元件之一構成例的概略剖面圖。
第10圖為將用以形成涉及本發明之第三實施形態的第一彩色濾光片圖案及第二以後之彩色濾光片圖案的開口部之形成依步驟順序表示的剖面步驟圖。
第11圖為表示涉及本發明之第四實施形態的固態攝影元件之一構成例的概略剖面圖。
第12圖為將用以形成涉及本發明之第四實施形態的第一彩色濾光片圖案及第二以後之彩色濾光片圖案的開口部之形成依步驟順序表示的剖面步驟圖。
實施發明的形態
以下對於涉及本發明的實施形態，一邊參照圖式一邊進行說明。
1.第一實施形態 (1-1)固態攝影元件之構成
涉及本發明之第一實施形態的固態攝影元件，如第1圖所示，其具備具有二維地配置的多個光電轉換元件11之半導體基板10、在半導體基板10之上方配置的多個微透鏡18、設置於半導體基板10與微透鏡18之間的多個顏色之彩色濾光片14、15、16、及設置於多個顏色之彩色濾光片14、15、16的各自之間的分隔壁17。又，涉及第一實施形態的固態攝影元件，其具備在半導體基板10之表面部分地形成的下層平坦化層12、及在彩色濾光片14、15、16之上面設置的上層平坦化層13。涉及第一實施形態的固態攝影元件中，設置於為選自於多個顏色之彩色濾光片14、15、16中的一色之彩色濾光片的第一彩色濾光片14之側壁部的分隔壁17，其包含第一彩色濾光片14所含之第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物。
以下，在涉及第一實施形態的固態攝影元件之說明時，製造步驟上，將最初形成且面積變最大之 彩色濾光片14定義為第一彩色濾光片。又，製造步驟上，將第二個形成的彩色濾光片15定義為第二彩色濾光片，製造步驟上，將第三個形成的彩色濾光片16定義為第三彩色濾光片。
在此，較佳為將面積變最大之彩色濾光片14設定為第一彩色濾光片，但亦可由別的彩色濾光片構成第一彩色濾光片。
以下針對固態攝影元件之各部份進行詳細地說明。
(光電轉換元件及半導體基板)
光電轉換元件11具有將光轉換為電訊號的機能。
光電轉換元件11形成的半導體基板10，一般將表面之保護及平坦化作為目的，且最表面係以保護膜形成。半導體基板10，可穿透可見光，而且，以可承受至少300℃左右的溫度程序之材料形成。作為此種材料，可舉出例如，Si、SiO2等之氧化物及SiN等之氮化物、以及該等之混合物等包含Si的材料等。在半導體基板10中，表面保護膜例如以1nm以上1μm以下左右的膜厚形成。
(微透鏡)
微透鏡18配置於半導體基板10之上方，且設置於被二維配置在半導體基板10上的每個多個光電轉換元件11。微透鏡18，藉由使在微透鏡18入射的入射光各自集光於光電轉換元件11，可彌補光電轉換元件11之感度下降。
(下層平坦化層)
下層平坦化層12係為了半導體基板10之表面保護及平坦化而設置的層。亦即，下層平坦化層12，可減低光電轉換元件11之製作所導致之半導體基板10之上面的凹凸，提升用以形成彩色濾光片14、15、16的彩色濾光片用材料之密合性。又，在本實施形態中，下層平坦化層12，構成下層平坦化層12之材料發揮作為分隔壁形成用材料之供給源的機能。亦即，下層平坦化層12，在乾式蝕刻時，可供給用以形成與乾式蝕刻氣體反應而成為分隔壁之反應生成物的材料。
再者，在半導體基板10之製造過程於最表面形成保護層且進行表面之平坦化時，不一定要設置該下層平坦化層12。
半導體基板10的最表面以包含上述的Si之組成物形成時，下層平坦化層12，例如，可藉由包含一或多個丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、酚系酚醛系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、三聚氰胺系樹脂、脲系樹脂及苯乙烯系樹脂等之樹脂的樹脂形成。又，下層平坦化層12，不限於該等之樹脂，只要為透射波長為400nm至700nm的可見光，且不阻礙彩色濾光片14、15、16之圖案形成或密合性的材料，則均可使用。
下層平坦化層12，較佳為利用不會對彩色濾光片14、15、16之分光特性造成影響的樹脂形成。例如，下層平坦化層12，較佳為以對於波長為400nm至700nm之可見光成為透射係數90%以上之方式形成。
但是，藉由設置下層平坦化層12，由微透鏡18至半導體基板10的距離變長，亦即，進入光電轉換元件11的光之光路長度變長。因此，可能的話，較佳為省略下層平坦化層12。
(上層平坦化層)
上層平坦化層13係為了將彩色濾光片14、15、16及分隔壁17之上面平坦化而設置的層。
上層平坦化層13，例如，可藉由包含一或多個丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、酚系酚醛系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、三聚氰胺系樹脂、脲系樹脂、苯乙烯系樹脂等之樹脂的樹脂形成。再者，上層平坦化層13，只要彩色濾光片14、15、16及分隔壁17之上面為平坦的話，則不一定要設置。
(彩色濾光片)
彩色濾光片14、15、16係對應於將入射光進行色彩分離的各色之濾光片。彩色濾光片14、15、16係以配置於半導體基板10與微透鏡18之間，且以各自對應於多個光電轉換元件11之方式，利用預先設定之規則進行配置。
在第2圖中，平面地表示在各色之彩色濾光片14、15、16及各彩色濾光片14、15、16之間形成的分隔壁17之配置。第2圖所示的配置為所謂的拜耳陣列，為鋪滿四個角落帶有圓度之四角形狀的彩色濾光片14、15、16的圖案(第一、第二及第三彩色濾光片圖案14b、15b、16b)之配置。
本實施形態中，在各自的行方向及列方向中，每隔一畫素設置有為第一彩色濾光片圖案14b之G(綠)濾光片。又，本實施形態中，在G(綠)濾光片之間，每隔一行設置有為第二彩色濾光片圖案15b之R(紅)濾光片與為第三彩色濾光片圖案16b之B(藍)濾光片。因此，具備拜耳陣列之彩色濾光片圖案的本實施形態之固態攝影元件，相對於總畫素數N，G(綠)之解析度成為N/2，紅(R)及藍(B)之解析度成為N/4。
再者，在拜耳陣列中，第二彩色濾光片圖案15b(R(紅)濾光片)、第一彩色濾光片圖案14b(G(綠)濾光片)及第三彩色濾光片圖案16b(B(藍)濾光片)之3種類的彩色濾光片圖案沒有橫向排列。因此，第2圖所示的拜耳陣列之固態攝影元件的A-A’剖面，實際上，如第3圖(a)所示，第一彩色濾光片圖案14b(G(綠)濾光片)與第三彩色濾光片圖案16b(B(藍)濾光片)依序排列。同樣地，第2圖所示的固態攝影元件之B-B’剖面，實際上，如第3圖(b)所示，第一彩色濾光片圖案14b(G(綠)濾光片)與第二彩色濾光片圖案15b(R(紅)濾光片)依序排列。然而，為了說明之簡略化，以下參照排列第一、第二、第三彩色濾光片圖案14b、15b、16b的三色(G(綠)濾光片、R(紅)濾光片、B(藍)濾光片)的第1圖所示之配置進行說明。
如第2圖所示，多個顏色之彩色濾光片(14、15、16)中之第一彩色濾光片14，相較於第二彩色濾光片15及第三彩色濾光片16，形成較大面積。面積最廣的第 一彩色濾光片14具備第一彩色濾光片圖案14b、及將第一彩色濾光片圖案14b之間連結的橋接部14c。在第2圖所示的拜耳陣列中，在各自的行方向及列方向中，每隔一畫素設置有第一彩色濾光片圖案(G(綠)濾光片)14b。因此，第一彩色濾光片圖案(G(綠)濾光片)14b之間，在第2圖之傾斜方向中相互鄰接。
橋接部14c，以將在傾斜方向鄰接的第一彩色濾光片圖案14b彼此的角隅部連結之方式形成。藉此，形成為如第二及第三彩色濾光片圖案15b、16b各自獨立的結構。又，不僅在第一彩色濾光片圖案14a之側壁部，在橋接部14c之側壁部也形成分隔壁17。因此，有不僅減低第一彩色濾光片14與第二、第三彩色濾光片15、16間之混色，第二、第三彩色濾光片15、16之間的混色也可減低的效果。
本實施形態中，針對具有第2圖所示之拜耳陣列的彩色濾光片之固態攝影元件進行說明。然而，固態攝影元件之彩色濾光片，未必限定於拜耳陣列，又，彩色濾光片之顏色也沒有限定於RGB之3色。又，亦可在彩色濾光片的配列之一部分，將經調整折射率之透明層作為彩色濾光片配置。
彩色濾光片14、15、16包含所定的顏色之顏料、及熱硬化性樹脂等之樹脂材料。例如，彩色濾光片14包含綠色顏料，彩色濾光片15包含紅色顏料，彩色濾光片16包含藍色顏料。
(分隔壁)
分隔壁17設置於多個顏色之彩色濾光片14、15、16的各自之間。本實施形態中，根據設置於第一彩色濾光片圖案14b及橋接部14c之側壁部的分隔壁17，可各自分成第一彩色濾光片14與第二、第三彩色濾光片15、16。
分隔壁17包含第一彩色濾光片14所含的第一彩色濾光片用材料與在形成第一彩色濾光片14之際使用的乾式蝕刻氣體之反應生成物。
(1-2)固態攝影元件之製造方法
接著，參照第4圖及第5圖，針對本發明之第一實施形態的固態攝影元件之製造方法進行說明。
(下層平坦化層形成步驟)
如第4圖(a)所示，準備具有二維地配置的多個光電轉換元件11之半導體基板10，在其表面形成下層平坦化層12。下層平坦化層12，例如，藉由包含一個或多個上述的丙烯酸系樹脂等之樹脂材料的樹脂、或氧化化合物、氮化化合物等之化合物而形成。
下層平坦化層12，藉由塗布上述的樹脂材料，進行加熱並硬化的方法而形成。又，下層平坦化層12，藉由將上述化合物的膜，以蒸鍍、濺鍍、CVD等之各種方法進行成膜而形成。
在此，涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法，與使用以往的感光性彩色濾光片用材料，藉由光微影將彩色濾光片14、15、16直接圖案成形而製造 的方法不同。亦即，涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法中，在將第一彩色濾光片用材料塗布於全面並硬化，形成第一彩色濾光片膜14d後(參照第4圖(b))，將形成其它的彩色濾光片處以乾式蝕刻除去。根據前述，最初形成第一彩色濾光片14。然後，在周邊被第一彩色濾光片14包圍的部分形成第二以後的彩色濾光片(第二、第三彩色濾光片15、16)。此時，將最初形成的第一彩色濾光片14作為導光圖案使用，藉由高溫的加熱處理使第二以後的彩色濾光片材料硬化。因此，在第二、第三彩色濾光片15、16之下側即使沒有下層平坦化層12，也可提升半導體基板10與彩色濾光片14、15、16之密合性。因此，涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法中，只要在半導體基板10之表面形成保護膜作為分隔壁17之製造時的材料供給源，則可省略對第二、第三彩色濾光片15、16之下側的下層平坦化層12之形成。
(第一彩色濾光片膜形成步驟)
接著，對於在形成於第2圖(b)所示的半導體基板10上的下層平坦化層12之表面，形成在固態攝影元件成為形成面積最大的第一彩色濾光片14之前驅物的第一彩色濾光片膜14d之步驟進行說明。
再者，未形成下層平坦化層12時，第一彩色濾光片膜14d係於半導體基板10的表面形成。該情況中，省略上述的下層平坦化層形成步驟。
在二維地配置有多個光電轉換元件11的半導體基板10之表面，塗布將樹脂材料作為主成分且包含 使第一顏料分散之第一樹脂分散液的第一彩色濾光片用材料。涉及本實施形態的固態攝影元件，假定如第2圖所示，使用拜耳陣列之彩色濾光片。因此，第一顏料，較佳為綠(G)。又，假定拜耳陣列之RGB時，包含綠顏料的第一彩色濾光片用材料，在使用光微影法進行圖案形成之際，若在成為可形成細微的圖案之程度含有感光性成分，則顏料的濃度容易變不夠。只要可形成綠的彩色濾光片作為第一彩色濾光片14，則可將第二彩色濾光片15、第三彩色濾光片16，作為包含含有容易含有感光性成分之紅與藍的顏料之彩色濾光片用材料之紅與藍的彩色濾光片。
作為第一彩色濾光片用材料的樹脂材料，例如，使用熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂等之光硬化性樹脂、該等之混合樹脂，特佳為使用熱硬化性樹脂。使用熱硬化性樹脂作為樹脂材料時，不需要含有光硬化性樹脂，因此可提高第一顏料之添加濃度，變得容易形成為薄膜且得到所需的分光特性之第一彩色濾光片14。
又，使用光硬化性樹脂材料作為樹脂材料時，與藉由使以往手法的彩色濾光片用材料具備感光性並進行曝光而直接形成所需的圖案之情況不同，只要使塗布膜全面硬化即可，因此可使感光性成分之含量下降。因此，與以往手法之彩色濾光片用材料相比，可提高第一顏料之添加濃度，變得容易形成為薄膜且得到所需的分光特性之第一彩色濾光片14。
包含綠色顏料作為第一彩色濾光片用材料的第一顏料時，可使用具有1.55~1.7的折射率之上述的樹脂材料。
接著，進行在下層平坦化層12之表面塗布的第一彩色濾光片用材料之硬化處理。作為硬化方法，可使用周知的方法。例如，使用熱硬化性樹脂作為第一彩色濾光片用材料的樹脂材料時，可藉由加熱；使用光硬化性樹脂作為第一彩色濾光片用材料的樹脂材料時，可藉由紫外線等之光照射，進行第一彩色濾光片用材料之硬化。
