カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子、およびその製造方法
【課題】フォトダイオードなどの光電変換部への光量の増大をはかるとともに、高感度でかつ、混色や色シェーディングの発生を抑制することの可能な固体撮像素子を提供する。
【解決手段】本発明のカラーフィルタは、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、前記カラーフィルタは第１の色を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色を選択的に透過する第２のカラーフィルタとが並列配置され、前記第１および第２のカラーフィルタは、周囲に、側壁を反射性膜で覆われたホワイト画素としての透光性領域を介して隣接するように配置される。
【解決手段】本発明のカラーフィルタは、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、前記カラーフィルタは第１の色を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色を選択的に透過する第２のカラーフィルタとが並列配置され、前記第１および第２のカラーフィルタは、周囲に、側壁を反射性膜で覆われたホワイト画素としての透光性領域を介して隣接するように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子、およびその製造方法にかかり、特に高感度のカラーセンサを形成するためのカラーフィルタに関する。
【０００２】
近年、固体撮像素子の高精細化は進む一方であり、この高精細化に伴う感度の低下を防ぐ為に、半導体基板上の複数の光電変換領域に対応して設けられるマイクロレンズやカラーフィルタ同士の配置間隔を極力狭くすることが求められている。このような固体撮像素子では、マイクロレンズやカラーフィルタの境界の部分に入射される光までをも有効利用しようとするが、マイクロレンズやカラーフィルタ同士の配置間隔が狭いために、マイクロレンズの境界とカラーフィルタの境界との位置のわずかなずれが混色を生み出したり、色シェーディング（色ムラ）の原因となってしまうことがある。
【０００３】
そこでこのような問題を解決するため、カラーフィルタを、ドライエッチングを用いてパターニングし、高精度化をはかる方法が提案されている。
例えばその1つに、最初に形成される色フィルタの不要部とその下層の平坦化層とをドライエッチングでパターニングする方法がある（特許文献１）。
また、最初に形成される色フィルタをドライエッチングでパターニングする方法も提案されている（特許文献２）。
【０００４】
これらの方法により、カラーフィルタの高精度化をはかることはできるが、高解像度化への要求が高まるにつれ、固体撮像素子の高感度化への要求は高まる一方であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２２２９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２の構造では、カラーフィルタのパターン精度自体は向上するが、高感度化には限界があった。
【０００７】
このような状況の中で、固体撮像素子においては、高感度化、高解像度化、への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいる。このような状況の中で、チップサイズを大型化することなく高解像度を得るためには、混色や色シェーディングを防ぎつつ、単位画素あたりの面積を縮小し、高集積化を図る一方で、高感度化つまりは、カラーフィルタの透過率を向上し、フォトダイオードに導く光量の増大を図ることが、極めて重要な課題となっている。
【０００８】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、高感度でかつ、混色や色シェーディングの発生を抑制することの可能な固体撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明のカラーフィルタは、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、前記カラーフィルタは、ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填され、第１の色を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色を選択的に透過する第２のカラーフィルタとを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填された第１および第２のカラーフィルタを具備しており、透過率の高い、ホワイト画素分の情報を周辺のホワイト画素に比べ透過率の低いカラーフィルタを具備した画素で、補完（利用）することで、感度の向上をはかることができる。
【００１０】
また本発明は、上記固体撮像素子において、前記第１および第２のカラーフィルタは、周囲にホワイト画素を構成する透光性領域を介して隣接するように配置され、前記透光性領域の前記凹部の内壁のうち、側壁は反射性層で被覆されたものを含む。
この構成により、すべてのカラー画素の間に配置されたホワイト画素の側壁を反射性層で被覆することで、混色を防止することができ、画質の向上をはかることができる。
【００１１】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、反射性の金属層であるものを含む。
【００１２】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、前記透光性領域に対して所定の屈折率差を有し、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたものを含む。
【００１３】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、多層膜であり、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたものを含む。
【００１４】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、前記凹部の内壁を構成する前記透光性領域を覆う密着性膜を介して形成されたものを含む。
【００１５】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層を覆うように、前記凹部の内壁を被覆するように一体的に形成された保護層を有するものを含む。
【００１６】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、透光性領域が、前記光電変換領域上に形成された透光性樹脂層で構成されたものを含む。
【００１７】
本発明は、前記カラーフィルタが、光電変換部の上層に平坦化膜を介して形成されたものを含む。
この構成により、高精度のカラーフィルタのパターン形成が可能となる。
【００１８】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記透光性領域が前記光電変換部の上層に形成された平坦化膜であり、前記平坦化膜に前記凹部が形成されたものを含む。
【００１９】
本発明は、前記カラーフィルタが、前記反射性層は、前記側壁全体を被覆するように形成されたものを含む。
【００２０】
本発明は、前記カラーフィルタが、前記反射性層は、前記側壁の上縁部を被覆するように形成されたものを含む。
【００２１】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記第１および第２のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成するものを含む。
この構成により、フィルタの位置ずれに対する許容性がさらに向上する。
【００２２】
本発明は、前記カラーフィルタは、さらに第３の色を選択的に透過する第３のカラーフィルタを含むものである。
この構成により、フルカラー化が可能となる。
【００２３】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記カラーフィルタは、前記透光性領域で構成されるホワイト画素および第１乃至第３のカラーフィルタが、色毎に異なる面積を持つように構成されたものを含む。
この構成により、この面積比を変えることで、各種補正を行うことができる。また、色毎にあらかじめフォトダイオードの感度を測定しておき、この感度差を補正するように面積比を調整するようにすれば、色による感度差を補正することができる。
【００２４】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記カラーフィルタは、周縁部と中心部とで、前記透光性領域と前記カラーフィルタとの面積比が異なるものを含む。
この構成により、色毎のシェーディングやシェーディングの色間差をきわめて小さくすることができる。
【００２５】
本発明は、上記カラーフィルタを備え、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを具備し、少なくとも光電変換部の上層に前記カラーフィルタを形成してなる。
この構成により、上述したように高感度の固体撮像素子を得ることができる。
【００２６】
また、上記固体撮像素子において、前記光電変換領域ごとの特性に応じて前記カラーフィルタを構成する第１乃至第３のカラーフィルタの前記透光性領域との面積比が異なるように調整するようにしてもよい。
この構成により、面積比を変えて領域毎に感度調整を行うことができ、固体撮像素子の特性の均一化をはかることができる。
【００２７】
また、上記固体撮像素子において、前記固体撮像素子を構成する画像撮像領域の中心部と周縁部とで、前記カラーフィルタを構成する第１乃至第３のカラーフィルタの前記透光性領域との面積比が異なるように調整されるようにしてもよい。
この構成により、１固体撮像素子内の特性の均一化をはかることができる。
【００２８】
本発明は、基体表面に、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、前記基体表面に、各色のカラーフィルタを囲むホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、前記透光性膜にカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、前記基体表面にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含む。
この構成により、透光性膜に開口を形成し、この開口の側壁に反射性膜を形成し、カラーフィルタを充填するようにしているため、混色を容易に低減することができ、位置合わせも容易で信頼性の高いものとなる。
【００２９】
また、この方法により、透光性領域を形成するための透光性膜を形成しておき、各色の形成領域に開口を形成しながら、対応する色のカラーフィルタ材料を形成し、平坦化するようにしているため、高精度に位置決めされたカラーフィルタを形成することが可能となる。また、透光性領域によって隣接する色のカラーフィルタが分離されているため、膜中の染料含有率を高めた薄型化に際しても混色のおそれもなく高精度のパターン形成が可能となる。さらにまた、ドライエッチングにより第１の色のカラーフィルタ材料をパターニングすれば、基体表面に残留部が形成されたり、残渣が付着したりすることもなく、急峻なパターンエッジを持つ高精度のパターンを形成することが可能となる。また、平坦化工程により、上層に第１の色のカラーフィルタ材料が付着している場合にも確実に除去され、残留を防止することができる。隣接する色のカラーフィルタ同士の段差をより低減することができ、さらなる混色の防止や薄型化が可能となる。
【００３０】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記カラーフィルタ材料を充填する工程に先立ち、前記開口の側壁を覆うように反射性膜を形成する工程と、前記開口に反射性膜の形成された基体表面にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含む。
【００３１】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記透光性膜の一部を残すように開口を形成する工程を含む。
この構成によれば、すべてのカラーフィルタの位置を１つの工程で決定できるので精度の向上をはかることができるという効果がある。
【００３２】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記反射性膜を形成する工程は、前記開口の形成された前記基体表面に反射性膜を形成する工程と、異方性エッチングにより、前記側壁にのみ前記反射性膜を残留させる工程とを含む。
【００３３】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記反射性膜を形成する工程に先立ち、前記開口の形成された前記基体表面に密着性膜を形成する工程を含む。
【００３４】
本発明は、基体表面に、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、前記基体表面に、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、各色のカラーフィルタのパターンを覆うようにホワイト画素を構成する透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む。
この構成によれば、容易にカラーフィルタの上層を透光性領域が覆う構造のカラーフィルタを容易に形成することができる
【００３５】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含む。
【００３６】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含む。