再者，在固態攝影元件之製造中，大多在微透鏡18之形成時使用200℃以上300℃以下左右的高溫加熱步驟，因此第一彩色濾光片用材料，較佳為有耐熱性。因此，作為樹脂材料，較佳為使用有耐熱性之熱硬化性樹脂。
如以上進行，藉由進行第一彩色濾光片用材料之硬化處理，形成成為第一彩色濾光片之前驅物的第一彩色濾光片膜14d(參照第4圖(b))。
(蝕刻遮罩形成步驟)
接著，如第4圖(c)至第4圖(e)所示，在前步驟形成的第一彩色濾光片膜14d上形成具有開口部的蝕刻遮罩。
首先，如第4圖(c)所示，在第一彩色濾光片膜14d的表面，塗布感光性樹脂遮罩材料並進行乾燥，形成感光性樹脂遮罩層20a。
接著，如第4圖(d)所示，對於感光性樹脂遮罩層20a，使用光罩(未經圖示)進行曝光，引起需要的圖案以外成為可溶於顯影液的化學反應。
接著，如第4圖(e)所示，藉由顯影將感光性樹脂遮罩層20a之不需部(曝光部)除去。藉此，在與感光性樹脂遮罩層20a之第二、第三彩色濾光片15、16之形成位置相對向的部分，設置開口部20c。藉此，形成具有開口部的蝕刻遮罩20。開口部20c中，在之後步驟填充第二彩色濾光片用材料或第三彩色濾光片用材料。
此時，開口部20c，形成為如第2圖所示之四角落帶有圓度的四角形狀。藉此，第一彩色濾光片14形成為如四角形狀之第一彩色濾光片圖案14a的四角落以橋接部14c連結的形狀。第一彩色濾光片14藉由具有如前述的形狀，可提升固態攝影元件之光學特性，又，藉由光微影，變得容易形成第二、第三彩色濾光片15、16。再者，將橋接部14c以蝕刻進行製作之際，有在橫向方向加入蝕刻的可能性，因此較佳為預先假定對橫方向之蝕刻量，調整感光性樹脂遮罩層20a的膜厚。
作為感光性樹脂遮罩材料，例如，可將丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、酚系酚醛系樹脂、其它具有感光性的樹脂單獨或多個混合而使用、或是共聚合而使用。在將感光性樹脂遮罩層20a圖案成形的光微影程序使用之曝光機，可舉出掃描機、步進機、對準器、鏡面投射對準器。又，亦可藉由以電子 束之直接繪圖、以雷射之繪圖等進行曝光。其中，為了形成高畫素化、細微化需要的固態攝影元件之第一彩色濾光片14，一般使用步進機或掃描機。
作為感光性樹脂遮罩材料，為了製作高解析且高精度的圖案，較佳為使用一般的光阻。藉由使用光阻，與以具備感光性的彩色濾光片用材料形成圖案的情況不同，形狀控制為容易，且可形成尺寸精度良好的圖案。
如前述的
此時使用的光阻，較佳為乾式蝕刻耐性高者。作為乾式蝕刻時之蝕刻遮罩材使用時，為了使提升為與蝕刻構件的蝕刻速度之選擇比，在顯影後大多使用被稱為後烘烤的熱硬化步驟。但是，若包含熱硬化步驟，則在乾式蝕刻後，在使用作為蝕刻遮罩之殘留光阻的除去步驟中之除去會變困難。因此，作為光阻，較佳為即使不使用熱硬化步驟，也可在與蝕刻構件之間得到選擇比者。又，得不到良好的選擇比時，需要將光阻材料之膜厚增厚形成，但利用光微影之微小圖案形成變困難。因此，作為光阻，較佳為乾式蝕刻耐性高的材料。
具體而言，為蝕刻遮罩之感光性樹脂遮罩材料與為乾式蝕刻的對象之第一彩色濾光片用材料的蝕刻速度比(選擇比)，較佳為0.5以上5.0以下左右，更佳為0.8以上5.0以下。若為此選擇比，則能以得到感光性樹脂遮罩材料之解析性的膜厚構成感光性樹脂遮罩層20a。又，為了處理量提升而加速蝕刻速率時，也可防止 作為蝕刻遮罩之光阻的枯竭，且可提升蝕刻控制性。更具體而言，第一彩色濾光片用材料的膜厚為0.3μm以上0.8μm以下左右時，感光性樹脂遮罩層20a的膜厚，較佳為0.6μm以上2.0μm以下左右。
又，作為此時使用的光阻，正型光阻、或負型光阻均沒有問題。然而，若考慮到蝕刻後之光阻除去，則根據外部主因，相較於在化學反應進行硬化的方向產生變化的負型光阻，較佳為在化學反應進行溶解的方向容易引起化學反應的正型光阻。
如以上進行，形成蝕刻遮罩。
(第一彩色濾光片形成步驟)
接著，如第4圖(f)至第4圖(h)所示，藉由使用蝕刻遮罩20及乾式蝕刻氣體之乾式蝕刻，自開口部20c除去露出的第一彩色濾光片膜14d之一部分，形成第一彩色濾光片14。
如第4圖(f)所示，使用蝕刻遮罩20，對於第一彩色濾光片膜14d進行乾式蝕刻。作為乾式蝕刻的手法，可舉出例如，ECR、平行平面電極磁控管、DRM、ICP、或2頻率型的RIE(Reactive Ion Etching)等。關於蝕刻方式，沒有特別限制，但較佳為能控制成即使寬數mm以上之大面積圖案或數百nm之微小圖案等圖案之大小或面積不同，蝕刻速率、或蝕刻形狀也不會改變的方式。又，較佳為在100mm至450mm左右的尺寸之Si晶圓全面，使用可在面內均勻地乾式蝕刻之控制機構的乾式蝕刻手法。
乾式蝕刻氣體，只要為具有反應性(氧化性、還原性)之氣體即可，亦即有蝕刻性之氣體。作為具有反應性的氣體，可舉出例如，包含氟、氧、溴、硫及氯等之氣體。又，可將包含氬或氦等之反應性少且進行以離子之物理性衝擊所致之蝕刻之元素的稀有氣體，以單體使用或混合而使用。又，只要為在使用氣體之電漿環境下的乾式蝕刻步驟中，引起形成所需的圖案之反應的氣體，則即使不限定於該等也沒有問題。藉由在初期的階段將全氣體流量之90%以上設定為以稀有氣體等之離子的物理衝擊為主體進行蝕刻之氣體，並於此使用混合氟系氣體或氧系氣體的蝕刻氣體，且也利用化學反應而提升蝕刻速率。
本實施形態中，半導體基板10係利用將矽作為主體的材料構成。因此，作為乾式蝕刻氣體，較佳為使用蝕刻彩色濾光片用材料，且不會蝕刻底層之半導體基板10的氣體。又，在使用蝕刻半導體基板10的氣體時，亦可設為最初使用蝕刻半導體基板10的氣體，在途中變更為不會蝕刻半導體基板10的氣體進行蝕刻之多階段蝕刻。再者，只要對半導體基板10沒有影響、可使用蝕刻遮罩20以接近垂直的形狀蝕刻彩色濾光片用材料、且不會形成彩色濾光片用材料之殘渣，則蝕刻氣體的種類沒有限制。
如第4圖(g)所示，進行第一彩色濾光片膜14d之乾式蝕刻直到到達半導體基板10表面後，藉由除去蝕刻遮罩20，如第4圖(h)所示，可形成第一彩色濾光 片14。在本實施形態中，在第一彩色濾光片14之下面殘留有下層平坦化層12之一部分。
(在下層平坦化層未包含Si時之乾式蝕刻條件)
又，在本實施形態中，半導體基板10之表面以包含多晶矽、SiO2等之氧化膜或SiN等之氮化膜等之Si的材料保護及平坦化時，亦可在不對光電轉換元件之特性造成影響的範圍蝕刻半導體基板10之表面。再者，不會對光電轉換元件之特性造成影響的範圍之厚度，例如為0nm以上30nm以下左右。
又，在下層平坦化層12未使用包含Si的層時，藉由蝕刻包含具有該半導體基板10之保護及平坦化的作用之Si的膜，可將包含Si的反應生成物形成作為分隔壁17。又，在下層平坦化層12使用包含Si的層時，多少產生對光電轉換元件造成影響的可能性，因此較佳為盡可能不要蝕刻半導體基板10。
(分隔壁形成步驟)
如以下第4圖(f)至第4圖(h)所示，將在乾式蝕刻第一彩色濾光片膜14d之際形成的反應生成物，形成作為設置於彩色濾光片14、15、16的各自之間的分隔壁17。分隔壁17係利用第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物形成。此時，進行有各向異性之蝕刻時，乾式蝕刻所致之反應生成物對側壁部附著而形成的側壁保護層之控制變重要。又，根據乾式蝕刻條件，反應生成物的附著之方式及附著的量會產生變化。
本實施形態的固態攝影元件之製造方法中，進行第一彩色濾光片膜14d之蝕刻，在藉由蝕刻而形成的開口部20c填充第二、第三彩色濾光片用材料，形成多色的彩色濾光片。因此，在乾式蝕刻之際，將第一彩色濾光片膜14d垂直地蝕刻，且有需要進行圖案尺寸之控制。因此，在乾式蝕刻之際，對第一彩色濾光片14的側壁之反應生成物的附著之方式及附著量之控制變必要。
若增加反應生成物的附著量，則有蝕刻遮罩20之除去變困難的可能性。又，即使可除去蝕刻遮罩20，也有對彩色濾光片用材料及蝕刻遮罩20的側壁附著之側壁保護層直接殘留的情況。該情況中，有在第二彩色濾光片用材料或第三彩色濾光片用材料的塗布步驟殘留的側壁保護層成為問題的可能性。因此，藉由進行蝕刻氣體及蝕刻條件之調整，減少對第一彩色濾光片14的側壁之附著物，與乾式蝕刻步驟所致之對橫向方向的蝕刻抵消，而可垂直且側壁附著物少地進行蝕刻。以乾式蝕刻形成圖案時，假定使用具備各向異性進行蝕刻的步驟。但是，本實施形態中，將後述的反應生成物使用作為分隔壁17。又，考慮到前述，本實施形態中，在對第一彩色濾光片14之側壁的反應生成物之附著量變多的方向進行控制。
就成為彩色濾光片圖案之結構上問題的點而言，有因通過各色的彩色濾光片之光進入別的光學元件而引起之混色的問題。作為抑制該問題的方法，已知有藉由控制在各色的彩色濾光片之間阻隔光的遮光效 果、或折射率，而使光不入射至其它光電轉換元件上而形成分隔壁的手法。
又，本實施形態中，假定為拜耳陣列，因此假定綠色的彩色濾光片作為第一彩色濾光片14。本實施形態的方法中，可消除或減少彩色濾光片用材料的感光性成分，因此可控制成為第一彩色濾光片之綠色的彩色濾光片用材料之折射率，且變得容易控制在本實施形態所形成的分隔壁、或紅、藍的彩色濾光片之間的折射率。
本實施形態中，以積極地形成被假定在該乾式蝕刻之際產生，且以往進行抑制之反應生成物之方式設定乾式蝕刻條件，且將藉由乾式蝕刻形成的側壁附著層作為各彩色濾光片14、15、16間之分隔壁17使用。
本實施形態中，已假定為拜耳陣列，將包含綠色的顏料之彩色濾光片用材料蝕刻，使用其反應生成物製作分隔壁17。一般使用的綠色顏料中，包含銅或鋅等之金屬成分。因此，與本次假定的蝕刻氣體之反應生成物，蝕刻之際，成為難以揮發且難以除去的反應生成物，且在分隔壁17中包含很多鋅或銅的金屬。因此，分隔壁17的膜厚薄時，也大幅展現藉由含有分隔壁17所含的金屬元素之膜而設置遮蔽光的分隔壁17所導致之抗混色效果。因此，有容易形成發展微細化的固態攝影元件所需要之厚度200nm以下的分隔壁17之優點。特別是藉由反應生成物所形成的分隔壁17，可以50nm以下左右的膜厚形成，且因為包含金屬成分，所以有遮光性亦滿足需要性能之效果。
在彩色濾光片用材料之乾式蝕刻中，欲減少對第一彩色濾光片14之側壁的反應生成物之附著，係增加乾式蝕刻時之化學反應的量。藉此，較佳為生成容易自蝕刻腔室內排出的反應生成物，並使反應生成物變得難以對側壁附著。因此，根據構成為被蝕刻膜之第一彩色濾光片膜14d的第一彩色濾光片材料為有機材料之觀點，較佳為增多氟系氣體流量或氧系氣體流量。作為使用的氟系氣體，例如，較佳為任意地選自於CF4、C2F6、C3F8、C2F4、C4F8等之包含碳與氟的氣體之群組。又，亦可混合多個該等氟系氣體而作為乾式蝕刻氣體使用。
另一方面，使用氟系氣體之乾式蝕刻時，本實施形態之製造方法中，有將主要使用於底層之半導體基板10的矽以化學反應主體進行蝕刻的可能。因此，需要調整氣體流量，使氟系氣體流量不會過多。
另一方面，藉由減少化學反應量，並大量利用使用離子所致之物理性衝擊的反應，可增加對第一彩色濾光片14之側壁的反應生成物之堆積量(附著量)。例如，作為使用的乾式蝕刻氣體，可考慮氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、及氙(Xe)等之稀有氣體，特佳為氦或氬。但是，減少化學反應量時，認為有對蝕刻遮罩20之損傷。又，化學反應少時，有蝕刻速率變慢的問題。
本實施形態中，將包含Ar、He等之反應性少的元素之稀有氣體作成為全氣體流量的90%以上，且使用氟系及氧系等之具有反應性的氣體混合1種以上之乾式蝕刻氣體。藉此，使用化學反應提升蝕刻速率，且 可增加附著於第一彩色濾光片14的側壁之反應生成物的量。藉此，可將附著於第一彩色濾光片14的側壁之反應生成物使用作為分隔壁17。更具體而言，較佳為包含Ar、He等之反應性少的元素之稀有氣體為全氣體流量的95%以上。
又，反應生成物對側壁之附著，有依賴乾式蝕刻時之壓力的傾向。腔室內之壓力高的情況，是由於蝕刻氣體或反應生成物於腔室內的量多、離子之平均自由步驟變短、離子所致之物理衝擊變少的緣故。在本實施形態中，乾式蝕刻時的腔室內之壓力，較佳為0.01Pa以上8.0Pa以下的範圍，更佳為0.1Pa以上3.0Pa以下。若為0.01Pa以上8.0Pa以下之壓力，則有容易形成安定的電漿環境、容易控制蝕刻條件的優點。
又，以此蝕刻條件實施蝕刻時，對第一彩色濾光片14之側壁的反應生成物之附著量變多，且蝕刻遮罩20之除去變困難。因此，較佳為因應狀況以多階段變更乾式蝕刻條件，藉此容易除去蝕刻遮罩20。具體而言，在第一彩色濾光片膜14d之蝕刻時，較佳為設為反應生成物對側壁之附著量多的蝕刻條件。再者，蝕刻位置接近半導體基板10表面時，較佳為設為不會對半導體基板10表面造成損傷，可蝕刻全部的第一彩色濾光片膜14d之蝕刻條件。
具體而言，在蝕刻初期中，將反應性少之稀有氣體作成為全氣體流量之90%以上，且使用包含具有反應性之氣體的蝕刻氣體進行蝕刻。此時，相對於第 一彩色濾光片膜14d之初期膜厚，較佳為進行30%以上90%以下蝕刻，更佳為進行50%以上80%以下蝕刻，特佳為進行60%以上70%以下蝕刻。
下一階段中，將反應性少之稀有氣體作成為全氣體流量之80%以下，且使用氟系氣體、或氧系氣體等之具有反應性的氣體或將混合多個該等之氣體混合的乾式蝕刻氣體進行蝕刻。此時，稀有氣體的量，更佳為全氣體流量之70%以下，特佳為50%以下。
接著，以該等之氣體流量，在不蝕刻半導體基板10的範圍，進行第一彩色濾光片膜14d之蝕刻。之後，除去氟系氣體，使用不會化學性蝕刻Si的氣體，例如，使用O2或稀有氣體的單一氣體、或混合該等多個的氣體，進行過蝕刻至第一彩色濾光片膜14d之膜厚以上。藉由進行過蝕刻，可減低半導體基板10的蝕刻之面內不均一所導致的影響，在半導體基板10之全面除去所需的位置之第一彩色濾光片膜14d，且形成第一彩色濾光片14。
根據該乾式蝕刻步驟，不會對底層之半導體基板10賦予損傷，不會形成彩色濾光片用材料之殘渣，且得到藉由乾式蝕刻所致之反應生成物而形成分隔壁17的第一彩色濾光片14。又，第一彩色濾光片14為同時具備第一彩色濾光片圖案14a與橋接部14c的結構。因此，第二彩色濾光片15的彩色濾光片圖案15b、第三彩色濾光片16的彩色濾光片圖案16b各自獨立而形成。又，在橋接部14c之側壁也形成分隔壁17。藉此， 不只第一彩色濾光片14與第二、第三彩色濾光片15、16間之混色，第二、第三彩色濾光片15、16之間的混色也有可減低的效果。又，藉由在第一彩色濾光片14之側壁形成分隔壁17，有起因於顏料的凹凸少，不會對第二、第三彩色濾光片15、16之形成造成影響的優點。附著於側壁之反應生成物以該乾式蝕刻條件形成分隔壁17，因此對可形成的分隔壁17之膜厚有限制，但如前述，可形成包含金屬的分隔壁17，且可期待作為分隔壁17之遮光效果。
採用上述的蝕刻步驟，在進行過蝕刻之際，混合不會化學性蝕刻Si的氣體與稀有氣體進行蝕刻。此時，藉由蝕刻下層平坦化層12，使反應生成物附著於第一彩色濾光片14之側壁。下層平坦化層12含有包含Si之成分的話，藉由與乾式蝕刻氣體或腔室內外的環境之反應，在第一彩色濾光片14之側壁形成包含SiO2或SiN的分隔壁17。又，下層平坦化層12未包含Si，且使用與以往的彩色濾光片同樣之樹脂材料時，採用過蝕刻步驟，除去下層平坦化層12。然後，藉由稍微蝕刻為了設置於半導體基板10之表面的半導體基板10之保護及平坦化的層，利用乾式蝕刻氣體或周圍的構成物質，形成包含為反應生成物之SiO2或SiN的分隔壁17。在下層平坦化層12使用樹脂系素材時，下層平坦化層12的膜厚會變薄，且因為會對很多蝕刻氣體進行蝕刻，所以下層平坦化層12在短時間消失，而半導體基板10之表面被蝕刻的可能性高。蝕刻半導體基板10之表面時，蝕刻量 若多，則會對光電轉換元件11造成影響。因此，根據下層平坦化層12之材料，需要調整蝕刻的過蝕刻量。
如前述，在下層平坦化層12使用未包含Si的材料時，藉由稍微蝕刻半導體基板10之表面，可在第一彩色濾光片14之側壁形成包含Si的分隔壁17。然而，該情況中，會蝕刻半導體基板10，因此產生對光電轉換元件11造成損傷的可能性。因此，較佳為將下層平坦化層12，以包含Si的材料形成，或者較佳為使用在後述之第二至第四實施形態所說明的分隔壁材料層30。
(第一色用的感光性樹脂遮罩材料之除去步驟)
接著，為了形成第二、第三彩色濾光片15、16之第二、第三彩色濾光片圖案15b、16b，如第4圖(h)所示，除去用以形成為第1色之第一彩色濾光片圖案14b的蝕刻遮罩20。作為蝕刻遮罩20之除去方法，可舉出例如，藉由使用化學品或溶劑，以不影響第一彩色濾光片14之方式，將殘留之蝕刻遮罩20進行溶解、剝離的方法。或者，藉由使用為利用光激發或氧電漿之感光性樹脂的灰化技術之灰化技術的方法，可除去蝕刻遮罩20。又，也可將該等之方法組合而使用。再者，較佳為使用不會影響為第1色之第一彩色濾光片膜14d的方法。
又，在分隔壁17之前端，有不影響已形成的分隔壁17且相較於第一彩色濾光片14高度變得更高的部分時，較佳為除去該部分。藉此，僅於第一彩色濾光片14之側壁形成分隔壁17。具體而言，相較於直接浸於大量的液體而將蝕刻遮罩20除去的浸漬清洗方 法，更佳為使用噴灑或混拌等之剝離、或使用噴上清洗用的溶液之方法。亦即，較佳為在蝕刻遮罩20除去時包含清洗步驟，且給予物理性清洗損傷的方法。
作為除去蝕刻遮罩20的溶劑，例如，將N-甲基-2-吡咯啶酮、環己酮、二乙二醇單甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸丁酯、二甲亞碸、二乙二醇二乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等之有機溶劑單獨使用，或是使用混合多個的混合溶劑。又，此時使用的溶劑，較佳為不會對彩色濾光片用材料造成影響者。只要不會對彩色濾光片用材料造成影響，則使用酸系之化學藥品的剝離方法也沒有問題。
又，也可使用利用溶劑等之濕式蝕刻的除去以外之方法。可舉出例如，首先，使用作為利用光激發或氧電漿之感光性樹脂的灰化技術之灰化技術等，將蝕刻遮罩20之表層的變質層除去後，藉由使用溶劑等之濕式蝕刻除去殘留的層之方法。又，在第一彩色濾光片用材料沒有損傷的範圍，亦可藉由灰化除去蝕刻遮罩20。又，不僅灰化等之乾式程序，也可使用利用CMP(Chemical Mechanical Polishing)的研磨步驟等。
由於會成為將第二、第三彩色濾光片圖案15b、16b入色時之混色缺陷的原因，故有需要確實地進行第1色用之蝕刻遮罩20的殘渣之除去。因此，有需要在不會影響第一彩色濾光片膜14d之範圍，使用周知的蝕刻遮罩20之除去技術進行殘渣除去。又，在進行上述的殘渣除去之際，已形成的第一彩色濾光片圖案14b之 層厚減低的可能性高。因此，較佳為預先增厚第一彩色濾光片膜14d之層厚，提前進行提前形成等之對應。
(關於第二以後的彩色濾光片形成步驟)
接著，如第5圖(a)至第5圖(e)所示，形成包含與第一彩色濾光片14不同色之顏料的第二、第三彩色濾光片15、16。第二、第三彩色濾光片15、16的圖案之製作方法，可使用大致分為2種的手法。
第一手法為將第一彩色濾光片14作為導光圖案，使用包含光硬化性樹脂的感光性彩色濾光片用材料，形成第二、第三彩色濾光片15、16，並採用以往的手法選擇性曝光形成圖案的手法。
第二手法為在圖案成形的第一彩色濾光片14全面，塗布第二彩色濾光片用材料，接著，將進行圖案成形之感光性樹脂遮罩材料層作為蝕刻遮罩進行乾式蝕刻，在第三彩色濾光片16形成處設置開口部，最後在其位置塗布第三彩色濾光片用材料，藉由將過剩的彩色濾光片以研磨等除去，在開口部內形成第三彩色濾光片16的手法。
(第二以後的彩色濾光片形成步驟之第一手法)
首先，對於形成第二以後的彩色濾光片之圖案的第一手法，使用第5圖(a)至第5圖(h)進行說明。
第一手法係使用對第二彩色濾光片15用具備感光性之彩色濾光片圖案用材料(彩色光阻)。亦即，在開口部20c形成的第一彩色濾光片14表面，塗布成為包含與第一顏料不同色之顏料的第二彩色濾光片用材料之著色 感光性樹脂組成物後，相對於形成第二彩色濾光片用材料之第二彩色濾光片15的部分，進行使用光罩的曝光，進行顯影後，使第二彩色濾光片膜之一部分光硬化，藉由圖案成形形成第二彩色濾光片15。之後，採用與第二彩色濾光片15之形成同樣的方法形成第三彩色濾光片16。
具體而言，首先，如第5圖(a)所示，在形成第一彩色濾光片14的半導體基板10之表面全面，塗布作為第二彩色濾光片用材料之感光性彩色濾光片用材料，並進行硬化而形成第二彩色濾光片膜15d。此時使用的感光性彩色濾光片用材料，含有藉由接觸光而硬化之負型的感光性成分。
接著，如第5圖(b)所示，相對於形成第二彩色濾光片用材料之第二彩色濾光片15的部分，使用光罩進行曝光，並使第二彩色濾光片膜15d之一部分光硬化。
接著，如第5圖(c)，除去沒有在顯影步驟選擇性曝光的第二彩色濾光片膜15d之一部分。接著，為了進行曝光的第二彩色濾光片膜15d之一部分與半導體基板10之密合性提升或提升實際在裝置利用之耐性，藉由進行在高溫加熱之硬化處理而使殘留的第二彩色濾光片膜15d硬化。根據前述，形成具有第二彩色濾光片圖案15b的第二彩色濾光片15。此時，在硬化使用的溫度，較佳為200℃以上，更佳為230℃左右。
接著，如第5圖(d)所示，將第三彩色濾光片用材料塗布於半導體基板10之全面，形成第三彩色濾光片膜16d。
接著，如第5圖(e)所示，選擇性曝光形成第三彩色濾光片膜16d中之第三彩色濾光片16處，使第三彩色濾光片膜16d之一部分光硬化。
接著，如第5圖(f)所示，顯影感光性之第三彩色濾光片膜16d，將未曝光的第三彩色濾光片膜16d之一部分除去。接著，為了進行曝光的第三彩色濾光片膜16d之一部分與半導體基板10之密合性提升或提升實際在裝置利用之耐性，藉由進行在高溫加熱之硬化處理而使殘留的第三彩色濾光片膜16d硬化。根據前述，形成具有第三彩色濾光片圖案16b的第三彩色濾光片16。
再者，藉由重複該第二彩色濾光片15以後地圖案形成步，可形成所需的顏色數之彩色濾光片。
接著，如第5圖(g)所示，在形成的彩色濾光片14、15、16上形成上層平坦化層13。上層平坦化層13，例如，可使用上述的丙烯酸系樹脂等之樹脂材料一個或包含多個的樹脂而形成。該情況中，上層平坦化層13，可藉由將樹脂材料塗布於半導體基板10之表面，進行加熱並硬化而形成。又，上層平坦化層13，例如，可使用上述的氧化物或氮化物等之化合物而形成。該情況中，上層平坦化層13，可利用蒸鍍、濺鍍、CVD等之各種的成膜方法形成。
最後，如第5圖(h)所示，在上層平坦化層13上，形成微透鏡18。微透鏡18，可藉由使用熱流的製作方法、利用灰階遮罩之微透鏡製作方法、使用回蝕之對平坦化層的微透鏡轉印方法等之周知的技術而形成。
又，使用利用乾式蝕刻之圖案成形技術形成微透鏡的方法，首先，將最後成為微透鏡之透明樹脂層形成於彩色濾光片上。接著，在該透明樹脂層之上藉由熱流法而形成微透鏡的鑄型(透鏡鑄型)。然後，將該透鏡鑄型作為遮罩，藉由乾式蝕刻之手法將透鏡鑄型形狀轉印至透明樹脂層的方法。利用選擇透鏡鑄型之高度或材料而調整蝕刻速率，藉此可將適當的透鏡形狀轉印於透明樹脂層。
亦即，將使用於透鏡形狀之轉印的透鏡鑄型進行乾式蝕刻，自表面除去，以透明樹脂層形成微透鏡。又，與此同時，為了進行乾式蝕刻直到微透鏡的高度與透明樹脂層的膜厚成為同等程度，較佳為盡可能地使具備色濾光片之上面的平坦化層之透明樹脂層的膜厚變薄。
根據上述，完成本實施形態之固態攝影元件。
本實施形態中，作為第一彩色濾光片14，較佳為形成面積最廣的彩色濾光片圖案(第一彩色濾光片圖形成案)14b。然後，第二彩色濾光片15及第三彩色濾光片16，使用第二彩色濾光片用材料及第三彩色濾光片用材料、感光性彩色光阻，利用光微影各自形成。
使用感光性彩色光阻的技術為以往的彩色濾光片圖案之製造技術。在此，第二彩色濾光片15，為了在形成於第一彩色濾光片14的開口部20c內形成，將第一彩色濾光片14使用於導光圖案而形成。使各彩色濾光片用材料具備感光性時，也不需要如以往般作成重視解析性之彩色光阻。因此，由於可減少光硬化性樹脂中之光硬化成分，故可增多彩色濾光片用材料中的顏料之比例，且可對應於彩色濾光片14、15、16之薄膜化。又，第一彩色濾光片14覆蓋的面積大，因此有可減低第二彩色濾光片用材料導致的殘渣之效果。
第一彩色濾光片用材料，塗布於半導體基板10或下層平坦化層12之全面後，以高溫進行加熱，因此與半導體基板10或下層平坦化層12之密合性可變得非常強。如此一來，可將密合性良好且形成良好矩形性之第一彩色濾光片14作為導光圖案，以將四邊被包圍處進行填補之方式，形成第二、第三彩色濾光片15、16。因此，可減少彩色濾光片用材料中之感光性成分的量。又，有對於用於形成第二、第三彩色濾光片15、16而形成的凹部之底面及側壁部，可密合性良好地形成第二或第三彩色濾光片圖案15b、16b的優點。
如前述的彩色濾光片構成中，在以第一彩色濾光片14包圍的區域形成其它彩色濾光片15、16。因此，單體的感光性彩色光阻中，在圖案形成不容易的程度下而感光性低時，也有可使第二彩色濾光片15與第三彩色濾光片16之密合性變良好的效果。又，因密合性 為良好，也有可省略下層平坦化層12，而在半導體基板10上直接形成彩色濾光片圖案14b、15b、16b的效果。
形成第二以後的彩色濾光片處，在第一彩色濾光片之蝕刻時，下層平坦化層12之一部分已在蝕刻步驟除去，成為半導體基板10露出於表面的情況多的步驟。如前述，半導體基板10，為了表面保護及平坦化而利用SiO2等之物質形成表面保護膜的情況多。該情況中，半導體基板10的表面氧化，並成為親水性。在如前述的半導體基板10之表面，將第二以後的彩色濾光片以光微影步驟形成時，在具有親水性的半導體基板10與第二以後的彩色濾光片接觸的部分，顯影液迴流。因此，假定第二以後的彩色濾光片圖案(第二、第三彩色濾光片圖案15b、16b)剝離。因此，根據半導體基板10之材料，利用既存的手法，例如，HDMS(六甲基二矽氮烷)處理等之方法，藉由將半導體基板10之表面作成為疏水性，可減低第二以後的彩色濾光片圖案剝離之可能性。