【００３７】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法であって、前記透光性材料の一部がレンズ面を構成するように、レンズ加工を行う工程とを含む。その際、透光性材料としてレンズを構成するレンズ材を使用しても良い。
この構成によれば、レンズと透光性材料とが一体化されるため、より薄型化をはかることができる。
【００３８】
また本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第１の色が、例えば青色であり、前記第２の色が、例えば赤色であり、前記第３の色が、緑色であるものを含む。
【００３９】
この方法により、フルカラーの固体撮像素子を効率よく形成することができる。
【００４０】
また本発明の固体撮像素子の製造方法は、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、前記基体表面に、第１のカラーフィルタを形成する工程と、この上層に透光性材料を形成し、この透光性材料に第２のカラーフィルタを形成するための開口を形成する開口形成工程と、開口に第２のカラーフィルタを形成する工程とを含む。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のカラーフィルタによれば、混色を防止しつつ透過率の向上をはかることができる。
すなわち、製造が容易で、薄く、透過損失の少ないカラーフィルタを得ることができる、また、反射性膜で覆われたホワイト画素としての透光性領域を備えているため、より混色のないカラーフィルタを形成することができる。
また各色のカラーフィルタの領域は透光性領域に形成する開口のパターンで規定されるため、パターンエッジを垂直（急峻）にすることができ、パターン精度の向上をはかることができ、混色の抑制をはかることができる。
加えてカラーフィルタの顔料や染料の付着（残渣）に伴う、しみ、むらの改善をはかることができる。
このカラーフィルタの製造方法を用いた固体撮像素子の製造方法によれば、カラーフィルタの混色を防ぐとともに薄型化を実現することができ、薄型で微細な高感度の固体撮像素子を提供することができる。
さらにまた色シェーディングの補正が容易である。
さらにまたカラーフィルタの位置ずれに対する許容度も大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施の形態で説明するカラーフィルタは、例えば固体撮像素子に用いられるものである。
【００４３】
（実施の形態１）
図１乃至４は、本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造方法を説明するための概略説明図であり、各図において、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面模式図である。
このカラーフィルタの製造方法は、基体表面に、ホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、この透光性膜にドライエッチングによりカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、この開口にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００４４】
まず、図１に示すように、シリコン基板１上に光電変換部（図示せず）と電荷転送部（図示せず）とを形成し、表面にアクリル樹脂などからなる透光性材料で構成された平坦化膜（透光性領域）７０を形成する。
【００４５】
ついで、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィによって形成されたレジストパターン（図示せず）をマスクとして反応性イオンエッチング（異方性エッチング）により、開口Ｔを形成する。
この後、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、この開口Ｔのうち、グリーンカラーフィルタ５０Ｇを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、グリーンカラーフィルタを充填する。
さらに、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、この開口Ｔのうち、赤色カラーフィルタ５０Ｒを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、赤色カラーフィルタを充填し、ついで、この開口Ｔのうち、ブルーカラーフィルタ５０Ｂを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、ブルーカラーフィルタを充填する。
【００４６】
このようにして、容易に、透光性領域をホワイト画素５０Ｗとし、ホワイト画素で各色のカラーフィルタが囲まれたカラーフィルタが精度よく形成される。
【００４７】
（実施の形態２）
図５乃至８は、本発明の実施の形態２のカラーフィルタの製造方法を説明するための概略説明図であり、各図において、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面模式図である。
このカラーフィルタの製造方法は、前記実施の形態１に加え、ホワイト画素とカラーフィルタ材料との間に反射性膜５０Ｓを形成したもので、他の構成は前記実施の形態と同様である。
開口Ｔを形成する工程までは前記実施の形態１で示した図１および図２の工程と同様であり、図２に示したように平坦化膜７０で構成され、開口Ｔの形成された透光性領域に反射性膜５０Ｓとしての窒化シリコン膜をＣＶＤ法により形成する（図５（ａ）および（ｂ））。
この後反応性イオンエッチングにより、全面エッチングを行い開口Ｔの側壁にのみ窒化シリコン膜を残留させ、反射性膜５０Ｓを形成する（図６（ａ）および（ｂ））。ここでアクリル樹脂と窒化シリコンとの間の屈折率差により、窒化シリコン膜は反射性膜として作用する。
この後、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、この反射性膜５０Ｓで側壁が覆われた開口Ｔのうち、グリーンカラーフィルタ５０Ｇを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、グリーンカラーフィルタを充填する。
さらに、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、この反射性膜５０Ｓで側壁が覆われた開口Ｔのうち、赤色カラーフィルタ５０Ｒを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、赤色カラーフィルタを充填し、ついで、この反射性膜５０Ｓで側壁が覆われた開口Ｔのうち、ブルーカラーフィルタ５０Ｂを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、ブルーカラーフィルタを充填する。
【００４８】
このようにして、容易に、透光性領域をホワイト画素５０Ｗとし、反射性膜５０Ｓで囲まれたホワイト画素で各色のカラーフィルタを囲むカラーフィルタが精度よく形成される。
【００４９】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３のカラーフィルタを用いた固体撮像素子の断面概略説明図、図１０は断面図、図１１は平面模式図である（図１０は、図１１のＡ−Ａ線断面模式図）。図１２（ａ）および（ｂ）はこのカラーフィルタを説明する模式図（図１２（ａ）は図１２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図）、図１３乃至図１７はこの固体撮像素子におけるカラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
この固体撮像素子は、図９に示すように、フォトダイオード３０の上方には、カラーフィルタ５０が側壁を反射性膜５０Ｓで被覆されたフレーム状の透光性領域５０Ｔを介して各色のカラーフィルタ５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが離間するように分離形成されてなることを特徴とする。なお、ここで透光性領域５０Ｔはホワイト画素を構成し、このホワイト画素に形成された凹部の側壁に反射性膜５０Ｓが形成される。各色のカラーフィルタ材料は、各フォトダイオード３０に対向するように、透光性領域５０Ｔを構成する樹脂膜に形成された凹部の側壁に反射性膜を形成し、この開口にそれぞれ各色のカラーフィルタ材料が充填され、第１乃至第３のカラーフィルタとしての赤色のカラーフィルタ５０Ｒと、緑色のカラーフィルタ５０Ｇと、青色のカラーフィルタ５０Ｂとを構成している。ここでは透光性領域５０Ｔを構成する樹脂膜としては、可視光に対して透光性を有するレジスト材料（例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズ）や熱硬化性（非感光性）材料などを用いる。また、反射性膜５０Ｓとしてはタングステン膜が用いられるが、アルミニウムなど他の金属膜であってもよい。そしてこの透光性領域５０Ｔに対しフォトリソグラフィまたはドライエッチングでパターニングされた高精度の第１乃至第３の開口パターンが配列されている。このカラーフィルタは、図１０および図１１に示すように、各フォトダイオード３０それぞれに対応するように赤色のカラーフィルタ５０Ｒと、緑色のカラーフィルタ５０Ｇと、青色のカラーフィルタ５０Ｂとが、フィルタ下平坦化膜７４上で各パターンエッジが垂直となるように形成され、かつ表面が平坦面を構成したことを特徴とするものである。図１１では、各フォトダイオード３０に対し、その上方に形成される各色カラーフィルタを示す符号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を付した。
【００５０】
図１２(ａ)および（ｂ）にカラーフィルタを模式的に示す。図１２（ａ）は図１２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔはドライエッチングにより高精度にパターニングされており、この開口にタングステン膜が形成され、異方性エッチングにより平坦部は除去され開口の側壁にのみ残留せしめられる。そして、側壁が反射性膜５０Ｓで被覆された開口に形成されるカラーフィルタ材料は、感光性を有していなくてもよい。その場合、色材が高密度に充填されており、パターンエッジが垂直となるように形成することができる。
【００５１】
他は通例の構造をなすものであるが、ｎ型のシリコン基板１表面部に光電変換部であるフォトダイオード３０が配列形成され、各フォトダイオード３０で発生した信号電荷を列方向（図１１中のＹ方向）に転送するための電荷転送部４０が、列方向に配設された複数のフォトダイオード３０からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。そして、奇数列のフォトダイオード列が、偶数列のフォトダイオード列に対して、列方向に配列されるフォトダイオード３０の配列ピッチの略１／２列方向にずれるように形成されている。
【００５２】
電荷転送部４０は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板１表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル３３と、電荷転送チャネル３３の上層に形成された電荷転送電極３（第１層電極３ａ、第２層電極３ｂ）と、フォトダイオード３０で発生した電荷を電荷転送チャネル３３に読み出すための電荷読み出し領域３４とを含む。電荷転送電極３は、行方向に配設された複数のフォトダイオード３０からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向（図１１中のＸ方向）に延在する蛇行形状となっている。ここで電荷転送電極３は第１層電極上に電極間絶縁膜を介して第２層電極を形成しＣＭＰにより平坦化して単層電極構造としたものであるが、単層電極構造に限らず、第１層電極の一部を第２層電極が覆うように形成した二層電極構造であっても良い。
【００５３】
図１０に示すように、シリコン基板１の表面にはｐウェル層１Ｐが形成され、ｐウェル層１Ｐ内に、ｐｎ接合を形成するｎ領域３０ｂが形成されると共に表面にｐ領域３０ａが形成され、フォトダイオード３０を構成しており、このフォトダイオード３０で発生した信号電荷は、ｎ領域３０ｂに蓄積される。
【００５４】
そしてこのフォトダイオード３０の右方には、少し離間してｎ領域からなる電荷転送チャネル３３が形成される。ｎ領域３０ｂと電荷転送チャネル３３の間のｐウェル層１Ｐに電荷読み出し領域３４が形成される。
【００５５】
シリコン基板１表面にはゲート酸化膜２が形成され、電荷読み出し領域３４と電荷転送チャネル３３の上には、ゲート酸化膜２を介して、第１の電極３ａと第２の電極３ｂが形成される。第１の電極３ａと第２の電極３ｂの間は電極間絶縁膜５が形成されている。垂直転送チャネル３３の右側にはｐ＋領域からなるチャネルストップ３２が設けられ、隣接するフォトダイオード３０との分離がなされている。
【００５６】
電荷転送電極３の上層には酸化シリコン膜などの絶縁膜６、反射防止層７が形成され、更にその上に中間層７０が形成される。中間層７０のうち、７１は遮光膜、７２はＢＰＳＧ（borophospho silicate glass）からなる絶縁膜、７３はＰ−ＳｉＮからなる絶縁膜（パッシベーション膜）、７４は透光性樹脂等からなるフィルタ下平坦化膜である。遮光膜７１は、フォトダイオード３０の開口部分を除いて設けられる。中間層７０上方には、カラーフィルタとマイクロレンズ６０が設けられる。カラーフィルタとマイクロレンズ６０との間には、絶縁性の透光性樹脂等からなるフィルタ上平坦化膜６１が形成される。
【００５７】