又，本實施形態中，第一彩色濾光片14，較佳為參與光硬化的樹脂成分等之含有率少，且以顏料濃度高的彩色濾光片用材料形成。特佳為使第1色的彩色濾光片用材料之顏料的含有率構成為70質量%以上。藉此，即使在第一彩色濾光片用材料中，包含在使用以往的感光性彩色光阻之光微影程序中會變成硬化不足夠之濃度的顏料，也能精度良好且沒有殘渣或剝離地形成第一彩色濾光片14。具體而言，使用綠色的彩色濾光片作為第一彩色濾光片14時，可減少紅色的彩色濾光片或 藍色的彩色濾光片之光硬化成分。因此，即使將顏料濃度作成為高濃度，也可利用光微影輕易地形成各彩色濾光片圖案。
根據任何的理由，使用無感光性成分、或將重點置於熱硬化而減少感光性成分的第一彩色濾光片用材料，形成最初的第一彩色濾光片14。藉由如此進行，第一彩色濾光片14，與半導體基板10或下層平坦化層12密合，沒有在其它的彩色濾光片形成時所產生的殘渣或來自半導體基板10或下層平坦化層12之剝離，而且可作成為高解析度。然後，第二、第三彩色濾光片15、16，使用感光性的第二、第三彩色濾光片用材料，以步驟少且效率佳的光微影之形成工法形成。藉由如此進行，最初形成的第一彩色濾光片圖案14b成為正確的圖案，且可利用光微影而形狀良好地形成第二、第三彩色濾光片圖案15b、16b。又，第一彩色濾光片14強固地密合於半導體基板10或下層平坦化層12，因此有可形成密合性佳且沒有剝離的彩色濾光片之效果。
(第二以後的彩色濾光片形成步驟之第二手法)
接著，針對形成第二以後的彩色濾光片之圖案的第二手法，使用第6圖(a)至第6圖(h)進行說明。第二手法，針對將第二、第三彩色濾光片15、16所使用的第二、第三彩色濾光片膜15d、16d，以未具備感光性的彩色濾光片用材料形成之情況，使用圖進行說明。
如第6圖(a)所示，對於第一彩色濾光片14形成的基板之全面，進行第二彩色濾光片用材料之塗 布。此時使用的第二彩色濾光片用材料，使用未具備感光性，且藉由加熱會硬化的熱硬化型之樹脂材料。第二彩色濾光片用材料未具備感光性，因此如前述進行，變成不需添加感光性成分，而可將顏料濃度變濃。因此，第二彩色濾光片15的膜厚之控制、及折射率之控制等變容易。之後，為了將第二彩色濾光片用材料硬化，形成第二彩色濾光片膜15d，而進行在高溫之加熱。加熱溫度，較佳為在不影響裝置之範圍的加熱，具體而言為300℃以下，更佳為240℃以下。
如第6圖(a)所示，為了將第二彩色濾光片膜15d之膜厚作成為均勻，需要大量塗布第二彩色濾光片用材料。因此，第二彩色濾光片用材料，在第一彩色濾光片14上過剩地形成。因此，使用CMP等之研磨步驟或乾式蝕刻技術進行回蝕步驟，進行過剩的第二彩色濾光片用材料之除去。再者，第二彩色濾光片用材料，可藉由平坦化或除去所需的膜厚等之周知的技術之步驟而除去。又，過剩的第二彩色濾光片膜15d之除去步驟，只要在使後述的第三彩色濾光片16之形成處開口的蝕刻步驟不成問題，則也可在將多個顏色之彩色濾光片14、15、16形成後，最後進行。
接著，如第6圖(b)所示，在第二彩色濾光片膜15d之上面塗布感光性樹脂遮罩材料而形成感光性樹脂遮罩層20a。
接著，如第6圖(c)、第6圖(d)所示，以配置第三彩色濾光片16的位置成為開口之方式進行曝光，並進行顯 影，形成圖案20b。將形成有圖案20b的感光性樹脂遮罩層20a進行顯影，除去圖案20b，藉此設置開口部20c，形成蝕刻遮罩20。
接著，如第6圖(e)所示，使用利用設置有開口部20c的蝕刻遮罩20之乾式蝕刻技術，在第二彩色濾光片膜15d的區域中，為了配置第三彩色濾光片16而除去不需要的部分，形成開口部15e。此時，對於蝕刻遮罩20，亦可進行加熱或紫外線照射等之硬化處理。如第6圖(f)所示，藉由利用溶劑之剝離、清洗、為利用光激發或氧電漿的灰化處理之灰化等之周知的除去方法，除去蝕刻遮罩20。藉此，在第三彩色濾光片16形成的位置設置開口部15e，且在除此以外的位置，形成第一彩色濾光片14與第二彩色濾光片15。
如第6圖(g)所示，對於形成有第一彩色濾光片14與第二彩色濾光片15的基板之全面，以填補開口部15e之方式，塗布第三彩色濾光片用材料並硬化，而形成第三彩色濾光片膜16d。之後，如第6圖(h)所示，除去第一、第二彩色濾光片14、15上之過剩的第三彩色濾光片膜16d，作成第三彩色濾光片16。
形成第四以後的彩色濾光片時，與第二、第三彩色濾光片15、16同樣地進行彩色濾光片用材料之塗布、硬化處理。在之後，進行圖案成形，將已設置開口部的感光性樹脂材料作為蝕刻遮罩20進行乾式蝕刻，除去過剩的感光性樹脂遮罩層20a，藉此方式而可形成多個顏色的彩色濾光片。
又，在塗布各彩色濾光片用材料並進行硬化的階段，不進行利用研磨步驟或回蝕步驟之平坦化及過剩的彩色濾光片用材料之除去，前進至下一彩色濾光片用材料的塗布步驟。該情況中，存在有第一、第二、第三彩色濾光片用材料中之多個顏色的彩色濾光片用材料重疊處。因此，在最後到達所定的膜厚前，藉由CMP等之研磨步驟或使用乾式蝕刻技術進行回蝕步驟之平坦化或利用除去所需的膜厚等之周知的技術的步驟，可除去彩色濾光片之一部分。藉此，可沒有段差地形成各色之彩色濾光片14、15、16。該情況中，由於為在各彩色濾光片間沒有段差的結構，故未設置上層平坦化層13，且可以周知的微透鏡形成方法形成微透鏡。
上述的第一手法為第二彩色濾光片15以後的彩色濾光片之利用光微影的形成方法。第一手法中，使第二彩色濾光片15以後的彩色濾光片用材料具備光硬化性，選擇性進行曝光、顯影，形成第二彩色濾光片15以後的彩色濾光片。
又，上述的第二手法為重複多次乾式蝕刻的形成方法。第二手法中，使第二彩色濾光片15以後的彩色濾光片用材料不具備感光性成分而具備熱硬化成分，在全面塗布，並進行熱硬化。然後，將感光性的彩色濾光片膜，在欲殘留之第二彩色濾光片15以後之上作為蝕刻遮罩形成，且第二彩色濾光片15以後也以乾式蝕刻製作。該等之2種手法，藉由重複同樣的步驟，形成第二、第三彩色濾光片，但只要可得到所需的分光特性，則亦可組合該等之步驟而使用。
(4色以上的多個顏色之彩色濾光片的情況)
製造4色以上的多個顏色之彩色濾光片時，第三彩色濾光片以後，可藉由重複與上述的第二彩色濾光片15之形成步驟同樣的處理而形成。又，在形成最後的顏色之彩色濾光片的步驟，進行與上述的第三彩色濾光片16之形成步驟同樣的處理。藉此，可製造4色以上的多個顏色之彩色濾光片。
<效果>
涉及第一實施形態的發明，具有以下的效果。
(1)在第一彩色濾光片14與第二、第三彩色濾光片15、16之間、及第二、第三彩色濾光片15、16彼此之間設置分隔壁17，因此可減低顯示畫素中之混色。
(2)根據涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法，可在第二以後的彩色濾光片形成時之乾式蝕刻步驟中生成，並將附著於第一彩色濾光片之側壁的反應生成物，作為分隔各色的彩色濾光片之分隔壁(第1壁部分)使用。
(3)根據涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法，使用含有全氣體流量之90%以上之包含反應性少的元素之稀有氣體，且混合1種以上氟系及氧系等之具有反應性的氣體之乾式蝕刻氣體進行蝕刻。藉此，使用化學反應提升蝕刻速率，且可增加對側壁附著的反應生成物之量。因此，可將附著於第一彩色濾光片之側壁的反應生成物作為分隔壁17使用。
(4)根據涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法，將第一彩色濾光片14作為導光圖案使用，藉由高溫的加熱處理使第二以後的彩色濾光片材料硬化。因此，即使在第二以後的彩色濾光片材料之下側沒有下層平坦化層，也可提升半導體基板與彩色濾光片之密合性。
(5)根據涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法，只要在半導體基板之表面形成保護膜作為分隔壁形成時之材料供給源，則可省略下層平坦化層。
(6)根據涉及本實施形態的固態攝影元件之製造方法，在第一彩色濾光片膜形成步驟中，使用未包含感光性成分，且包含第一顏料為濃度70質量%以上之第一彩色濾光片用材料。因此，即使在第一彩色濾光片用材料使用以往的感光性彩色光阻之光微影程序中混合會變成硬化不足夠之濃度的顏料，也能精度良好且沒有殘渣或剝離地形成第一彩色濾光片。
2.第二實施形態
以下，參照第7圖及第8圖，針對涉及本發明之第二實施形態的固態攝影元件及固態攝影元件之製造方法進行說明。
(2-1)固態攝影元件之構成
涉及第二實施形態的固態攝影元件，具有在半導體基板上設置有成為形成分隔壁之反應生成物的材料供給源之分隔壁材料層的特徵。在藉由蝕刻形成第一彩色濾光片之際，除了利用第一彩色濾光片材料與乾 式蝕刻氣體之反應生成物的分隔壁以外，可使用分隔壁材料層的材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物，形成分隔壁。
涉及本發明之第二實施形態的固態攝影元件，如第7圖表示其剖面結構，其係具備具有二維地配置的多個光電轉換元件11之半導體基板10、及微透鏡18。又，涉及第二實施形態的固態攝影元件，其具備：設置於半導體基板10與微透鏡18之間的多個顏色之彩色濾光片14、15、16；設置於彩色濾光片14、15、16的各自之間的分隔壁27；設置於半導體基板10的上側之一部分的下層平坦化層12；以及設置於彩色濾光片14、15、16及分隔壁27之表面上的上層平坦化層13。再者，涉及第二實施形態的固態攝影元件，具備設置於半導體基板10與第一彩色濾光片14之間的分隔壁材料層30。
再者，在涉及第二實施形態的固態攝影元件中，與涉及第一實施形態的固態攝影元件之各部為同樣的構成時，賦予與使用於第一實施形態之參考符號相同的參考符號。亦即，具有光電轉換元件11的半導體基板10、下層平坦化層12、彩色濾光片14、15、16、上層平坦化層13及微透鏡18各自與涉及第一實施形態的固態攝影元件之各部為同樣的構成。因此，省略關於針對與涉及第一實施形態的固態攝影元件之各部共通的部分之詳細的說明。
(分隔壁材料層)
分隔壁材料層30為設置於第一彩色濾光片14的下面之透射可見光的層。分隔壁材料層30，例如為設置於半導體基板10上之透射380nm至700nm的可見光之透明的層。分隔壁材料層30，在形成分隔壁27之際，為供給成為分隔壁27的第二壁部分之材料的層。亦即，分隔壁27具有第二壁部分27b，該第二壁部分27b包含分隔壁材料層30所含的分隔壁用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物。
分隔壁材料層30，較佳為包含矽及金屬之至少一方作為分隔壁用材料的單層或多層之層。又，分隔壁材料層30，更佳為包含選自於矽層、矽化合物層及金屬薄膜層、以及矽及矽化合物之混合物層的群組之層。作為分隔壁用材料，例如，使用SiO2等之氧化化合物或SiN等之氮化化合物。特別是在包含Si的材料之情況中，可形成SiO2作為分隔壁27，因此較佳。又，只要透射足夠的量之可見光，則亦可形成金屬薄膜層，作為金屬材料，可使用鈦、鎢、銅、鋁等之金屬或金屬化合物。
又，分隔壁材料層30的厚度，較佳為1nm以上100nm以下，更佳為10nm以上50nm以下。藉由調整分隔壁材料層30之組成及膜厚，可調整分隔壁27之折射率及反射率。又，在第一實施形態中，如說明，彩色濾光片14、15、16與光電轉換元件11之間隔，短者為佳。因此，分隔壁材料層30，較佳為薄者。例如，分 隔壁材料層30的膜厚過薄時，有分隔壁27的厚度不夠，且在分隔壁材料層30之面內產生不均勻的可能性。另一方面，分隔壁材料層30的膜厚過厚時，因為由彩色濾光片14、15、16至光電轉換元件11之距離變長，所以混色產生的可能性變高。
(分隔壁)
第二實施形態中之分隔壁27設置於第一彩色濾光片14、下層平坦化層12及分隔壁材料層30之側壁。分隔壁27具備：包含第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物的第一壁部分27a；及設置於分隔壁材料層30的側壁之包含分隔壁材料層30所含的分隔壁用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物的第二壁部分27b。又，分隔壁27亦具有第三壁部分，該第三壁部分亦包含下層平坦化層12所含的下層平坦化層材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物。如前述，第二實施形態中之分隔壁27，在第一壁部分27a之下方具有第二壁部分27b。
分隔壁27，亦可成為包含分隔壁材料層30所含的分隔壁用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物的第二壁部分27b也設置於第一壁部分27a之外側的二層結構(在分隔壁27之厚度方向成為雙重的結構)。
又，分隔壁27的厚度，較佳為200nm以下，若考慮到自分隔壁本身之正上方入射的光，則更佳為100nm以下。又，只要為具有需要的折射率及遮光性者，則分隔壁27的厚度，特佳為50nm左右。分隔壁27的厚度，如上述，依據分隔壁材料層30之組成及膜厚而調整。
再者，在第二實施形態中，下層平坦化層12，只要分隔壁材料層30將半導體基板10平坦化，且提升第1彩色濾光片14之密合性，則也不一定要設置。上層平坦化層13，在彩色濾光片14、15、16平坦地形成時，不一定要設置。再者，第二實施形態中，設置於第二以後的彩色濾光片(第二、第三彩色濾光片15、16)之下面的分隔壁材料層30及下層平坦化層12係以乾式蝕刻步驟去除。
(2-2)固態攝影元件之製造方法
接著，參照第8圖，針對本發明之第二實施形態的固態攝影元件之製造方法進行說明。
如第8圖(a)所示，準備具有二維地配置的多個光電轉換元件11之半導體基板10，在其表面，將可透射波長380nm至700nm的可見光之透明的分隔壁材料層30以所定的厚度形成。分隔壁材料層30，在SiO2等之氧化膜的情況中，可利用塗布SOG(Spin On Glass，旋塗式玻璃)等且進行加熱並硬化的方法、或蒸鍍、濺鍍、CVD等之各種的成膜方法而形成。又，可滿足膜厚透射係數之前述的分隔壁材料層，可使用各種成膜方法而形成。
如第8圖(b)所示，在透明的分隔壁材料層30之上形成下層平坦化層12。利用分隔壁材料層30平坦化半導體基板10的話，未必需要下層平坦化層12。下層平坦化層12，有提升彩色濾光片之密合性的效果，因此因分隔壁材料層30之材料而密合性下降時，較佳為予以形成。
接著，如第8圖(c)至第8圖(f)所示，藉由形成第一彩色濾光片膜14d，並於其上形成感光性樹脂遮罩層20a，進行曝光、顯影步驟而進行圖案成形。藉此，形成蝕刻遮罩20。關於在此使用的步驟、條件、材料，與前述的第一實施形態之第4圖(b)至第4圖(e)的步驟相同。
接著，如第8圖(g)至第8圖(i)所示，使用蝕刻遮罩20，對第一彩色濾光片膜14d進行乾式蝕刻，並進行第一彩色濾光片膜14d之圖案成形。關於使用於乾式蝕刻的蝕刻氣體，與第一實施形態相同。在第二實施形態中，也藉由在初期的階段將全氣體流量之90%以上定為以稀有氣體等之離子的物理衝擊為主體進行蝕刻之氣體，並於此使用混合氟系氣體或氧系氣體的蝕刻氣體，且也利用化學反應使蝕刻速率提升。但是，若使用利用該化學反應之氣體，進行長時間蝕刻，則會蝕刻直到底層之半導體基板10的可能性變高。因此，進行多階段蝕刻，其未將第一彩色濾光片膜14d全部蝕刻，在中途進行蝕刻氣體之變更、或變更混合氣體之比例。
在第二實施形態中，設置於下層平坦化層12之下的分隔壁材料層30，形成有包含Si的氧化膜、氮化膜或如該等之混合物的層，為將預先以蝕刻除去作為前提的層。因此，如第一實施形態，相較於在正下方具有較佳為未以蝕刻除去的半導體基板10之結構，較佳為即使使用利用氟系氣體或氧系氣體之化學反應的蝕刻氣體種，也可取得更多蝕刻界限(etching margin)。
具體而言，使用包含引起氟系氣體或氧系氣體等之化學反應之氣體或混合多個該等氣體之混合氣體、及含有Ar、He等之反應性少的元素之稀有氣體的蝕刻氣體。此時，在蝕刻初期中，使反應性少之稀有氣體成為全氣體流量之80%以下，又，較佳為將反應性少之稀有氣體作成為全氣體流量之70%以下的流量，更佳為作成為50%以下的流量。採用如前述的蝕刻氣體構成比，進行第一彩色濾光片膜14d的初期膜厚之60%以上95%以下的膜厚分之蝕刻。若考慮到在面內之均一性，則較佳為蝕刻直到第一彩色濾光片膜14d的初期膜厚之80%以上90%以下的膜厚分之階段。在該蝕刻之際，第一彩色濾光片膜14d與蝕刻氣體之反應生成物附著於第一彩色濾光片膜14d之側壁，形成分隔壁中之第一壁部分27a。又，在第一彩色濾光片膜14d使用綠色的顏料時，含有Zn或Cu的反應生成物附著於側壁而形成作為分隔壁27。如第8圖(g)所示，反應生成物對側壁之附著係持續直到第一彩色濾光片膜14d消失。
之後，如第8圖(h)所示，除去氟系氣體，使用不會化學性蝕刻Si的氣體，例如，使用氧或稀有氣體之單一氣體、或混合該等多個的氣體，進行過蝕刻至第一彩色濾光片膜14d之膜厚以上。藉由進行過蝕刻，如第8圖(h)及第8圖(i)所示，進行在第一彩色濾光片膜14d之下面的下層平坦化層12、及分隔壁材料層30之蝕刻。藉此，得到第一彩色濾光片14之蝕刻殘渣少的面。此時，作為蝕刻氣體，使用化學反應少且離子之物理性 衝擊大的氣體。因此，蝕刻分隔壁材料層30，同時分隔壁材料層30的材料與蝕刻氣體之反應生成物也附著於第一彩色濾光片14之側壁。因此，在蝕刻分隔壁材料層30之際，在第一彩色濾光片膜14d之側壁附著第一彩色濾光片用材料與蝕刻氣體之反應生成物而形成第一壁部分，並且於其外側附著分隔壁材料層30用的材料與蝕刻氣體之反應生成物而形成第二壁部分的一部分。分隔壁材料層30若包含Si，則分隔壁材料層30之材料與氧進行反應，SiO2的膜形成於第一彩色濾光片14之側壁。藉由此形成步驟，在第一彩色濾光片14之側壁，朝向分隔壁27之厚度方向，形成兩層結構的分隔壁27。
以反應性低的稀有氣體進行過蝕刻時，作為蝕刻遮罩20之感光性樹脂遮罩材料受到損傷，因硬化而變得難除去。因此，在蝕刻步驟的最後，較佳為即使短時間也要進行利用O2之蝕刻(灰化)。藉由該步驟，除去蝕刻遮罩20之表面的損傷層，且藉由剝離液等之溶劑，變得可輕易地除去感光性樹脂遮罩材料。又，為了在真空中進行乾式蝕刻，也假定附著於第一彩色濾光片14之側壁的反應生成物中之Si，藉由氧之蝕刻，成為氧化的SiO2之效果。
如第8圖(i)所示，進行分隔壁材料層30之乾式蝕刻直到到達半導體基板10表面後，藉由除去蝕刻遮罩20，如第8圖(j)所示，可形成第一彩色濾光片14。在本實施形態中，在第一彩色濾光片14之下面中，殘留有下層平坦化層12及分隔壁材料層30之一部分。
再者，第二、第三彩色濾光片15、16、上層平坦化層13及微透鏡18，可利用與第一實施形態之第5圖(a)至第5圖(h)所示之各步驟同樣的步驟形成。
(4色以上的多個顏色之彩色濾光片的情況)
針對形成4色以上的多個顏色之彩色濾光片的情況，也可與第一實施形態所說明的方法同樣進行而形成。亦即，在下面形成設置有下層平坦化層12及分隔壁材料層30的第一彩色濾光片14後，第三彩色濾光片以後係藉由重複與上述的第二彩色濾光片15之形成步驟同樣的處理而形成。又，在形成最後的顏色之彩色濾光片的步驟，進行與上述的第三彩色濾光片16之形成步驟同樣的處理。藉此，可製造4色以上的多個顏色之彩色濾光片。
<效果>
涉及第二實施形態的發明，除了第一實施形態所記載的各效果以外，更具有以下的效果。
(7)藉由將成為在固態攝影元件之半導體基板上形成分隔壁之反應生成物的材料供給源之分隔壁材料層的組成及膜厚進行調整，變得容易調整分隔壁之折射率及反射率。
3.第三實施形態
以下，參照第9圖及第10圖，針對涉及本發明之第三實施形態的固態攝影元件及固態攝影元件之製造方法進行說明。
(3-1)固態攝影元件之構成
涉及第三實施形態的固態攝影元件，具有將成為在半導體基板上形成分隔壁之反應生成物的材料供給源之分隔壁材料層設置於多個彩色濾光片各自之下面的特徵。涉及第三實施形態的固態攝影元件中，在第二、第三彩色濾光片之下面也設置分隔壁材料層的方面，與第二實施形態之固態攝影元件相異。
涉及本發明之第三實施形態的固態攝影元件，如第9圖表示其剖面結構，其具備具有二維地配置的多個光電轉換元件11之半導體基板10、及微透鏡18。又，涉及第三實施形態的固態攝影元件，其具備設置於半導體基板10與微透鏡18之間的多個顏色之彩色濾光片14、15、16；設置於彩色濾光片14、15、16的各自之間的分隔壁27；設置於半導體基板10上側之一部分的下層平坦化層12；以及設置於彩色濾光片14、15、16及分隔壁27之表面上的上層平坦化層13。再者，涉及第三實施形態的固態攝影元件，具備設置於半導體基板10與微透鏡18之間的分隔壁材料層40，分隔壁材料層40設置於多個彩色濾光片14、15、16的各自之下面。分隔壁材料層40，其一部分係利用蝕刻除去，但沒有完全地除去。分隔壁材料層40，可防止蝕刻步驟的中之半導體基板10的損傷，且具有保護半導體基板10之表面的機能。
再者，在涉及第二實施形態的固態攝影元件中，與涉及第一、第二實施形態的固態攝影元件之各 部為同樣的構成時，賦予與使用於第一、第二實施形態之參考符號相同的參考符號。亦即，具有光電轉換元件11的半導體基板10、下層平坦化層12、彩色濾光片14、15、16、上層平坦化層13及微透鏡18各自與涉及第一、第二實施形態的固態攝影元件之各部為同樣的構成。又，分隔壁27與涉及第二實施形態的固態攝影元件之分隔壁27為同樣的構成。因此，省略關於針對與涉及第一、第二實施形態的固態攝影元件之各部共通的部分之詳細的說明。
(分隔壁材料層)
分隔壁材料層40為設置於第一、第二、第三彩色濾光片14、15、16的下面之透射可見光的層。分隔壁材料層40，在第一、第二、第三彩色濾光片14、15、16之下面中為連續。分隔壁材料層40，以分隔壁27之底部未到達半導體基板10之方式形成，且在分隔壁27的底部與半導體基板10之間存在有分隔壁材料層40。亦即，在固態攝影元件之製造方法中，於蝕刻形成第二、第三彩色濾光片15、16之位置的第一彩色濾光片膜14d之際，藉由不完全地蝕刻分隔壁材料層40，可得到涉及第三實施形態的固態攝影元件。
分隔壁材料層40之構成，除了上述的形狀以外，係與第二實施形態相同。亦即，分隔壁材料層40，例如為設置於半導體基板10上之透射過380nm至700nm的可見光之透明的層，在形成分隔壁27之際，為供給成為分隔壁27之材料的層。分隔壁27包含分隔壁材料層40所含的分隔壁用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物。
又，構成分隔壁材料層40的分隔壁用材料，可使用記載於第二實施形態的材料。
使用反應性低的稀有氣體進行蝕刻時，分隔壁材料層40以SiO2、SiN等之氧化膜及氮化膜或該等之混合物構成的話，相較於第一彩色濾光片膜14d或下層平坦化層12，蝕刻速率變得更慢。因此，假定在將於第一彩色濾光片膜14d的蝕刻之際所產生的殘渣等完全地除去的階段，分隔壁材料層40也有殘留。分隔壁材料層40殘留的期間，半導體基板10沒有暴露於蝕刻氣體。因此，在半導體基板10產生蝕刻所導致的損傷之可能性變得非常低。又，該分隔壁材料層40，對可見光為透明，因此即使殘留也不會對第二、第三彩色濾光片15、16造成影響。根據殘留的分隔壁材料層40之厚度，在第一彩色濾光片14之下面中，殘留有下層平坦化層12與分隔壁材料層40。另一方面，在第二、第三彩色濾光片15、16之下面中，僅存在分隔壁材料層40。因此，可調整膜厚、或調整相位差。在第二、第三彩色濾光片15、16中混合感光性成分時，為了得到所需的分光特性，有即使在相較於第一彩色濾光片14，膜厚多少變得更厚時，也可調整膜厚的優點。
又，分隔壁材料層40的厚度，較佳為30nm以上100nm以下。如上述，彩色濾光片14、15、16與光電轉換元件11之間隔短者，不易產生混色。因此，分隔壁材料層40或下層平坦化層12的膜厚，較佳為原本薄者。在分隔壁材料層40的膜厚為薄，例如小於30nm 時，較佳為設為第二實施形態所記載的分隔壁材料層30之構成。另一方面，分隔壁材料層40的膜厚，例如為如30nm以上100nm以下之較厚的情況、或因反應性低的稀有氣體而分隔壁材料層40之蝕刻速率慢的情況中，較佳為設為本實施形態所記載的分隔壁材料層40之構成。
(3-2)固態攝影元件之構成
接著，參照第8圖，針對本發明之第三實施形態的固態攝影元件之製造方法進行說明。
在第10圖(a)至第10圖(f)表示的半導體基板10之表面設置下層平坦化層12及第一彩色濾光片膜14d，並於其上形成蝕刻遮罩20的步驟，因與第二實施形態之第8圖(a)至第8圖(f)相同，故省略說明。
接著，如第10圖(g)至第10圖(i)所示，使用蝕刻遮罩20，對第一彩色濾光片膜14d進行乾式蝕刻，並進行第一彩色濾光片膜14d之圖案成形。關於使用於乾式蝕刻的蝕刻氣體，與第一、第二實施形態相同。
如第10圖(g)、第10圖(h)所示，直到蝕刻第一彩色濾光片膜14d及下層平坦化層12，係與第二實施形態之第8圖(g)、第8圖(h)同樣地進行，並進行蝕刻。然後，如第10圖(i)所示，第三實施形態中，進行蝕刻直到分隔壁材料層40之一半，未全部蝕刻而結束蝕刻步驟。
接著，如第10圖(j)所示，在到達半導體基板10表面之前結束分隔壁材料層40的乾式蝕刻後，藉由除去蝕刻遮罩20，可形成第一彩色濾光片14及分隔壁27。在本實施形態中，在第一彩色濾光片14之下面 中，殘留有下層平坦化層12及分隔壁材料層40之一部分。
再者，第二、第三彩色濾光片15、16、上層平坦化層13及微透鏡18，可利用與第一實施形態之第5圖(a)至第5圖(h)所示之各步驟同樣的步驟形成。
(4色以上的多個顏色之彩色濾光片的情況)