本実施の形態の固体撮像素子は、フォトダイオード３０で発生した信号電荷がｎ領域３０ｂに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル３３によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力されるように構成されている。すなわちシリコン基板１上に、光電変換部、電荷転送部、ＨＣＣＤ、及びアンプを含む領域である固体撮像素子部と、固体撮像素子の周辺回路（ＰＡＤ部等）が形成される領域である周辺回路部とが形成されて固体撮像素子を構成している。
【００５８】
次に上述した固体撮像素子の製造工程を説明する。
まず、カラーフィルタ形成前までの製造工程について説明する。
ｎ型のシリコン基板１表面に、不純物を導入し、ｐウェル層１Ｐ、電荷転送チャネル３３、電荷読み出し領域３４、チャネルストップ層３２などを形成した後、ゲート酸化膜２を成膜する。続いて、このゲート酸化膜２上に、第１層電極３ａを構成する第１導電性膜を成膜し、パターニングを行って第１層電極３ａ及び周辺回路の配線を形成する。次に、第１層電極３ａの周囲に酸化シリコン膜からなる絶縁膜５を成膜し、その上に第２層電極３ｂを構成する第２導電性膜を成膜する。次に、ＣＭＰにより第２導電性膜３ｂの平坦化を行い、パターニングし、第２層電極３ｂを形成する。次に、これら電荷転送電極３を覆うように絶縁膜６を成膜した後、フォトダイオード領域のｎ領域３０ｂおよびｐ領域３０ａを形成した後、フォトダイオード領域の受光領域に開口するように遮光膜７１を形成する。次に、絶縁膜７２を成膜し、これを高温リフローにより平坦化を行う。
【００５９】
次に、この絶縁膜７２の周辺回路上部にコンタクトホールを形成した後、金属材料を成膜し、パターニングしてボンディングパッド（図示せず）を形成する。そして、ＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜７３を成膜し、ボンディングパッド上のパッシベーション膜を選択的にエッチング除去して開口を形成し、ボンディングパッドを露出させる。この後、Ｈ２を含む不活性ガス雰囲気内でシンタリングを行った後、スピンコート法により、平坦化膜を成膜する。ここでは他の平坦化膜との混同を避けるために、この平坦化膜をフィルタ下平坦化膜７４と指称する。ここまでの製造工程は、通例の方法である。このフィルタ下平坦化膜７４としては、前記透光性領域と同様、可視光に対して透光性のレジスト材料（例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズ）などを用いる。
【００６０】
なお、フィルタ下平坦化膜７４は下層が平坦である場合には必須ではなく、以下の工程ではフィルタ下平坦化膜７４を用いない例について説明する。
【００６１】
次に、カラーフィルタの製造工程について図１３乃至図１７を参照して詳細に説明する。
これらは、本実施の形態のカラーフィルタの各製造工程を示す図であり、各図において赤色のカラーフィルタ５０Ｒには“Ｒ”、緑色のカラーフィルタ５０Ｇには“Ｇ”、青色のカラーフィルタ５０Ｂには“Ｂ”の文字を付した。本実施の形態では、平坦化のためのＣＭＰ処理を行うが、ＲＧＢの各カラーフィルタ材料として、ＣＭＰ処理において研磨レートがレジストと１：１程度となるような材料を用いる。尚、本実施の形態における“Ｂ”は、第１の色に該当し、“Ｒ”と“Ｇ”は、第２の色および第３の色に該当するものとする。各平面図において絶縁膜７２よりも下層は省略するものとする。
【００６２】
まず、図１３（ａ）に示すように、絶縁膜（ＢＰＳＧ）７２上に、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜７３を形成し、このパッシベーション膜７３上に、図１３（ｂ）に示すように、塗布法により透光性領域５０Ｔを形成するための樹脂膜を形成する。
【００６３】
そして図１３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィにより、レジストパターンＲ１を形成する。この後図１３（ｄ）に示すように、レジストパターンＲ１をマスクとして反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、第１の開口Ｏ１を形成する。
【００６４】
次いで、図１４（ａ）に示すように、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、図１４（ｂ）に示すように、第１の開口Ｏ１の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。
【００６５】
そして、第１の色のカラーフィルタ材料として青色カラーフィルタ材料を膜厚０．５〜２．０μｍとなるように塗布する。このカラーフィルタ材料は感光性を有しないものとする。この工程により、青色カラーフィルタ材料が反射性膜としてのタングステン膜５０Ｓで被覆された第１の開口Ｏ１に充填される。そしてこの状態で、青色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化し（図１４（ｃ））、ＣＭＰにより平坦化を行い、青色カラーフィルタ５０Ｂが形成される（図１４（ｄ））。
【００６６】
この後、図１５（ａ）に示すように、赤色のカラーフィルタパターンを形成するためのレジストパターンＲ２をフォトリソグラフィにより形成する。ここでは、赤色のカラーフィルタとなる領域に開口を有する形状となっている。
【００６７】
この後、図１５（ｂ）に示すように、このレジストパターンＲ２をマスクとして異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、赤色のカラーフィルタ材料のパターンを形成するための第2の開口Ｏ2を形成する。ここでも下層の窒化シリコン膜７３がエッチングストッパとして作用する。
【００６８】
この後、図１５（ｃ）に示すように、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、第２の開口Ｏ２の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。
【００６９】
そして、赤色のカラーフィルタ材料Ｒを膜厚０．５〜２．０μｍとなるように塗布し、赤色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化する。
この後ＣＭＰを行い表面を平坦化して、赤色のカラーフィルタ５０Ｒを形成する（図１６（ａ））。
【００７０】
この後、図１６（ｂ）に示すように、緑色のカラーフィルタパターンを形成するためのレジストパターンＲ３をフォトリソグラフィにより形成する。ここでは、緑色のカラーフィルタとなる領域に開口を有する形状となっている。ここで図１６（ｂ）以降は、図１６（ａ）に対して紙面の左にずらした面をみているものとする。
【００７１】
この後、図１６（ｃ）に示すように、このレジストパターンＲ３をマスクとして異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、緑色のカラーフィルタ材料のパターンを形成するための第３の開口Ｏ３を形成する。ここでも下層の窒化シリコン膜７３がエッチングストッパとして作用する。
【００７２】
次いで、図１６（ｄ）に示すように、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、第３の開口Ｏ３の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。
【００７３】
そして、緑色のカラーフィルタ材料５０Ｇ（Ｇ）を塗布し、緑色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化する（図１７（ａ））。
この後ＣＭＰを行い表面を平坦化して、緑色のカラーフィルタ５０Ｇを形成する（図１７（ｂ））。
【００７４】
このＣＭＰ処理により、各色のカラーフィルタの表面が平坦であり、残渣もなく高精度のカラーフィルタパターンの形成が可能となる。
【００７５】
そして、このカラーフィルタの上に、可視光に対して透光性のレジスト材料（例えば富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズ）を塗布し、平坦化膜６１を形成する。その後、この平坦化膜６１の上に、マイクロレンズ６０をエッチング法又はメルト法等によって形成する(図１７（ｃ）)ことで、図１０に示すような固体撮像素子が形成される。
【００７６】
このように、隣接するカラーフィルタの間には反射性膜５０Ｓで側壁を被覆された透光性領域５０Ｔが存在しているため、感度の向上をはかることができるとともに、混色の発生を確実に防ぐことができる。また、本実施の形態の製造方法によれば、透光性領域５０Ｔとなる樹脂膜に対してフォトリソグラフィにより形成したレジストパターンをマスクとしてドライエッチングして開口を形成し、順次カラーフィルタ材料を充填していくため、カラーフィルタ材料としては感光性が不要なので、より薄型のカラーフィルタの形成が可能である。また、カラーフィルタのパッシベーション膜７３（平坦化膜７４）表面からの高さを従来よりも低くすることができるため、固体撮像素子の薄型化が可能となる。この結果、斜め入射光に対するマージンが広がり、かつ反射性膜により、隣接する色のカラーフィルタからの透過光が入射するのは防止されるため、シェーディングの少ない固体撮像素子を製造することが可能となる。
なおこの開口なおこの開口については、色毎ではなく、３色分一括形成し、反射性膜も一括形成して、順次各色のカラーフィルタを充填していくようにしてもよい。
【００７７】
又、カラーフィルタ材料として、染料系あるいは顔料分散型のカラーフィルタ材料を用いた場合には、カラーフィルタ材料のパターンを形成後、水洗時に残渣が発生し、これが他の色のカラーフィルタ上に付着して、光学特性、特に画質を劣化させる要因となってしまうが、本実施の形態によれば、ＣＭＰ処理によって上記残渣も除去することができるため、画質劣化を防ぐことができる。特に染料系のカラーフィルタ材料の場合には染料の染み出しなどが問題になるが本発明によれば透光性領域により各色のカラーフィルタが分離されているため、確実に染み出しを防ぐことができる。
【００７８】
又、本実施の形態の方法で得られたカラーフィルタは、隣接するカラーフィルタ同士の境界が急峻な垂直断面を持ち、かつその表面はほぼ平坦化されているため、上述した平坦化膜６１を形成せずに、カラーフィルタ表面にマイクロレンズ６０を直接形成することも可能である。この構成によれば、固体撮像素子を更に薄くすることができると共に、製造工程を１工程減らすことができ、高感度の固体撮像素子を低コストで製造することが可能となる。
【００７９】
又、本実施の形態では、フォトダイオードがハニカム状に配設された構成の固体撮像素子について説明したが、これに限定されることなく、複数のフォトダイオードが正方格子状に配設された構成の固体撮像素子にも本発明を適用可能である。
【００８０】
又、本実施の形態では、ＲＧＢの原色系のカラーフィルタを例にしたが、シアン、マゼンタ、イエローの補色系のカラーフィルタであっても本発明を適用可能である。
【００８１】
なお前記実施の形態では、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部に反射性膜５０Ｓを形成したが、タングステンなどの金属製の反射性膜５０Ｓに代えて、隣接フィルタからの光が透過しないように閉じ込めるように、低屈折率膜、あるいは多層膜で構成してもよい。
【００８２】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４の固体撮像素子について説明する。
実施の形態４では、図１８に示すように、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部の側壁の上縁部のみ、反射性膜５０Ｓを充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。
この構成により、より多くの光を取り込みかつ混色を防止することができる。
【００８３】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５の固体撮像素子について説明する。
実施の形態５では、図１９に示すように、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部の側壁の下部にのみ、反射性膜５０Ｓを充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。
この構成により、より多くの光を取り込みかつ混色を防止することができる。
【００８４】
（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６の固体撮像素子について説明する。
実施の形態６では、図２０に示すように、カラーフィルタ層（５０Ｇ，５０Ｂ，）５０Ｒを、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部に前記実施の形態３と同様反射性膜５０Ｓを介して充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であり、説明を省略する。
【００８５】
製造に際しては、透光性領域５０Ｔを形成し、フォトリソグラフィにより、カラーフィルタ形成用の凹部を形成する際、下層を一部残すようにエッチングすることによって形成する。他は前記実施の形態３と同様である。
【００８６】
（実施の形態７）
次に本発明の実施の形態７の固体撮像素子について説明する。
実施の形態７では、図２１に示すように、カラーフィルタ層（５０Ｇ，５０Ｂ，）５０Ｒの上層をも、透光性領域５０Ｔで被覆した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。
【００８７】
この方法により、１つの色のカラーフィルタを形成した後に側壁を反射性膜で被覆し、透光性材料で構成された透光性膜で覆って、次に形成するカラーフィルタの部分の透光性膜に開口を形成するというプロセスの繰り返しで形成できるため、これにより各色のフィルタが形成工程中に接触することがないため、染料などの溶出・混入による混色を防止することができる。