針對形成4色以上的多個顏色之彩色濾光片的情況，也可與第一實施形態所說明的方法同樣進行而形成。亦即，在下面形成設置有下層平坦化層12及分隔壁材料層40的第一彩色濾光片14後，第三彩色濾光片以後係藉由重複與上述的第二彩色濾光片15之形成步驟同樣的處理而形成。又，在形成最後的顏色之彩色濾光片的步驟，進行與上述的第三彩色濾光片16之形成步驟同樣的處理。藉此，可製造4色以上的多個顏色之彩色濾光片。
<效果>
涉及第三實施形態的發明，除了第一、第二實施形態所記載的各效果以外，更具有以下的效果。
(8)分隔壁材料層，其一部分係利用蝕刻除去，但未完全除去而覆蓋半導體基板，因此可防止蝕刻步驟中之半導體基板的損傷，且可保護半導體基板之表面。
4.第四實施形態
以下參照第11圖及第12圖，針對涉及本發明之第四實施形態的固態攝影元件及固態攝影元件之製造方法進行說明。
(4-1)固態攝影元件之構成
涉及第四施形態的固態攝影元件，與第二實施形態同樣地，具有在半導體基板上設置有成為形成分隔壁之反應生成物的材料供給源之分隔壁材料層的特徵。在藉由蝕刻形成第一彩色濾光片之際，除了利用第一彩色濾光片材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物的分隔壁以外，可使用分隔壁材料層的材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物，形成分隔壁。
涉及第四施形態的固態攝影元件，在半導體基板上形成下層平坦化層，在下層平坦化層上形成分隔壁材料層30，且在層構成(積層順序)之方面與第2實施形態不同。
涉及本發明之第四實施形態的固態攝影元件，如第11圖表示其剖面結構，其具備具有二維地配置的多個光電轉換元件11之半導體基板10、及微透鏡18。又，涉及第四實施形態的固態攝影元件，其具備：設置於半導體基板10與微透鏡18之間的多個顏色之彩色濾光片14、15、16；設置於彩色濾光片14、15、16的各自之間的分隔壁17；設置於半導體基板10上的下層平坦化層12；以及設置於彩色濾光片14、15、16及分隔壁17之表面上的上層平坦化層13。再者，涉及第四實施形態的固態攝影元件，具備設置於半導體基板10與微透鏡18之間的分隔壁材料層30，分隔壁材料層30，在設置於半導體基板10上的下層平坦化層12之上形成。
再者，在涉及第二實施形態的固態攝影元件中，與涉及第一、第二、第三實施形態的固態攝影元件之各部為同樣的構成時，賦予與使用於第一、第二、第三實施形態之參考符號相同的參考符號。亦即，具有光電轉換元件11的半導體基板10、下層平坦化層12、分隔壁材料層30、彩色濾光片14、15、16、上層平坦化層13及微透鏡18各自與涉及第一實施形態的固態攝影元件之各部為同樣的構成。又，涉及第四實施形態的固態攝影元件，下層平坦化層12與分隔壁材料層30之積層順序與涉及第二實施形態的固態攝影元件成為相反，除此以外係為同一構成，因此省略針對各部之詳細說明。
(4-2)固態攝影元件之製造方法
接著，參照第12圖，針對本發明之第四實施形態的固態攝影元件之製造方法進行說明。
如第12圖(a)所示，準備具有二維地配置的多個光電轉換元件11之半導體基板10，在其表面形成下層平坦化層12。接著，如第12圖(b)所示，在下層平坦化層12之表面，將可透射波長380nm至700nm的可見光之透明的分隔壁材料層30以所定的厚度形成。
之後，如第12圖(c)至第12圖(j)所示，形成第一彩色濾光片膜14d，在其表面形成蝕刻遮罩20，並進行蝕刻後，除去蝕刻遮罩20而形成第一彩色濾光片14及分隔壁17。在本實施形態中，在第一彩色濾光片14之下面中，殘留有分隔壁材料層30之一部分及下層平坦化層12。
再者，在分隔壁材料層30之蝕刻中，分隔壁材料層30對於可見光為透明，因此若在全面沒有膜厚之不均一，亦可不以蝕刻完全地除去。又，在分隔壁材料層30之下面的下層平坦化層12，只要不影響半導體基板10及光電轉換元件11，則以蝕刻除去或使其殘留均沒有問題。在此，在下層平坦化層12使用樹脂系材料時，下層平坦化層12之蝕刻速率快。因此，將分隔壁材料層30完全地除去時，位於其下面的下層平坦化層12於短時間被蝕刻，且沒有殘留的可能性高。
再者，第二、第三彩色濾光片15、16、上層平坦化層13及微透鏡18，可利用與第一實施形態之第5圖(a)至第5圖(h)所示之各步驟同樣的步驟形成。
(4色以上的多個顏色之彩色濾光片的情況)
針對形成4色以上的多個顏色之彩色濾光片的情況，也可與第一實施形態所說明的方法同樣進行而形成。亦即，在下面形成設置有下層平坦化層12及分隔壁材料層30的第一彩色濾光片14後，第三彩色濾光片以後係藉由重複與上述的第二彩色濾光片15之形成步驟同樣的處理而形成。又，在形成最後的顏色之彩色濾光片的步驟，進行與上述的第三彩色濾光片16之形成步驟同樣的處理。藉此，可製造4色以上的多個顏色之彩色濾光片。
(變形例)
第11圖中，為了形成第二及第三彩色濾光片，將第一彩色濾光片膜14d之蝕刻進行直到半導體基 板10露出，但並沒有限定於這樣的構成。例如，亦可將蝕刻深度設為直到分隔壁材料層30之中途。
<效果>
涉及第四實施形態的發明，可得到與第二實施形態所記載之效果同樣的效果。
(9)藉由調整在固態攝影元件之半導體基板上成為形成分隔壁之反應生成物的材料供給源之分隔壁材料層的組成及膜厚，變得容易調整分隔壁之折射率及反射率。
[實施例]
以下，針對本發明的固態攝影元件及固態攝影元件，根據實施例具體地進行說明。
<實施例1>
如前述，第二至第四實施形態中，在形成光電轉換元件的半導體基板上形成有分隔壁材料層或下層平坦化層，但在光電轉換元件形成程序，大多存在有形成半導體基板之表面保護的層的情況。作為表面保護層，例如為SiO2、SiN或多晶矽等。本第一實施形態，因為將該半導體基板的表面保護層使用作為分隔壁材料層，所以不會在半導體基板上形成新的分隔壁材料層。
在具備二維地配置的光電轉換元件之半導體基板上，將包含丙烯酸樹脂的塗布液以旋轉數2000rpm進行旋轉塗布，利用加熱板以200℃實施20分鐘之加熱處理，將樹脂硬化。藉此，在半導體基板上形成下層平坦化層。此時之下層平坦化層的層厚為50nm。
接著，作為包含為第一色之綠色的顏料之第一彩色濾光片用材料，將未包含感光性材料的綠色顏料分散液以1000rpm的旋轉數進行旋轉塗布。該第1色的彩色濾光片用材料之綠色的顏料中，在顏色指數使用C.I.PG58，其顏料濃度為80重量%，層厚為500nm。又，作為為綠色光阻的主成分之樹脂，係使用熱硬化型的丙烯酸系樹脂。
接著，在230℃進行6分鐘烘烤，使綠色彩色濾光片膜硬化。
接著，將正型光阻(OFPR-800：東京應化工業股份有限公司製)，使用旋轉塗布機以1000rpm的旋轉數進行旋轉塗布後，在90℃進行1分鐘預烘烤。藉此，製作將有感光性樹脂遮罩材料層的光阻塗布為膜厚1.5μm的樣本。
該為感光性樹脂遮罩材料層之正型光阻，藉由紫外線照射，引起化學反應而溶解於顯影液。
對於該樣本，實行隔著光罩進行曝光的光微影。曝光裝置係使用在光源利用i射線(365nm)之波長的曝光裝置。
接著，將2.38重量%之TMAH(氫氧化四甲銨)使用作為顯影液，進行顯影步驟，在形成第二、三彩色濾光片處，形成具有開口部的蝕刻遮罩。在使用正型光阻之際，進行顯影後脫水烘烤，且大多進行為感光性樹脂遮罩材料層之光阻的硬化。然而，本次為了能輕易地除去乾式蝕刻後之蝕刻遮罩，而未實施烘烤步驟。因此，無 法硬化光阻，且不預期選擇比之提升，因此以1.5μm的膜厚形成光阻之膜厚，該膜厚係為綠色彩色濾光片之第一彩色濾光片的膜厚的2倍以上。此時的開口部圖案為1.1μm×1.1μm。
接著，使用所形成的蝕刻遮罩，進行乾式蝕刻。此時，使用的乾式蝕刻裝置係使用平行平板方式之乾式蝕刻裝置。又，以不對底層之半導體基板造成影響之方式，在途中進行蝕刻條件之變更，以多階段實施乾式蝕刻。
首先，氣體種類係混合CF4、O2、Ar氣體之三種而實施蝕刻。將CF4、O2之氣體流量設為各5ml/min，將Ar之氣體流量設為200ml/min。亦即，全氣體流量中，Ar之氣體流量為95.2%。又，將此時的腔室內之壓力設為1Pa之壓力，將RF功率設為500W而實施。使用該條件，在蝕刻直到相當於綠色彩色濾光片膜之總膜厚的500nm中之70%的350nm左右之階段，變更為以下的蝕刻條件。
接著，氣體種類係混合CF4、O2、Ar氣體之三種而實施蝕刻。將CF4、O2之氣體流量設為各25ml/min，將Ar之氣體流量設為50ml/min。亦即，全氣體流量中，Ar之氣體流量為50%。又，將此時的腔室內之壓力設為5Pa之壓力，將RF功率設為300W而實施。藉由該條件，以進行附著於為蝕刻遮罩之光阻的側面之反應生成物的除去之方式，進行蝕刻。藉由該條件，實施蝕刻直到為綠色的第一彩色濾光片膜的總膜厚500nm 的90%之450nm左右。在第二階段之蝕刻量為100nm左右。因為增加CF4與O2之氣體流量，所以蝕刻速率為5nm/sec左右，非常快速地進行。因此，不太進行對綠色彩色濾光片之側壁的反應生成物之除去，而是進行附著於上面的光阻之側面的反應生成物之除去。藉由於中途變更為該條件，在光阻除去後，有除去較綠色更有高度之反應生成物的效果。
接著，氣體種類係使用Ar單一氣體，以Ar之氣體流量200ml/min、腔室內壓力1.5Pa、RF功率400W之條件進行蝕刻。藉由以該條件進行蝕刻，在進行綠色的彩色濾光片用材料之殘留分的蝕刻的同時，進行下層平坦化層之蝕刻。在Ar單一氣體的條件之蝕刻中，離子所致之物理性衝擊為主反應，因此可以綠色彩色濾光片的化學反應，將沒有被蝕刻而殘留的殘渣有效地除去。又，藉由將在綠色彩色濾光片之下層的半導體基板之表面保護層以物理性衝擊進行蝕刻，在綠色彩色濾光片之側壁附著表面保護層與蝕刻氣體之反應生成物。本實施例所使用的半導體基板係將表面以SiO2的膜保護。因此，藉由Ar氣體之蝕刻，SiO2的膜附著於綠色彩色濾光片之側壁。藉由該蝕刻條件之時間調整，可控制側壁之SiO2的膜厚(寬)。又，該蝕刻條件，也有調整蝕刻樣本在面內的蝕刻速率之差的目的，以過蝕刻量成為5%之方式實施蝕刻。換言之，為將相對於綠色的彩色濾光片用材料之總膜厚500nm成為110%的膜厚550nm，以3階段的條件進行蝕刻的狀況。以該蝕刻條件進行蝕刻 時，為半導體基板的表面保護層之SiO2係產生5nm左右蝕刻。採用該蝕刻條件，附著於分隔壁材料層至綠色彩色濾光片之側壁的SiO2分隔壁的膜厚(寬)為20nm。又，綠色彩色濾光片之蝕刻時附著於側壁的綠色彩色濾光片與蝕刻氣體的反應生成物附著而形成之側壁保護層的膜厚(寬)為20nm。因此，合計可形成40nm的分隔壁。
接著，氣體種類係使用O2單一氣體，以O2氣體流量100ml/min、腔室內壓力15Pa、RF功率150W之條件進行蝕刻。藉由該條件，除去為蝕刻遮罩的頂部之表面受到損傷而變質的層，同時蝕刻在底面殘留之無法以Ar單一氣體除去的綠色之彩色濾光片用材料的殘渣。
接著，進行作為蝕刻遮罩使用的感光性樹脂遮罩材料之除去。此時使用的方法為使用溶劑的方法，且使用剝離液(東京應化工業股份有限公司製)，以噴灑清洗裝置進行光阻之除去。此時，藉由使用噴灑清洗裝置，在清洗時施加物理性衝擊，有可除去附著於光阻之側壁的反應生成物，亦即，較綠色的彩色濾光片為更突出高度之高的部分之分隔壁的效果。
基於本發明之製造方法，使用乾式蝕刻，在綠色的彩色濾光片側壁作為保護層所形成之分隔壁層的膜厚，起因於綠色彩色濾光片者為20nm，起因於半導體基板之表面保護層者為20nm，合計為40nm。藉由乾式蝕刻之條件，作為側壁之保護層的膜厚，可控制在0nm至200nm左右，但因固態攝影元件的圖案尺寸為1.1μm 左右，故若增厚分隔壁之圖案，則分隔壁會阻隔入射的光。又，因為會蝕刻半導體基板的表面保護層，所以有對光電轉換元件造成損傷的可能性，因此以該膜厚實施控制。
(第二彩色濾光片之製作)
接著，將應設置第二彩色濾光片且含有顏料分散藍色之感光性的第二彩色濾光片用材料塗布於半導體基板全面。
接著，藉由光微影，選擇性曝光感光性的第二彩色濾光片用材料。
接著，將感光性的彩色濾光片用材料進行顯影，形成藍色之彩色濾光片。此時，使用於藍色光阻的感光性之彩色濾光片用材料的顏料，各自在顏色指數為C.I.PB156、C.I.PV23，顏料濃度為40重量%。又，藍色的彩色濾光片之層厚為0.6μm。又，作為藍色光阻的主成分之樹脂，係使用具備感光性之丙烯酸系的樹脂。
接著，為了使成為第二彩色濾光片(藍色的彩色濾光片)之感光性的第二彩色濾光片用材料強固地硬化，放入230度的烘箱30分鐘，進行硬化。經過該加熱步驟後，即使經過第三彩色濾光片形成步驟等之步驟，也沒有確認到剝離、或圖案之崩塌等。第二彩色濾光片，將周圍覆蓋矩形性佳的第一彩色濾光片，且因被矩形性良好地形成，而在底面及與周圍之間，確認到密合性良好地進行硬化。
(第三彩色濾光片之製作)
接著，將為顏料分散紅色光阻之感光性的第三彩色濾光片用材料塗布於半導體基板全面。
接著，藉由光微影，對感光性的第三彩色濾光片用材料選擇性曝光光罩的圖案。
接著，將感光性的第三彩色濾光片用材料進行顯影，形成紅色的第三彩色濾光片。
此時，使用於紅色光阻的顏料，各自在顏色指數為C.I.PR117、C.I.PR48：1、C.I.PY139，顏料濃度為45重量%。又，第三彩色濾光片的層厚為0.6μm。
接著，為了使成為第三彩色濾光片之紅色的感光性之第三彩色濾光片用材料強固地硬化，放入230度的烘箱20分鐘，進行硬化。此時，第三彩色濾光片，將周圍覆蓋矩形性佳的第一彩色濾光片，且因被矩形性良好地形成，而在底面及與周圍之間，確認到密合性良好地進行硬化。
接著，在上述之流程所形成的彩色濾光片上，將包含丙烯酸樹脂的塗布液以旋轉數1000rpm進行旋轉塗布，利用加熱板以200℃實施30分鐘之加熱處理，將樹脂硬化，形成上層平坦化層。
最後，在上層平坦化層上，利用為周知技術之熱流法形成微透鏡，完成實施例1之固態攝影元件。
如以上進行而得到的固態攝影元件，在半導體基板之表面形成薄的下層平坦化層，並於其上形成3色的彩色濾光片。又，為第1色之綠色的彩色濾光片 使用熱硬化性樹脂，因此可提升固體成分中之顏料的濃度，且可形成薄的彩色濾光片。因此，固態攝影元件，直到微透鏡下之半導體基板的距離小，且具有良好的感度。又，在各色的彩色濾光片間可形成包含Zn的顏料層與SiO2之二層結構的分隔壁，且可減低各彩色濾光片間之混色。
再者，為綠色彩色濾光片之第一彩色濾光片的彩色濾光片用材料係以熱硬化而固化，因此與使用感光性成分的情況不同，有容易混合其它的樹脂等的優點。例如，在主成分的樹脂使用高折射率的樹脂，形成綠色彩色濾光片(第一彩色濾光片)，藉此方式而將紅色彩色濾光片(第二彩色濾光片)、及藍色彩色濾光片(第三彩色濾光片)之折射率設定為同程度。藉此，有可減少表面反射的效果，且有可得到感度為良好的固態攝影元件之效果。又，在綠色的彩色濾光片(第一彩色濾光片)之彩色濾光片圖案的側壁形成分隔壁，相對於分隔壁，可使RGB三色之折射率成為同等的對比關係，因此有藉由分隔壁結構而防止混色的效果。
<實施例2>
作為實施例2，針對第二實施形態所說明的構成之固態攝影元件具體地進行說明。實施例2所示的固態攝影元件為將第二以後的彩色濾光片形成位置之下面的分隔壁材料層全部以蝕刻除去的構成。實施例2所示的固態攝影元件，根據形成有光電轉換元件的半導體基板之結構，可假定適用於因分隔壁材料層的厚度之 增加而明顯產生由彩色濾光片至光電轉換元件的距離變長之影響的情況等。
(分隔壁材料層之形成)
在具備二維地配置的光電轉換元件之半導體基板上，將設定為低黏度的SOG以旋轉數5000rpm進行旋轉塗布，利用加熱板，以250℃進行30分鐘之加熱處理，藉此形成由厚度30nm之SiO2薄膜所構成的分隔壁材料層。
(下層平坦化層之形成)
在分隔壁材料層上，將包含丙烯酸樹脂的塗布液以旋轉數3000rpm進行旋轉塗布，利用加熱板以200℃實施20分鐘之加熱處理，將樹脂硬化，形成下層平坦化層。此時之下層平坦化層的層厚為30nm。
(第一彩色濾光片及分隔壁之形成)
作為第一彩色濾光片(綠色之彩色濾光片)之彩色濾光片用材料，準備未包含感光性材料的綠色顏料分散液。將該綠色顏料分散液，以1000rpm的旋轉數，旋轉塗布於下層平坦化層的表面。作為為綠色顏料分散液的主成分之樹脂，使用熱硬化型的丙烯酸系樹脂。又，綠色顏料分散液所含的綠色顏料中，在顏色指數使用C.I.PG58，綠色顏料分散液中之綠色顏料濃度為80重量%。又，綠色之彩色濾光片材料的塗布厚度為500nm。
接著，在230℃進行6分鐘烘烤，使綠色彩色濾光片用材料硬化，形成綠色彩色濾光片膜。
接著，在綠色彩色濾光片膜之表面，將正型光阻(OFPR-800：東京應化工業股份有限公司製)，使用旋轉塗布機，以1000rpm的旋轉數進行旋轉塗布後，以90℃進行1分鐘預烘烤。藉此，製作為感光性樹脂遮罩材料之光阻以膜厚1.5μm塗布的樣本。
為該感光性樹脂遮罩材料之正型光阻，藉由紫外線照射，引起化學反應而溶解於顯影液。
接著，對於該樣本，實行隔著光罩進行曝光的光微影。曝光裝置係使用在光源利用i射線(365nm)之波長的曝光裝置。
接著，將2.38重量%之TMAH(氫氧化四甲銨)使用作為顯影液，進行顯影步驟，在形成第二、三彩色濾光片之位置，形成設置有開口部的光阻。在使用正型光阻之際，進行顯影後脫水烘烤，且大多進行為感光性樹脂遮罩材料之光阻的硬化。然而，本次為了能輕易地除去乾式蝕刻後之蝕刻遮罩，故未實施烘烤步驟。因此，無法硬化光阻，且不預期選擇比之提升，因此以1.5μm的膜厚形成光阻之膜厚，該膜厚係為綠色彩色濾光片之第一彩色濾光片的膜厚的2倍以上。此時的開口部之尺寸為1.1μm×1.1μm。
接著，將形成的感光性樹脂遮罩材料層作為蝕刻遮罩，進行乾式蝕刻。作為此時乾式蝕刻裝置係使用平行平板方式之乾式蝕刻裝置。又，以不對底層之半導體基板造成影響之方式，以多階段實施乾式蝕刻。
首先，氣體種類係混合CF4、O2、Ar氣體之三種而實施蝕刻。將CF4、O2之氣體流量設為各5ml/min，將Ar之氣體流量設為200ml/min。又，將蝕刻之際的腔室內之壓力設為1Pa，將RF功率設為500W而實施蝕刻。使用該條件，在蝕刻直到相當於綠色彩色濾光片用材料之總膜厚的500nm中之70%的350nm左右之階段，變更為以下的蝕刻條件。
接著，使用混合CF4、O2、Ar氣體之三種的蝕刻氣體實施蝕刻。此時，將CF4、O2之氣體流量設為各25ml/min，將Ar之氣體流量設為50ml/min。又，此時，將腔室內之壓力設為5Pa，將RF功率設為300W而實施蝕刻。藉由該條件，進行附著於為蝕刻遮罩之光阻的側面之反應生成物的除去而進行蝕刻。藉由該條件，實施蝕刻直到為綠色的第一彩色濾光片膜的總膜厚500nm的90%之450nm左右。在第二階段之蝕刻量為100nm左右。因為增加CF4與O2之氣體流量，所以蝕刻速率為5nm/sec左右，非常快速地進行。因此，不太進行綠色彩色濾光片之側壁的反應生成物之除去，而是進行附著於上面的光阻之側面的反應生成物之除去。藉由於中途變更為該條件，在光阻除去後，有除去較綠色更有高度之反應生成物的效果。
接著，使用Ar單一氣體，以Ar之氣體流量200ml/min、腔室內壓力1.5Pa、RF功率400W之條件進行蝕刻。藉由以該條件進行蝕刻，在進行綠色的彩色濾光片用材料之殘留分的蝕刻的同時，進行下層平坦化 層之蝕刻、及分隔壁材料層之蝕刻。在以Ar單一氣體的條件之蝕刻中，離子所致之物理性衝擊為主反應，因此可以綠色彩色濾光片的化學反應，將沒有被蝕刻而殘留的殘渣有效地除去。又，藉由將在綠色彩色濾光片之下層的為分隔壁材料層之SiO2以物理性衝擊進行蝕刻，SiO2的膜附著於綠色彩色濾光片之側壁。藉由該蝕刻條件之時間調整，可控制側壁之SiO2的膜厚(寬)。又，該蝕刻條件，也有調整蝕刻樣本在面內的蝕刻速率之差的目的，以過蝕刻量成為30%之方式實施蝕刻。換言之，將相對於綠色的彩色濾光片用材料之總膜厚500nm成為130%的膜厚650nm，以3階段的條件進行蝕刻。以該蝕刻條件進行蝕刻時，分隔壁材料層為蝕刻30nm左右的狀態。
採用該蝕刻條件，附著於分隔壁材料層至綠色彩色濾光片之側壁的SiO2分隔壁的膜厚(寬)為30nm。又，在綠色彩色濾光片之蝕刻時附著於側壁的綠色彩色濾光片與蝕刻氣體的反應生成物附著而形成之側壁保護層的膜厚(寬)為20nm。因此，合計可形成50nm的分隔壁。
接著，使用O2單一氣體，以O2氣體流量100ml/min、腔室內壓力15Pa、RF功率150W之條件進行蝕刻。藉由該條件，除去為蝕刻遮罩的頂部之表面受到損傷而變質的層，同時蝕刻在底面殘留之無法以Ar單一氣體除去的綠色之彩色濾光片膜的殘渣。
接著，進行作為蝕刻遮罩使用的感光性樹脂遮罩材料之除去。此時使用的方法為使用溶劑的方 法，且使用剝離液104(東京應化工業股份有限公司製)，以噴灑清洗裝置進行光阻之除去。此時，藉由使用噴灑清洗裝置，在清洗時施加物理性衝擊，有可除去附著於光阻之側壁的反應生成物，亦即，較綠色的彩色濾光片為更突出高度之高的部分之分隔壁的效果。
使用為本發明之乾式蝕刻，在綠色的彩色濾光片側壁作為保護層而形成之分隔壁層的膜厚，起因於綠色彩色濾光片者為20nm，起因於分隔壁材料層者為30nm，合計為50nm。根據下層的分隔壁材料層之膜厚與乾式蝕刻之條件，對側壁附著的保護層之膜厚，可控制在0nm至200nm左右。然而，因固態攝影元件的圖案尺寸為1.1μm左右，故若增厚分隔壁之圖案，則分隔壁會阻隔入射的光。又，若增厚分隔壁材料層之膜厚，則由彩色濾光片至光電轉換元件之距離會變長。因此，本實施例2中，將分隔壁材料層的膜厚設定為30nm左右的膜厚，並將分隔壁的膜厚(寬)實施控制在50nm。又，在此以上的蝕刻中，有會將半導體基板之表面蝕刻的可能性，因此將利用蝕刻除去全部分隔壁材料層之時間左右的時間作為蝕刻時間進行調整。
(第二、第三彩色濾光片等之製作)
實施例2中，之後，採用與實施例1同樣的手法，形成第二、第三彩色濾光片、上層的平坦化層及微透鏡，形成實施例2的固態攝影元件。
<實施例3>
實施例3中，針對第三實施形態所說明的構成之固態攝影元件具體地進行說明。實施例3的固態攝影元件為未將第二、第三彩色濾光片之下面的分隔壁材料層全部以蝕刻除去而殘留的構成。實施例3中，藉由在蝕刻時殘留分隔壁材料層，有保護下層之半導體基板不被蝕刻的效果。又，只要增加分隔壁材料層之膜厚，則可將分隔壁之膜厚控制為厚。另一方面，藉由分隔壁材料層的厚度之增加，有產生由彩色濾光片至光電轉換元件的距離變長之影響的可能性，因此需要配合半導體基板及光電轉換元件之結構及特性，調整分隔壁材料層的膜厚。
(分隔壁材料層之形成)
在具備二維地配置的光電轉換元件之半導體基板上，將設定為低黏度的SOG以旋轉數4000rpm進行旋轉塗布，利用熱板，以250℃進行30分鐘之加熱處理，藉此形成由厚度50nm之SiO2薄膜所構成的分隔壁材料層。
(下層平坦化層之形成)
在分隔壁材料層上，將包含丙烯酸樹脂的塗布液以旋轉數4000rpm進行旋轉塗布，利用熱板以200℃實施20分鐘之加熱處理，將樹脂硬化，形成下層平坦化層。此時之下層平坦化層的層厚為20nm。
(第一彩色濾光片之形成)
採用實施例2所示的方法，形成第一彩色濾光片膜(綠色的彩色濾光片膜)後，對於感光性樹脂遮罩材料進行圖案成形，形成蝕刻遮罩。
接著，進行蝕刻直到分隔壁材料層的一半。首先，氣體種類係混合CF4、O2、Ar氣體之三種而實施蝕刻。將CF4、O2之氣體流量設為5ml/min，將Ar之氣體流量設為200ml/min。又，將蝕刻之際的腔室內之壓力設為1Pa，將RF功率設為500W而實施蝕刻。使用該條件，在蝕刻直到相當於綠色彩色濾光片用材料之總膜厚的500nm中之70%的350nm左右之階段，變更為以下的蝕刻條件。
接著，使用混合CF4、O2、Ar氣體之三種的蝕刻氣體實施蝕刻。此時，將CF4、O2之氣體流量設為各25ml/min，將Ar之氣體流量設為50ml/min。又，此時，將腔室內之壓力設為5Pa，將RF功率設為300W而實施蝕刻。藉由該條件，以進行附著於為蝕刻遮罩之光阻的側面之反應生成物的除去之方式，進行蝕刻。藉由該條件，實施蝕刻直到為第一彩色濾光片膜(綠色的彩色濾光片膜)的總膜厚500nm的90%之450nm左右。在第二階段之蝕刻量為100nm左右。因為增加CF4與O2之氣體流量，所以蝕刻速率為5nm/sec左右，非常快速地進行。因此，不太進行綠色彩色濾光片之側壁的反應生成物之除去，而是進行附著於上面的光阻之側面的反應生成物之除去。藉由於中途變更為該條件，在光阻除去後，有除去較綠色更有高度之反應生成物的效果。
接著，使用Ar單一氣體，以Ar之氣體流量200ml/min、腔室內壓力1.5Pa、RF功率400W之條件進行蝕刻。藉由以該條件進行蝕刻，在進行綠色的彩色 濾光片用材料之殘留分的蝕刻的同時，進行下層平坦化層之蝕刻、及分隔壁材料層之蝕刻。在Ar單一氣體的條件之蝕刻中，離子所致之物理性衝擊為主反應，因此可以綠色彩色濾光片的化學反應，將沒有被蝕刻而殘留的殘渣有效地除去。又，藉由將在綠色彩色濾光片之下層的為分隔壁材料層之SiO2以物理性衝擊進行蝕刻，SiO2的膜附著於綠色彩色濾光片之側壁。藉由該蝕刻條件之時間調整，可控制側壁之SiO2的膜厚(寬)。
又，該蝕刻條件，也有調整蝕刻樣本在面內的蝕刻速率之差的目的，以過蝕刻量成為30%之方式實施蝕刻。換言之，係將相對於綠色的彩色濾光片用材料之總膜厚500nm成為130%的膜厚650nm，以3階段的條件進行蝕刻的狀況。以該蝕刻條件進行蝕刻時，分隔壁材料層為進行蝕刻30nm左右的狀態。
採用該蝕刻條件，附著於分隔壁材料層至綠色彩色濾光片之側壁的SiO2分隔壁的膜厚(寬)為30nm。又，在綠色彩色濾光片之蝕刻時附著於側壁的綠色彩色濾光片與蝕刻氣體的反應生成物附著而形成之側壁保護層的膜厚(寬)為20nm。因此，合計可形成50nm的分隔壁。
接著，使用O2單一氣體，以O2氣體流量100ml/min、腔室內壓力15Pa、RF功率150W之條件進行蝕刻。藉由該條件，除去為蝕刻遮罩的頂部之表面受到損傷而變質的層，同時蝕刻在底面殘留之無法以Ar單一氣體除去的綠色之彩色濾光片膜的殘渣。