【００８８】
なお、上記方法に限定されることなく、以下のような工程を用いてもよい。
まず、透光性膜を形成し、ドライエッチングもしくはフォトリソグラフィによって第１乃至第３のカラーフィルタ用の開口をすべて形成する。
【００８９】
次いで、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、開口の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。このようにして開口の側壁を反射性膜で被覆した後、第１のカラーフィルタ膜を形成してフォトリソグラフィによってパターニングし、第１のカラーフィルタ用の開口部のみに第１のカラーフィルタを残し、さらにその上から透光性膜を薄く形成してフォトリソグラフィによってパターニングし少なくとも第１のカラーフィルタ上に透光性膜を残す。以下同様に第２のカラーフィルタとその上に透光性膜を形成する。次に同様にして第３のカラーフィルタを形成し、最後に上平坦化膜（透光性膜）を形成する。
【００９０】
この方法によっても、１つの色のカラーフィルタを形成した後に反射性膜５０Ｓで被覆した後透光性材料で構成された透光性膜で覆って、次に形成するカラーフィルタの部分の透光性膜に開口を形成するというプロセスの繰り返しで形成できるため、これにより各色のフィルタが形成工程中に接触することがないため、染料などの溶出・混入による混色を防止することができる。
【００９１】
（実施の形態８）
本実施の形態では、図２２に示すように、カラーフィルタのエッジを垂直ではなくテーパ面としたことを特徴とするもので、他は実施の形態６のカラーフィルタと同様である。
ここで、上記固体撮像素子において、前記第１および第２のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成する。
この構成により、集光性も向上し信頼性の高い、固体撮像素子を提供することができる。
【００９２】
（実施の形態９）
本実施の形態では、図２３に示すように、図２１に示した実施の形態７のカラーフィルタにおける前記透光性材料で構成される透光性領域５０Ｔの一部がレンズ面を構成するようにしたことを特徴とするもので、他は実施の形態５と同様に形成される。
製造に際しては、透光性材料でカラーフィルタ上を被覆した後、透光性材料の上面部にのみトレンチを形成し、リフローにより溝のエッジを丸くし、エッチバックを行うことによりレンズ面を形成するようにすれば、容易にレンズを形成することができる。この構成によれば、レンズと透光性材料とが一体化されるため、より薄型化をはかることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
この構成によれば、高感度でかつ混色を防止し薄型のカラーフィルタ層を形成することができることから、より薄型化が可能であり、携帯端末などの電子機器における固体撮像素子として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの構造を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図３】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図４】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図５】本発明の実施の形態２のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図６】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図７】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図８】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図９】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの断面概略図
【図１０】本発明の実施の形態３の固体撮像素子の断面概要図
【図１１】図１０の平面模式図
【図１２】本実施の形態３のカラーフィルタの構造を示す模式図
【図１３】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１４】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１５】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１６】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１７】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１８】本発明の実施の形態４のカラーフィルタの断面概略図
【図１９】本発明の実施の形態５のカラーフィルタの断面概略図
【図２０】本発明の実施の形態６のカラーフィルタの断面概略図
【図２１】本発明の実施の形態７のカラーフィルタの断面概略図
【図２２】本発明の実施の形態８のカラーフィルタの断面概略図
【図２３】本発明の実施の形態９のカラーフィルタの断面概略図
【符号の説明】
【００９５】
１ ｎ型シリコン基板
２ ゲート酸化膜
３ａ 第１層電極
３ｂ 第２層電極
５ 電極間絶縁膜
６ 絶縁膜
７ 反射防止層
６０ マイクロレンズ
６１ 平坦化膜
７１ 遮光膜
７２ 絶縁（ＢＰＳＧ）膜
７３ パッシベーション膜
７４ 平坦化膜
５０Ｓ 反射性膜
５０Ｂ，５０Ｒ，５０Ｇ カラーフィルタ
５０Ｔ 透光性領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子、およびその製造方法にかかり、特に高感度のカラーセンサを形成するためのカラーフィルタに関する。
【０００２】
近年、固体撮像素子の高精細化は進む一方であり、この高精細化に伴う感度の低下を防ぐ為に、半導体基板上の複数の光電変換領域に対応して設けられるマイクロレンズやカラーフィルタ同士の配置間隔を極力狭くすることが求められている。このような固体撮像素子では、マイクロレンズやカラーフィルタの境界の部分に入射される光までをも有効利用しようとするが、マイクロレンズやカラーフィルタ同士の配置間隔が狭いために、マイクロレンズの境界とカラーフィルタの境界との位置のわずかなずれが混色を生み出したり、色シェーディング（色ムラ）の原因となってしまうことがある。
【０００３】
そこでこのような問題を解決するため、カラーフィルタを、ドライエッチングを用いてパターニングし、高精度化をはかる方法が提案されている。
例えばその1つに、最初に形成される色フィルタの不要部とその下層の平坦化層とをドライエッチングでパターニングする方法がある（特許文献１）。
また、最初に形成される色フィルタをドライエッチングでパターニングする方法も提案されている（特許文献２）。
【０００４】
これらの方法により、カラーフィルタの高精度化をはかることはできるが、高解像度化への要求が高まるにつれ、固体撮像素子の高感度化への要求は高まる一方であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２２２９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および２の構造では、カラーフィルタのパターン精度自体は向上するが、高感度化には限界があった。
【０００７】
このような状況の中で、固体撮像素子においては、高感度化、高解像度化、への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいる。このような状況の中で、チップサイズを大型化することなく高解像度を得るためには、混色や色シェーディングを防ぎつつ、単位画素あたりの面積を縮小し、高集積化を図る一方で、高感度化つまりは、カラーフィルタの透過率を向上し、フォトダイオードに導く光量の増大を図ることが、極めて重要な課題となっている。
【０００８】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、高感度でかつ、混色や色シェーディングの発生を抑制することの可能な固体撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明のカラーフィルタは、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、前記カラーフィルタは、ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填され、第１の色を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色を選択的に透過する第２のカラーフィルタとを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填された第１および第２のカラーフィルタを具備しており、透過率の高い、ホワイト画素分の情報を周辺のホワイト画素に比べ透過率の低いカラーフィルタを具備した画素で、補完（利用）することで、感度の向上をはかることができる。
【００１０】
また本発明は、上記固体撮像素子において、前記第１および第２のカラーフィルタは、周囲にホワイト画素を構成する透光性領域を介して隣接するように配置され、前記透光性領域の前記凹部の内壁のうち、側壁は反射性層で被覆されたものを含む。
この構成により、すべてのカラー画素の間に配置されたホワイト画素の側壁を反射性層で被覆することで、混色を防止することができ、画質の向上をはかることができる。
【００１１】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、反射性の金属層であるものを含む。
【００１２】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、前記透光性領域に対して所定の屈折率差を有し、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたものを含む。
【００１３】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、多層膜であり、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたものを含む。
【００１４】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、前記凹部の内壁を構成する前記透光性領域を覆う密着性膜を介して形成されたものを含む。
【００１５】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層を覆うように、前記凹部の内壁を被覆するように一体的に形成された保護層を有するものを含む。
【００１６】
本発明は、前記カラーフィルタにおいて、透光性領域が、前記光電変換領域上に形成された透光性樹脂層で構成されたものを含む。
【００１７】
本発明は、前記カラーフィルタが、光電変換部の上層に平坦化膜を介して形成されたものを含む。
この構成により、高精度のカラーフィルタのパターン形成が可能となる。
【００１８】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記透光性領域が前記光電変換部の上層に形成された平坦化膜であり、前記平坦化膜に前記凹部が形成されたものを含む。
【００１９】
本発明は、前記カラーフィルタが、前記反射性層は、前記側壁全体を被覆するように形成されたものを含む。
【００２０】
本発明は、前記カラーフィルタが、前記反射性層は、前記側壁の上縁部を被覆するように形成されたものを含む。
【００２１】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記第１および第２のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成するものを含む。
この構成により、フィルタの位置ずれに対する許容性がさらに向上する。
【００２２】
本発明は、前記カラーフィルタは、さらに第３の色を選択的に透過する第３のカラーフィルタを含むものである。
この構成により、フルカラー化が可能となる。
【００２３】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記カラーフィルタは、前記透光性領域で構成されるホワイト画素および第１乃至第３のカラーフィルタが、色毎に異なる面積を持つように構成されたものを含む。
この構成により、この面積比を変えることで、各種補正を行うことができる。また、色毎にあらかじめフォトダイオードの感度を測定しておき、この感度差を補正するように面積比を調整するようにすれば、色による感度差を補正することができる。
【００２４】
本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記カラーフィルタは、周縁部と中心部とで、前記透光性領域と前記カラーフィルタとの面積比が異なるものを含む。
この構成により、色毎のシェーディングやシェーディングの色間差をきわめて小さくすることができる。
【００２５】
本発明は、上記カラーフィルタを備え、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを具備し、少なくとも光電変換部の上層に前記カラーフィルタを形成してなる。
この構成により、上述したように高感度の固体撮像素子を得ることができる。
【００２６】
また、上記固体撮像素子において、前記光電変換領域ごとの特性に応じて前記カラーフィルタを構成する第１乃至第３のカラーフィルタの前記透光性領域との面積比が異なるように調整するようにしてもよい。
この構成により、面積比を変えて領域毎に感度調整を行うことができ、固体撮像素子の特性の均一化をはかることができる。
【００２７】