根據上述的蝕刻條件，可將分隔壁材料層的總膜厚50nm內之30nm以蝕刻進行除去。因此，在第二以後的彩色濾光片之下面中，分隔壁材料層殘留20nm，下層平坦化層殘留20nm。藉由該條件，相對於第一彩色濾光片，第二以後的彩色濾光片之膜厚，可厚厚地形成為40nm左右。將第二以後的彩色濾光片以微影方式形成時，與採用加熱產生效果之第一彩色濾光片不同，難以提升顏料濃度，因此藉由該分隔壁材料層及下層平坦化層之膜厚調整，可調整各彩色濾光片的顏色。
(第二、第三彩色濾光片等之製作)
實施例2中，之後，採用與實施例1同樣的手法，形成第二、第三彩色濾光片、上層的平坦化層及微透鏡，形成實施例3的固態攝影元件。
<實施例4>
實施例4中，針對於第四實施形態所說明的構成之固態攝影元件具體地進行說明。實施例4之固態攝影元件為在實施例2之固態攝影元件中，將分隔壁材料層與下層平坦化層之形成步驟逆轉的構成。實施例4中，藉由上述之形成步驟，在分隔壁材料層形成前，可將半導體基板充分地平坦化，因此可在半導體基板全面將分隔壁材料層的膜厚均質化。因此，可將分隔壁的膜厚、或由彩色濾光片至光電轉換元件之距離作成為一定。又，若未將分隔壁材料層以蝕刻完全地除去，則下層平坦化層仍然殘留，因此也可提升第二以後的彩色濾光片之密合性及調整各色的膜厚。
(下層平坦化層之形成)
在具備二維地配置的光電轉換元件之半導體基板上，將包含丙烯酸樹脂的塗布液以旋轉數2000rpm進行旋轉塗布，利用加熱板以200℃實施20分鐘之加熱處理，將樹脂硬化，形成下層平坦化層。此時之下層平坦化層的層厚為50nm。
(分隔壁材料層之形成)
在下層平坦化層上，將設定為低黏度的SOG以旋轉數5000rpm進行旋轉塗布，利用加熱板，以250℃進行30分鐘之加熱處理，藉此方式而形成由厚度30nm之SiO2薄膜所構成的壁材料層。
(第一、第二、第三彩色濾光片等之製作)
實施例4中，之後，採用與實施例1同樣的手法，形成第二、第三彩色濾光片、上層的平坦化層及微透鏡，形成實施例4的固態攝影元件。
再者，採用該蝕刻條件，附著於分隔壁材料層至綠色彩色濾光片之側壁的SiO2分隔壁的膜厚(寬)為30nm。又，在綠色彩色濾光片之蝕刻時附著於側壁的綠色彩色濾光片與蝕刻氣體的反應生成物附著而形成之側壁保護層的膜厚(寬)為20nm。因此，合計可形成50nm的分隔壁。
(評價)
在以上的各實施例中，可在各色的彩色濾光片圖案間形成厚度40nm至50nm的分隔壁。
針對如前述的各實施例之固態攝影元件的紅色訊號、綠色訊號及藍色訊號之強度，評價相對於在各色的彩色濾光片圖案間未形成分隔壁之固態攝影元件的紅色訊號、綠色訊號及藍色訊號的強度之強度的增加率。
在以下的表1中表示各色之訊號強度的評價結果。
由表1可知，在各色之彩色濾光片圖案間設置分隔壁的實施例1至實施例4之固態攝影元件中，各色的訊號強度均大略增加。又，比較未設置分隔壁材料層之實施例1的固態攝影元件、及設置分隔壁材料層的實施例2至實施例4之固態攝影元件的評價結果時，可知各色的訊號強度均提升。
由以上可知：在各色的彩色濾光片圖案間設置分隔壁之固態攝影元件，相較於未設置該分隔壁的固態攝影元件，各色的訊號強度均提升，且混色減低。此原因被認為是，藉由分隔壁，在來自畫素之傾斜方向的入射光通過彩色濾光片而前往其它的彩色濾光片圖案時，藉由分隔壁而遮蔽入射、或改變光路。因此，認為抑制前往其它的彩色濾光片圖案之光入射至其它的光電轉換元件的狀況，而變得可減低混色。
本次的各實施例中，相較於在蝕刻之際以不形成分隔壁之方式增加氟化碳系氣體或氧系氣體之氣體流量，並調整蝕刻時之壓力所製作的固態攝影元件，可確認4%左右藍色光的檢測量之增加。
另一方面，相較於未設置分隔壁之既存的固態攝影元件之評價，有一部分的紅色光些許較為下降。然而，這被認為是在無分隔壁之既存的固態攝影元件中，透射過藍及綠的彩色濾光片之光，在各彩色濾光片的折射率之影響下，入射至紅的彩色濾光片下面之光電轉換元件所導致之混色的影響。因此，既存的固態攝影元件之性能，在視覺上可看到提升，相對而言，會看到實施例1、4的訊號強度下降。
在本實施例中，實施例2的固態攝影元件之結果最佳。作為該理由，被認為是彩色濾光片與光電轉換元件之距離短產生影響。
根據上述，在各實施例，可確認於各色之彩色濾光片圖案間形成分隔壁所導致的效果。
又，本次之分隔壁形成中，使用將綠色的第一彩色濾光片膜進行蝕刻之際的反應生成物進行製作。本次之混合綠色的顏料之第一彩色濾光片用材料中，包含鋅。然後，附著在綠色彩色濾光片的側壁之第一彩色濾光片用材料與蝕刻氣體的反應生成物，係在蝕刻之際難以去除的材料。因此，分隔壁中，包含很多鋅金屬。因此，即使為50nm尺寸的膜厚，也可成為金屬的含量多之膜構成，且遮蔽光而大幅展現效果。
再者，在本實施例中，利用熱流法形成微透鏡，但更佳為可更薄地形成微透鏡下的厚度、且使用利用乾式蝕刻之圖案成形技術而形成微透鏡者。
再者，在本實施例中，作為為第1色之第一彩色濾光片用材料的綠色顏料分散液之樹脂的主成分，採用熱硬化型的丙烯酸樹脂。然而，與為第二以後的感光性的彩色濾光片用材料之紅色顏料分散液或藍色顏料分散液同樣地，也可使用感光性之彩色濾光片用材料的樹脂，亦即，也可使用光硬化(放射線硬化)的丙烯酸樹脂。該情況，為了將第一彩色濾光片膜進行薄膜化，較佳為減少需要的單體或光聚合起始劑的量。
該情況中，第1色之有感光性的第一彩色濾光片用材料，在高精細圖案之曝光、顯影程序中成為不適合的樹脂材料。相對於此，本發明中，將該第1色的第一彩色濾光片用材料，塗布於半導體基板的全面後，曝光全面，使彩色濾光片用材料硬化，形成蝕刻遮罩，並實施乾式蝕刻。因此，由於並非僅以如以往技術的光微影技術選擇性使用曝光顯影處理，故只要包含可硬化為對蝕刻遮罩形成時的感光性樹脂遮罩材料之塗布、顯影、剝離步驟具備耐性之程度的份量之感光性樹脂即可。因此，本實施形態的彩色濾光片用材料，有不需要含有能以光微影形成高精細圖案的量之感光性樹脂的優點。
以上，本案主張優先權之日本國專利申請2015-224016號(2015年11月16日申請)及日本國專利申 請2016-116498號(2016年06月10日申請)之全部內容係經由參考而成為本揭露之一部分。
又，利用各實施形態說明本發明，但本發明的範圍並沒有限定於圖面表示及記載之例示的實施形態，且也包含與本發明作為目的者具有均等的效果之全部的實施形態。再者，本發明的範圍並沒有限定於藉由請求項所界定之發明特徵之組合，可藉由所有經揭示之各特徵之中的特定特徵的任何所需組合而界定。
10‧‧‧半導體基板
11‧‧‧光電轉換元件
12‧‧‧下層平坦化層
13‧‧‧上層平坦化層
14‧‧‧第一彩色濾光片
15‧‧‧第二彩色濾光片
16‧‧‧第三彩色濾光片
17‧‧‧分隔壁
18‧‧‧微透鏡

Claims (15)

  1. 一種固態攝影元件之製造方法，其具備以下步驟：第一彩色濾光片膜形成步驟，其在二維地配置有多個光電轉換元件的半導體基板之表面，塗布將樹脂材料作為主成分且包含使第一顏料分散之第一樹脂分散液的第一彩色濾光片用材料，並使其硬化，形成成為包含該第一顏料的第一彩色濾光片之前驅物的第一彩色濾光片膜；開口部形成步驟，其在該第一彩色濾光片膜之表面，塗布感光性樹脂遮罩材料，形成感光性樹脂遮罩材料層後，藉由光微影，在相對向於包含與該第一顏料不同色的顏料之第二以後的彩色濾光片之形成位置的該感光性樹脂遮罩材料層之一部分，形成開口部；第一彩色濾光片形成步驟，其將形成有該開口部的該感光性樹脂遮罩材料層作為蝕刻遮罩，藉由使用乾式蝕刻氣體之乾式蝕刻，自該開口部除去露出的該第一彩色濾光片膜之一部分，形成該第一彩色濾光片，除去該蝕刻遮罩；分隔壁形成步驟，其在該第一彩色濾光片形成步驟中，將在乾式蝕刻該第一彩色濾光片膜之際所形成之該第一彩色濾光片用材料與該乾式蝕刻氣體之反應生成物，形成作為設置於多個顏色之彩色濾光片的各自之間的分隔壁；第二以後的彩色濾光片形成步驟，其形成包含與該第一彩色濾光片不同色的顏料之第二以後的彩色濾光片；及 微透鏡形成步驟，其形成使入射光集光於各個該光電轉換元件之多個微透鏡。
  2. 如請求項1之固態攝影元件之製造方法，其中在該分隔壁形成步驟中，使用該乾式蝕刻氣體，該乾式蝕刻氣體包含全氣體流量之90%以上之稀有氣體，且混合選自包含氟、氧及氯的化合物氣體群組之具有反應性的氣體的1種以上。
  3. 如請求項1或2之固態攝影元件之製造方法，其中在該分隔壁形成步驟中，將在乾式蝕刻腔室內進行乾式蝕刻之際的該乾式蝕刻腔室內之壓力設為0.01Pa以上8.0Pa以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之固態攝影元件之製造方法，其中在該第一彩色濾光片膜形成步驟中，使用該第一彩色濾光片用材料，該第一彩色濾光片用材料未包含感光性成分，且包含濃度70質量%以上之該第一顏料。
  5. 如請求項1至4中任一項之固態攝影元件之製造方法，其中在該第一彩色濾光片膜形成步驟中，作為該樹脂材料，使用包含除去該蝕刻遮罩所使用之對有機溶劑具有耐性之樹脂的該第一彩色濾光片用材料。
  6. 如請求項1至5中任一項之固態攝影元件之製造方法，其中在該第二以後的彩色濾光片形成步驟中，在形成有該開口部的第一彩色濾光片表面，塗布成為包含與第一顏料不同色的顏料之第二彩色濾光片用材料的著色感光性樹脂組成物後，對於形成第二彩色濾光 片用材料之第二彩色濾光片的部分，進行使用光罩的曝光，在進行顯影後，使第二彩色濾光片膜之一部分光硬化並進行圖案成形，藉此形成第二彩色濾光片。
  7. 一種固態攝影元件，其具備：具有二維地配置的多個光電轉換元件之半導體基板、配置於該半導體基板之上方，使入射光集光於各個該光電轉換元件之多個微透鏡、設置於該半導體基板與該微透鏡之間，以對應於該多個光電轉換元件中之各個之方式，利用預先設定之規則而配置的多個顏色之彩色濾光片、及設置於該多個顏色之彩色濾光片的各自之間的分隔壁，設置於為該多個顏色之彩色濾光片中的一色的彩色濾光片之第一彩色濾光片的側壁部之該分隔壁，具有第一壁部分，該第一壁部分包含該第一彩色濾光片所含之第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物。
  8. 如請求項7之固態攝影元件，其中該第一彩色濾光片包含綠色顏料作為該第一彩色濾光片用材料，該分隔壁包含該綠色顏料與選自該乾式蝕刻氣體所含的稀有氣體元素及鹵元素群組之一種或二種以上的元素之反應生成物。
  9. 如請求項7或8之固態攝影元件，其具備設置於該第一彩色濾光片的下面之透射可見光的分隔壁材料層， 設置於該第一彩色濾光片之側壁部的分隔壁具有該第一壁部分、及包含該分隔壁材料層所含的分隔壁用材料與該乾式蝕刻氣體之反應生成物的第二壁部分。
  10. 如請求項9之固態攝影元件，其中該分隔壁材料層為包含矽及金屬之至少一方作為該分隔壁用材料的單層或多層之層。
  11. 如請求項10之固態攝影元件，其中該分隔壁材料層包含選自矽層、矽化合物層及金屬薄膜層、以及矽及矽化合物之混合物層的群組之層。
  12. 如請求項7至11中任一項之固態攝影元件，其中該分隔壁的厚度為200nm以下。
  13. 如請求項7至12中任一項之固態攝影元件，其具備該多個彩色濾光片中面積最廣的第一彩色濾光片、及面積較該第一彩色濾光片窄的第二及第三彩色濾光片，該第一彩色濾光片，藉由在行方向及列方向各自每隔1畫素設置，而具有在傾斜方向中相互鄰接而配置的第一彩色濾光片圖案、及將該鄰接而配置的第一彩色濾光片圖案之間連結的橋接部。
  14. 一種彩色濾光片之製造方法，其具有以下步驟：第一彩色濾光片膜形成步驟，其在二維地配置有多個光電轉換元件的半導體基板之表面，塗布將樹脂材料作為主成分且包含使第一顏料分散之第一樹脂分散液的第一彩色濾光片用材料，並使其硬化，形成成為包含該第一顏料的第一彩色濾光片之前驅物的第一彩色濾光片膜； 開口部形成步驟，其在該第一彩色濾光片膜之表面，塗布感光性樹脂遮罩材料，形成感光性樹脂遮罩材料層後，藉由光微影，在相對向於包含與該第一顏料不同色的顏料之第二以後的彩色濾光片之形成位置的該感光性樹脂遮罩材料層之一部分，形成開口部；第一彩色濾光片形成步驟，其將形成有該開口部的該感光性樹脂遮罩材料層作為蝕刻遮罩，藉由使用乾式蝕刻氣體之乾式蝕刻，自該開口部除去露出的該第一彩色濾光片膜之一部分，形成該第一彩色濾光片，除去該蝕刻遮罩的；分隔壁形成步驟，其在該第一彩色濾光片形成步驟中，將在乾式蝕刻該第一彩色濾光片膜之際所形成的該第一彩色濾光片用材料與該乾式蝕刻氣體之反應生成物，形成作為設置於多個顏色之彩色濾光片的各自之間的分隔壁；及第二以後的彩色濾光片形成步驟，其與該第一彩色濾光片形成步驟同樣地進行，形成包含與該第一彩色濾光片不同色的顏料之第二以後的彩色濾光片。
  15. 一種彩色濾光片，其具備：平面地配置之具有相互不同色的多個彩色濾光片、及設置於該多個彩色濾光片中之面積最廣的第一彩色濾光片之側壁且包含該第一彩色濾光片所含的第一彩色濾光片用材料與乾式蝕刻氣體之反應生成物的分隔壁。
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