また、上記固体撮像素子において、前記固体撮像素子を構成する画像撮像領域の中心部と周縁部とで、前記カラーフィルタを構成する第１乃至第３のカラーフィルタの前記透光性領域との面積比が異なるように調整されるようにしてもよい。
この構成により、１固体撮像素子内の特性の均一化をはかることができる。
【００２８】
本発明は、基体表面に、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、前記基体表面に、各色のカラーフィルタを囲むホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、前記透光性膜にカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、前記基体表面にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含む。
この構成により、透光性膜に開口を形成し、この開口の側壁に反射性膜を形成し、カラーフィルタを充填するようにしているため、混色を容易に低減することができ、位置合わせも容易で信頼性の高いものとなる。
【００２９】
また、この方法により、透光性領域を形成するための透光性膜を形成しておき、各色の形成領域に開口を形成しながら、対応する色のカラーフィルタ材料を形成し、平坦化するようにしているため、高精度に位置決めされたカラーフィルタを形成することが可能となる。また、透光性領域によって隣接する色のカラーフィルタが分離されているため、膜中の染料含有率を高めた薄型化に際しても混色のおそれもなく高精度のパターン形成が可能となる。さらにまた、ドライエッチングにより第１の色のカラーフィルタ材料をパターニングすれば、基体表面に残留部が形成されたり、残渣が付着したりすることもなく、急峻なパターンエッジを持つ高精度のパターンを形成することが可能となる。また、平坦化工程により、上層に第１の色のカラーフィルタ材料が付着している場合にも確実に除去され、残留を防止することができる。隣接する色のカラーフィルタ同士の段差をより低減することができ、さらなる混色の防止や薄型化が可能となる。
【００３０】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記カラーフィルタ材料を充填する工程に先立ち、前記開口の側壁を覆うように反射性膜を形成する工程と、前記開口に反射性膜の形成された基体表面にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含む。
【００３１】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記透光性膜の一部を残すように開口を形成する工程を含む。
この構成によれば、すべてのカラーフィルタの位置を１つの工程で決定できるので精度の向上をはかることができるという効果がある。
【００３２】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記反射性膜を形成する工程は、前記開口の形成された前記基体表面に反射性膜を形成する工程と、異方性エッチングにより、前記側壁にのみ前記反射性膜を残留させる工程とを含む。
【００３３】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記反射性膜を形成する工程に先立ち、前記開口の形成された前記基体表面に密着性膜を形成する工程を含む。
【００３４】
本発明は、基体表面に、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、前記基体表面に、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、各色のカラーフィルタのパターンを覆うようにホワイト画素を構成する透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む。
この構成によれば、容易にカラーフィルタの上層を透光性領域が覆う構造のカラーフィルタを容易に形成することができる
【００３５】
本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含む。
【００３６】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含む。
【００３７】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法であって、前記透光性材料の一部がレンズ面を構成するように、レンズ加工を行う工程とを含む。その際、透光性材料としてレンズを構成するレンズ材を使用しても良い。
この構成によれば、レンズと透光性材料とが一体化されるため、より薄型化をはかることができる。
【００３８】
また本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第１の色が、例えば青色であり、前記第２の色が、例えば赤色であり、前記第３の色が、緑色であるものを含む。
【００３９】
この方法により、フルカラーの固体撮像素子を効率よく形成することができる。
【００４０】
また本発明の固体撮像素子の製造方法は、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、前記基体表面に、第１のカラーフィルタを形成する工程と、この上層に透光性材料を形成し、この透光性材料に第２のカラーフィルタを形成するための開口を形成する開口形成工程と、開口に第２のカラーフィルタを形成する工程とを含む。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のカラーフィルタによれば、混色を防止しつつ透過率の向上をはかることができる。
すなわち、製造が容易で、薄く、透過損失の少ないカラーフィルタを得ることができる、また、反射性膜で覆われたホワイト画素としての透光性領域を備えているため、より混色のないカラーフィルタを形成することができる。
また各色のカラーフィルタの領域は透光性領域に形成する開口のパターンで規定されるため、パターンエッジを垂直（急峻）にすることができ、パターン精度の向上をはかることができ、混色の抑制をはかることができる。
加えてカラーフィルタの顔料や染料の付着（残渣）に伴う、しみ、むらの改善をはかることができる。
このカラーフィルタの製造方法を用いた固体撮像素子の製造方法によれば、カラーフィルタの混色を防ぐとともに薄型化を実現することができ、薄型で微細な高感度の固体撮像素子を提供することができる。
さらにまた色シェーディングの補正が容易である。
さらにまたカラーフィルタの位置ずれに対する許容度も大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施の形態で説明するカラーフィルタは、例えば固体撮像素子に用いられるものである。
【００４３】
（実施の形態１）
図１乃至４は、本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造方法を説明するための概略説明図であり、各図において、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面模式図である。
このカラーフィルタの製造方法は、基体表面に、ホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、この透光性膜にドライエッチングによりカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、この開口にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００４４】
まず、図１に示すように、シリコン基板１上に光電変換部（図示せず）と電荷転送部（図示せず）とを形成し、表面にアクリル樹脂などからなる透光性材料で構成された平坦化膜（透光性領域）７０を形成する。
【００４５】
ついで、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィによって形成されたレジストパターン（図示せず）をマスクとして反応性イオンエッチング（異方性エッチング）により、開口Ｔを形成する。
この後、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、この開口Ｔのうち、グリーンカラーフィルタ５０Ｇを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、グリーンカラーフィルタを充填する。
さらに、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、この開口Ｔのうち、赤色カラーフィルタ５０Ｒを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、赤色カラーフィルタを充填し、ついで、この開口Ｔのうち、ブルーカラーフィルタ５０Ｂを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、ブルーカラーフィルタを充填する。
【００４６】
このようにして、容易に、透光性領域をホワイト画素５０Ｗとし、ホワイト画素で各色のカラーフィルタが囲まれたカラーフィルタが精度よく形成される。
【００４７】
（実施の形態２）
図５乃至８は、本発明の実施の形態２のカラーフィルタの製造方法を説明するための概略説明図であり、各図において、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面模式図である。
このカラーフィルタの製造方法は、前記実施の形態１に加え、ホワイト画素とカラーフィルタ材料との間に反射性膜５０Ｓを形成したもので、他の構成は前記実施の形態と同様である。
開口Ｔを形成する工程までは前記実施の形態１で示した図１および図２の工程と同様であり、図２に示したように平坦化膜７０で構成され、開口Ｔの形成された透光性領域に反射性膜５０Ｓとしての窒化シリコン膜をＣＶＤ法により形成する（図５（ａ）および（ｂ））。
この後反応性イオンエッチングにより、全面エッチングを行い開口Ｔの側壁にのみ窒化シリコン膜を残留させ、反射性膜５０Ｓを形成する（図６（ａ）および（ｂ））。ここでアクリル樹脂と窒化シリコンとの間の屈折率差により、窒化シリコン膜は反射性膜として作用する。
この後、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、この反射性膜５０Ｓで側壁が覆われた開口Ｔのうち、グリーンカラーフィルタ５０Ｇを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、グリーンカラーフィルタを充填する。
さらに、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、この反射性膜５０Ｓで側壁が覆われた開口Ｔのうち、赤色カラーフィルタ５０Ｒを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、赤色カラーフィルタを充填し、ついで、この反射性膜５０Ｓで側壁が覆われた開口Ｔのうち、ブルーカラーフィルタ５０Ｂを形成する領域以外にレジストマスク（図示せず）を形成し、ブルーカラーフィルタを充填する。
【００４８】
このようにして、容易に、透光性領域をホワイト画素５０Ｗとし、反射性膜５０Ｓで囲まれたホワイト画素で各色のカラーフィルタを囲むカラーフィルタが精度よく形成される。
【００４９】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３のカラーフィルタを用いた固体撮像素子の断面概略説明図、図１０は断面図、図１１は平面模式図である（図１０は、図１１のＡ−Ａ線断面模式図）。図１２（ａ）および（ｂ）はこのカラーフィルタを説明する模式図（図１２（ａ）は図１２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図）、図１３乃至図１７はこの固体撮像素子におけるカラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
この固体撮像素子は、図９に示すように、フォトダイオード３０の上方には、カラーフィルタ５０が側壁を反射性膜５０Ｓで被覆されたフレーム状の透光性領域５０Ｔを介して各色のカラーフィルタ５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが離間するように分離形成されてなることを特徴とする。なお、ここで透光性領域５０Ｔはホワイト画素を構成し、このホワイト画素に形成された凹部の側壁に反射性膜５０Ｓが形成される。各色のカラーフィルタ材料は、各フォトダイオード３０に対向するように、透光性領域５０Ｔを構成する樹脂膜に形成された凹部の側壁に反射性膜を形成し、この開口にそれぞれ各色のカラーフィルタ材料が充填され、第１乃至第３のカラーフィルタとしての赤色のカラーフィルタ５０Ｒと、緑色のカラーフィルタ５０Ｇと、青色のカラーフィルタ５０Ｂとを構成している。ここでは透光性領域５０Ｔを構成する樹脂膜としては、可視光に対して透光性を有するレジスト材料（例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズ）や熱硬化性（非感光性）材料などを用いる。また、反射性膜５０Ｓとしてはタングステン膜が用いられるが、アルミニウムなど他の金属膜であってもよい。そしてこの透光性領域５０Ｔに対しフォトリソグラフィまたはドライエッチングでパターニングされた高精度の第１乃至第３の開口パターンが配列されている。このカラーフィルタは、図１０および図１１に示すように、各フォトダイオード３０それぞれに対応するように赤色のカラーフィルタ５０Ｒと、緑色のカラーフィルタ５０Ｇと、青色のカラーフィルタ５０Ｂとが、フィルタ下平坦化膜７４上で各パターンエッジが垂直となるように形成され、かつ表面が平坦面を構成したことを特徴とするものである。図１１では、各フォトダイオード３０に対し、その上方に形成される各色カラーフィルタを示す符号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を付した。
【００５０】
図１２(ａ)および（ｂ）にカラーフィルタを模式的に示す。図１２（ａ）は図１２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔはドライエッチングにより高精度にパターニングされており、この開口にタングステン膜が形成され、異方性エッチングにより平坦部は除去され開口の側壁にのみ残留せしめられる。そして、側壁が反射性膜５０Ｓで被覆された開口に形成されるカラーフィルタ材料は、感光性を有していなくてもよい。その場合、色材が高密度に充填されており、パターンエッジが垂直となるように形成することができる。
【００５１】
他は通例の構造をなすものであるが、ｎ型のシリコン基板１表面部に光電変換部であるフォトダイオード３０が配列形成され、各フォトダイオード３０で発生した信号電荷を列方向（図１１中のＹ方向）に転送するための電荷転送部４０が、列方向に配設された複数のフォトダイオード３０からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。そして、奇数列のフォトダイオード列が、偶数列のフォトダイオード列に対して、列方向に配列されるフォトダイオード３０の配列ピッチの略１／２列方向にずれるように形成されている。
【００５２】
電荷転送部４０は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板１表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル３３と、電荷転送チャネル３３の上層に形成された電荷転送電極３（第１層電極３ａ、第２層電極３ｂ）と、フォトダイオード３０で発生した電荷を電荷転送チャネル３３に読み出すための電荷読み出し領域３４とを含む。電荷転送電極３は、行方向に配設された複数のフォトダイオード３０からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向（図１１中のＸ方向）に延在する蛇行形状となっている。ここで電荷転送電極３は第１層電極上に電極間絶縁膜を介して第２層電極を形成しＣＭＰにより平坦化して単層電極構造としたものであるが、単層電極構造に限らず、第１層電極の一部を第２層電極が覆うように形成した二層電極構造であっても良い。
【００５３】
図１０に示すように、シリコン基板１の表面にはｐウェル層１Ｐが形成され、ｐウェル層１Ｐ内に、ｐｎ接合を形成するｎ領域３０ｂが形成されると共に表面にｐ領域３０ａが形成され、フォトダイオード３０を構成しており、このフォトダイオード３０で発生した信号電荷は、ｎ領域３０ｂに蓄積される。
【００５４】
そしてこのフォトダイオード３０の右方には、少し離間してｎ領域からなる電荷転送チャネル３３が形成される。ｎ領域３０ｂと電荷転送チャネル３３の間のｐウェル層１Ｐに電荷読み出し領域３４が形成される。
【００５５】
シリコン基板１表面にはゲート酸化膜２が形成され、電荷読み出し領域３４と電荷転送チャネル３３の上には、ゲート酸化膜２を介して、第１の電極３ａと第２の電極３ｂが形成される。第１の電極３ａと第２の電極３ｂの間は電極間絶縁膜５が形成されている。垂直転送チャネル３３の右側にはｐ＋領域からなるチャネルストップ３２が設けられ、隣接するフォトダイオード３０との分離がなされている。
【００５６】
電荷転送電極３の上層には酸化シリコン膜などの絶縁膜６、反射防止層７が形成され、更にその上に中間層７０が形成される。中間層７０のうち、７１は遮光膜、７２はＢＰＳＧ（borophospho silicate glass）からなる絶縁膜、７３はＰ−ＳｉＮからなる絶縁膜（パッシベーション膜）、７４は透光性樹脂等からなるフィルタ下平坦化膜である。遮光膜７１は、フォトダイオード３０の開口部分を除いて設けられる。中間層７０上方には、カラーフィルタとマイクロレンズ６０が設けられる。カラーフィルタとマイクロレンズ６０との間には、絶縁性の透光性樹脂等からなるフィルタ上平坦化膜６１が形成される。
【００５７】
本実施の形態の固体撮像素子は、フォトダイオード３０で発生した信号電荷がｎ領域３０ｂに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル３３によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力されるように構成されている。すなわちシリコン基板１上に、光電変換部、電荷転送部、ＨＣＣＤ、及びアンプを含む領域である固体撮像素子部と、固体撮像素子の周辺回路（ＰＡＤ部等）が形成される領域である周辺回路部とが形成されて固体撮像素子を構成している。
【００５８】
次に上述した固体撮像素子の製造工程を説明する。
まず、カラーフィルタ形成前までの製造工程について説明する。
ｎ型のシリコン基板１表面に、不純物を導入し、ｐウェル層１Ｐ、電荷転送チャネル３３、電荷読み出し領域３４、チャネルストップ層３２などを形成した後、ゲート酸化膜２を成膜する。続いて、このゲート酸化膜２上に、第１層電極３ａを構成する第１導電性膜を成膜し、パターニングを行って第１層電極３ａ及び周辺回路の配線を形成する。次に、第１層電極３ａの周囲に酸化シリコン膜からなる絶縁膜５を成膜し、その上に第２層電極３ｂを構成する第２導電性膜を成膜する。次に、ＣＭＰにより第２導電性膜３ｂの平坦化を行い、パターニングし、第２層電極３ｂを形成する。次に、これら電荷転送電極３を覆うように絶縁膜６を成膜した後、フォトダイオード領域のｎ領域３０ｂおよびｐ領域３０ａを形成した後、フォトダイオード領域の受光領域に開口するように遮光膜７１を形成する。次に、絶縁膜７２を成膜し、これを高温リフローにより平坦化を行う。
【００５９】
次に、この絶縁膜７２の周辺回路上部にコンタクトホールを形成した後、金属材料を成膜し、パターニングしてボンディングパッド（図示せず）を形成する。そして、ＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜７３を成膜し、ボンディングパッド上のパッシベーション膜を選択的にエッチング除去して開口を形成し、ボンディングパッドを露出させる。この後、Ｈ２を含む不活性ガス雰囲気内でシンタリングを行った後、スピンコート法により、平坦化膜を成膜する。ここでは他の平坦化膜との混同を避けるために、この平坦化膜をフィルタ下平坦化膜７４と指称する。ここまでの製造工程は、通例の方法である。このフィルタ下平坦化膜７４としては、前記透光性領域と同様、可視光に対して透光性のレジスト材料（例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズ）などを用いる。
【００６０】
なお、フィルタ下平坦化膜７４は下層が平坦である場合には必須ではなく、以下の工程ではフィルタ下平坦化膜７４を用いない例について説明する。
【００６１】
次に、カラーフィルタの製造工程について図１３乃至図１７を参照して詳細に説明する。
これらは、本実施の形態のカラーフィルタの各製造工程を示す図であり、各図において赤色のカラーフィルタ５０Ｒには“Ｒ”、緑色のカラーフィルタ５０Ｇには“Ｇ”、青色のカラーフィルタ５０Ｂには“Ｂ”の文字を付した。本実施の形態では、平坦化のためのＣＭＰ処理を行うが、ＲＧＢの各カラーフィルタ材料として、ＣＭＰ処理において研磨レートがレジストと１：１程度となるような材料を用いる。尚、本実施の形態における“Ｂ”は、第１の色に該当し、“Ｒ”と“Ｇ”は、第２の色および第３の色に該当するものとする。各平面図において絶縁膜７２よりも下層は省略するものとする。
【００６２】
まず、図１３（ａ）に示すように、絶縁膜（ＢＰＳＧ）７２上に、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜７３を形成し、このパッシベーション膜７３上に、図１３（ｂ）に示すように、塗布法により透光性領域５０Ｔを形成するための樹脂膜を形成する。
【００６３】
そして図１３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィにより、レジストパターンＲ１を形成する。この後図１３（ｄ）に示すように、レジストパターンＲ１をマスクとして反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、第１の開口Ｏ１を形成する。
【００６４】
次いで、図１４（ａ）に示すように、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、図１４（ｂ）に示すように、第１の開口Ｏ１の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。
【００６５】
そして、第１の色のカラーフィルタ材料として青色カラーフィルタ材料を膜厚０．５〜２．０μｍとなるように塗布する。このカラーフィルタ材料は感光性を有しないものとする。この工程により、青色カラーフィルタ材料が反射性膜としてのタングステン膜５０Ｓで被覆された第１の開口Ｏ１に充填される。そしてこの状態で、青色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化し（図１４（ｃ））、ＣＭＰにより平坦化を行い、青色カラーフィルタ５０Ｂが形成される（図１４（ｄ））。
【００６６】
この後、図１５（ａ）に示すように、赤色のカラーフィルタパターンを形成するためのレジストパターンＲ２をフォトリソグラフィにより形成する。ここでは、赤色のカラーフィルタとなる領域に開口を有する形状となっている。
【００６７】
この後、図１５（ｂ）に示すように、このレジストパターンＲ２をマスクとして異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、赤色のカラーフィルタ材料のパターンを形成するための第2の開口Ｏ2を形成する。ここでも下層の窒化シリコン膜７３がエッチングストッパとして作用する。
【００６８】
この後、図１５（ｃ）に示すように、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、第２の開口Ｏ２の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。
【００６９】
そして、赤色のカラーフィルタ材料Ｒを膜厚０．５〜２．０μｍとなるように塗布し、赤色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化する。
この後ＣＭＰを行い表面を平坦化して、赤色のカラーフィルタ５０Ｒを形成する（図１６（ａ））。
【００７０】
この後、図１６（ｂ）に示すように、緑色のカラーフィルタパターンを形成するためのレジストパターンＲ３をフォトリソグラフィにより形成する。ここでは、緑色のカラーフィルタとなる領域に開口を有する形状となっている。ここで図１６（ｂ）以降は、図１６（ａ）に対して紙面の左にずらした面をみているものとする。
【００７１】
この後、図１６（ｃ）に示すように、このレジストパターンＲ３をマスクとして異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、緑色のカラーフィルタ材料のパターンを形成するための第３の開口Ｏ３を形成する。ここでも下層の窒化シリコン膜７３がエッチングストッパとして作用する。
【００７２】
次いで、図１６（ｄ）に示すように、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、第３の開口Ｏ３の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。
【００７３】
そして、緑色のカラーフィルタ材料５０Ｇ（Ｇ）を塗布し、緑色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化する（図１７（ａ））。
この後ＣＭＰを行い表面を平坦化して、緑色のカラーフィルタ５０Ｇを形成する（図１７（ｂ））。
【００７４】
このＣＭＰ処理により、各色のカラーフィルタの表面が平坦であり、残渣もなく高精度のカラーフィルタパターンの形成が可能となる。
【００７５】
そして、このカラーフィルタの上に、可視光に対して透光性のレジスト材料（例えば富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Ｃシリーズ）を塗布し、平坦化膜６１を形成する。その後、この平坦化膜６１の上に、マイクロレンズ６０をエッチング法又はメルト法等によって形成する(図１７（ｃ）)ことで、図１０に示すような固体撮像素子が形成される。
【００７６】
このように、隣接するカラーフィルタの間には反射性膜５０Ｓで側壁を被覆された透光性領域５０Ｔが存在しているため、感度の向上をはかることができるとともに、混色の発生を確実に防ぐことができる。また、本実施の形態の製造方法によれば、透光性領域５０Ｔとなる樹脂膜に対してフォトリソグラフィにより形成したレジストパターンをマスクとしてドライエッチングして開口を形成し、順次カラーフィルタ材料を充填していくため、カラーフィルタ材料としては感光性が不要なので、より薄型のカラーフィルタの形成が可能である。また、カラーフィルタのパッシベーション膜７３（平坦化膜７４）表面からの高さを従来よりも低くすることができるため、固体撮像素子の薄型化が可能となる。この結果、斜め入射光に対するマージンが広がり、かつ反射性膜により、隣接する色のカラーフィルタからの透過光が入射するのは防止されるため、シェーディングの少ない固体撮像素子を製造することが可能となる。
なおこの開口なおこの開口については、色毎ではなく、３色分一括形成し、反射性膜も一括形成して、順次各色のカラーフィルタを充填していくようにしてもよい。
【００７７】
又、カラーフィルタ材料として、染料系あるいは顔料分散型のカラーフィルタ材料を用いた場合には、カラーフィルタ材料のパターンを形成後、水洗時に残渣が発生し、これが他の色のカラーフィルタ上に付着して、光学特性、特に画質を劣化させる要因となってしまうが、本実施の形態によれば、ＣＭＰ処理によって上記残渣も除去することができるため、画質劣化を防ぐことができる。特に染料系のカラーフィルタ材料の場合には染料の染み出しなどが問題になるが本発明によれば透光性領域により各色のカラーフィルタが分離されているため、確実に染み出しを防ぐことができる。
【００７８】
又、本実施の形態の方法で得られたカラーフィルタは、隣接するカラーフィルタ同士の境界が急峻な垂直断面を持ち、かつその表面はほぼ平坦化されているため、上述した平坦化膜６１を形成せずに、カラーフィルタ表面にマイクロレンズ６０を直接形成することも可能である。この構成によれば、固体撮像素子を更に薄くすることができると共に、製造工程を１工程減らすことができ、高感度の固体撮像素子を低コストで製造することが可能となる。
【００７９】
又、本実施の形態では、フォトダイオードがハニカム状に配設された構成の固体撮像素子について説明したが、これに限定されることなく、複数のフォトダイオードが正方格子状に配設された構成の固体撮像素子にも本発明を適用可能である。
【００８０】
又、本実施の形態では、ＲＧＢの原色系のカラーフィルタを例にしたが、シアン、マゼンタ、イエローの補色系のカラーフィルタであっても本発明を適用可能である。
【００８１】
なお前記実施の形態では、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部に反射性膜５０Ｓを形成したが、タングステンなどの金属製の反射性膜５０Ｓに代えて、隣接フィルタからの光が透過しないように閉じ込めるように、低屈折率膜、あるいは多層膜で構成してもよい。
【００８２】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４の固体撮像素子について説明する。
実施の形態４では、図１８に示すように、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部の側壁の上縁部のみ、反射性膜５０Ｓを充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。
この構成により、より多くの光を取り込みかつ混色を防止することができる。
【００８３】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５の固体撮像素子について説明する。
実施の形態５では、図１９に示すように、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部の側壁の下部にのみ、反射性膜５０Ｓを充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。
この構成により、より多くの光を取り込みかつ混色を防止することができる。
【００８４】
（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６の固体撮像素子について説明する。
実施の形態６では、図２０に示すように、カラーフィルタ層（５０Ｇ，５０Ｂ，）５０Ｒを、ホワイト画素を構成する透光性領域５０Ｔに形成された凹部に前記実施の形態３と同様反射性膜５０Ｓを介して充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であり、説明を省略する。
【００８５】
製造に際しては、透光性領域５０Ｔを形成し、フォトリソグラフィにより、カラーフィルタ形成用の凹部を形成する際、下層を一部残すようにエッチングすることによって形成する。他は前記実施の形態３と同様である。
【００８６】
（実施の形態７）
次に本発明の実施の形態７の固体撮像素子について説明する。
実施の形態７では、図２１に示すように、カラーフィルタ層（５０Ｇ，５０Ｂ，）５０Ｒの上層をも、透光性領域５０Ｔで被覆した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。
【００８７】
この方法により、１つの色のカラーフィルタを形成した後に側壁を反射性膜で被覆し、透光性材料で構成された透光性膜で覆って、次に形成するカラーフィルタの部分の透光性膜に開口を形成するというプロセスの繰り返しで形成できるため、これにより各色のフィルタが形成工程中に接触することがないため、染料などの溶出・混入による混色を防止することができる。
【００８８】
なお、上記方法に限定されることなく、以下のような工程を用いてもよい。
まず、透光性膜を形成し、ドライエッチングもしくはフォトリソグラフィによって第１乃至第３のカラーフィルタ用の開口をすべて形成する。
【００８９】
次いで、ＰＶＤ法によりタングステン膜５０Ｓを形成し、異方性エッチングにより、開口の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。このようにして開口の側壁を反射性膜で被覆した後、第１のカラーフィルタ膜を形成してフォトリソグラフィによってパターニングし、第１のカラーフィルタ用の開口部のみに第１のカラーフィルタを残し、さらにその上から透光性膜を薄く形成してフォトリソグラフィによってパターニングし少なくとも第１のカラーフィルタ上に透光性膜を残す。以下同様に第２のカラーフィルタとその上に透光性膜を形成する。次に同様にして第３のカラーフィルタを形成し、最後に上平坦化膜（透光性膜）を形成する。
【００９０】
この方法によっても、１つの色のカラーフィルタを形成した後に反射性膜５０Ｓで被覆した後透光性材料で構成された透光性膜で覆って、次に形成するカラーフィルタの部分の透光性膜に開口を形成するというプロセスの繰り返しで形成できるため、これにより各色のフィルタが形成工程中に接触することがないため、染料などの溶出・混入による混色を防止することができる。
【００９１】
（実施の形態８）
本実施の形態では、図２２に示すように、カラーフィルタのエッジを垂直ではなくテーパ面としたことを特徴とするもので、他は実施の形態６のカラーフィルタと同様である。
ここで、上記固体撮像素子において、前記第１および第２のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成する。
この構成により、集光性も向上し信頼性の高い、固体撮像素子を提供することができる。
【００９２】
（実施の形態９）
本実施の形態では、図２３に示すように、図２１に示した実施の形態７のカラーフィルタにおける前記透光性材料で構成される透光性領域５０Ｔの一部がレンズ面を構成するようにしたことを特徴とするもので、他は実施の形態５と同様に形成される。
製造に際しては、透光性材料でカラーフィルタ上を被覆した後、透光性材料の上面部にのみトレンチを形成し、リフローにより溝のエッジを丸くし、エッチバックを行うことによりレンズ面を形成するようにすれば、容易にレンズを形成することができる。この構成によれば、レンズと透光性材料とが一体化されるため、より薄型化をはかることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
この構成によれば、高感度でかつ混色を防止し薄型のカラーフィルタ層を形成することができることから、より薄型化が可能であり、携帯端末などの電子機器における固体撮像素子として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの構造を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図３】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図４】本発明の実施の形態１のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図５】本発明の実施の形態２のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図６】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図７】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図８】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図９】本発明の実施の形態３のカラーフィルタの断面概略図
【図１０】本発明の実施の形態３の固体撮像素子の断面概要図
【図１１】図１０の平面模式図
【図１２】本実施の形態３のカラーフィルタの構造を示す模式図
【図１３】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１４】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１５】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１６】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１７】本実施の形態３のカラーフィルタの製造工程を示す図
【図１８】本発明の実施の形態４のカラーフィルタの断面概略図
【図１９】本発明の実施の形態５のカラーフィルタの断面概略図
【図２０】本発明の実施の形態６のカラーフィルタの断面概略図
【図２１】本発明の実施の形態７のカラーフィルタの断面概略図
【図２２】本発明の実施の形態８のカラーフィルタの断面概略図
【図２３】本発明の実施の形態９のカラーフィルタの断面概略図
【符号の説明】
【００９５】
１ ｎ型シリコン基板
２ ゲート酸化膜
３ａ 第１層電極
３ｂ 第２層電極
５ 電極間絶縁膜
６ 絶縁膜
７ 反射防止層
６０ マイクロレンズ
６１ 平坦化膜
７１ 遮光膜
７２ 絶縁（ＢＰＳＧ）膜
７３ パッシベーション膜
７４ 平坦化膜
５０Ｓ 反射性膜
５０Ｂ，５０Ｒ，５０Ｇ カラーフィルタ
５０Ｔ 透光性領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、
ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填され、第１の色を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色を選択的に透過する第２のカラーフィルタとを具備したカラーフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域の前記凹部の内壁のうち、側壁は反射性層で被覆されたカラーフィルタ。
【請求項３】
請求項２に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、反射性の金属層であるカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項２に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記透光性領域に対して所定の屈折率差を有し、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたカラーフィルタ。
【請求項５】
請求項２に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、多層膜であり、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたカラーフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記凹部の内壁を構成する前記透光性領域を覆う密着性膜を介して形成されたカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層を覆うように、前記凹部の内壁を被覆するように一体的に形成された保護層を有するカラーフィルタ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域が、前記光電変換領域上に形成された透光性樹脂層で構成されたカラーフィルタ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、光電変換部の上層に平坦化膜を介して形成されたカラーフィルタ。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域が前記光電変換部の上層に形成された平坦化膜であり、
前記平坦化膜に前記凹部が形成されたカラーフィルタ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記側壁全体を被覆するように形成されたカラーフィルタ。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記側壁の上縁部を被覆するように形成されたカラーフィルタ。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のカラーフィルタであって、
前記第１および第２のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成するものであるカラーフィルタ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、さらに第３の色を選択的に透過する第３のカラーフィルタを含むものであるカラーフィルタ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、前記透光性領域で構成されるホワイト画素および第１乃至第３のカラーフィルタが、色毎に異なる面積を持つように構成されたカラーフィルタ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、周縁部と中心部とで、前記透光性領域と前記カラーフィルタとの面積比が異なるカラーフィルタ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載のカラーフィルタを備え、
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを具備し、少なくとも光電変換部の上層に前記カラーフィルタを形成してなる固体撮像素子。
【請求項１８】
基体表面に、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタの製造方法であって、
前記基体表面に、各色のカラーフィルタを囲むホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、
前記透光性膜にカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、
前記開口にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記カラーフィルタ材料を充填する工程に先立ち、
前記開口の側壁を覆うように反射性膜を形成する工程を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記開口を形成する工程は、
前記開口の底部に前記透光性膜の一部を残すように開口を形成する工程であるカラーフィルタの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記反射性膜を形成する工程は、
前記開口の形成された前記基体表面に反射性膜を形成する工程と、
異方性エッチングにより、前記側壁にのみ前記反射性膜を残留させる工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記反射性膜を形成する工程に先立ち、
前記開口の形成された前記基体表面に密着性膜を形成する工程を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２３】
基体表面に、透光性領域からなるホワイト画素と、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、
前記基体表面に、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
ホワイト画素としての透光性領域を介して第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが離間するように、各色のカラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記カラーフィルタのパターンを形成する工程後、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含み、
前記透光性材料を形成する工程は、側壁に反射性膜の形成された前記カラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程であるカラーフィルタの製造方法。
【請求項２５】
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、
前記基体表面に、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタがホワイト画素としての透光性領域を介して離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
前記パターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタのパターンを形成する工程後、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含み、
前記透光性材料を形成する工程は、側壁に反射性膜の形成された前記カラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程である固体撮像素子の製造方法。
【請求項２７】
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、カラーフィルタを形成する固体撮像素子の製造方法であって、
前記基体表面に、第１のカラーフィルタを形成する工程と、
この上層に透光性材料を形成し、この透光性材料にホワイト画素としての透光性領域を残すように第２のカラーフィルタを形成するための開口を形成する開口形成工程と、
この開口に、第２のカラーフィルタと第１のカラーフィルタとが離間するように配列された第２のカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
各色のカラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記開口形成後、前記カラーフィルタのパターンを形成する工程に先立ち、前記開口の側壁に反射性膜を形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項１】
画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、
ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填され、第１の色を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色を選択的に透過する第２のカラーフィルタとを具備したカラーフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域の前記凹部の内壁のうち、側壁は反射性層で被覆されたカラーフィルタ。
【請求項３】
請求項２に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、反射性の金属層であるカラーフィルタ。
【請求項４】
請求項２に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記透光性領域に対して所定の屈折率差を有し、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたカラーフィルタ。
【請求項５】
請求項２に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、多層膜であり、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたカラーフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記凹部の内壁を構成する前記透光性領域を覆う密着性膜を介して形成されたカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層を覆うように、前記凹部の内壁を被覆するように一体的に形成された保護層を有するカラーフィルタ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域が、前記光電変換領域上に形成された透光性樹脂層で構成されたカラーフィルタ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、光電変換部の上層に平坦化膜を介して形成されたカラーフィルタ。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域が前記光電変換部の上層に形成された平坦化膜であり、
前記平坦化膜に前記凹部が形成されたカラーフィルタ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記側壁全体を被覆するように形成されたカラーフィルタ。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記側壁の上縁部を被覆するように形成されたカラーフィルタ。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のカラーフィルタであって、
前記第１および第２のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成するものであるカラーフィルタ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、さらに第３の色を選択的に透過する第３のカラーフィルタを含むものであるカラーフィルタ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、前記透光性領域で構成されるホワイト画素および第１乃至第３のカラーフィルタが、色毎に異なる面積を持つように構成されたカラーフィルタ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、周縁部と中心部とで、前記透光性領域と前記カラーフィルタとの面積比が異なるカラーフィルタ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載のカラーフィルタを備え、
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを具備し、少なくとも光電変換部の上層に前記カラーフィルタを形成してなる固体撮像素子。
【請求項１８】
基体表面に、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタの製造方法であって、
前記基体表面に、各色のカラーフィルタを囲むホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、
前記透光性膜にカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、
前記開口にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記カラーフィルタ材料を充填する工程に先立ち、
前記開口の側壁を覆うように反射性膜を形成する工程を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記開口を形成する工程は、
前記開口の底部に前記透光性膜の一部を残すように開口を形成する工程であるカラーフィルタの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記反射性膜を形成する工程は、
前記開口の形成された前記基体表面に反射性膜を形成する工程と、
異方性エッチングにより、前記側壁にのみ前記反射性膜を残留させる工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記反射性膜を形成する工程に先立ち、
前記開口の形成された前記基体表面に密着性膜を形成する工程を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２３】
基体表面に、透光性領域からなるホワイト画素と、第１の色のカラーフィルタを構成する第１のカラーフィルタと、前記第１の色とは異なる第２の色のカラーフィルタを構成する第２のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、
前記基体表面に、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
ホワイト画素としての透光性領域を介して第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタが離間するように、各色のカラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記カラーフィルタのパターンを形成する工程後、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含み、
前記透光性材料を形成する工程は、側壁に反射性膜の形成された前記カラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程であるカラーフィルタの製造方法。
【請求項２５】
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、
前記基体表面に、第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタがホワイト画素としての透光性領域を介して離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
前記パターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタのパターンを形成する工程後、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含み、
前記透光性材料を形成する工程は、側壁に反射性膜の形成された前記カラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程である固体撮像素子の製造方法。
【請求項２７】
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、カラーフィルタを形成する固体撮像素子の製造方法であって、
前記基体表面に、第１のカラーフィルタを形成する工程と、
この上層に透光性材料を形成し、この透光性材料にホワイト画素としての透光性領域を残すように第２のカラーフィルタを形成するための開口を形成する開口形成工程と、
この開口に、第２のカラーフィルタと第１のカラーフィルタとが離間するように配列された第２のカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
各色のカラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記開口形成後、前記カラーフィルタのパターンを形成する工程に先立ち、前記開口の側壁に反射性膜を形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００９−８０３１３（Ｐ２００９−８０３１３Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４９６８８（Ｐ２００７−２４９６８８）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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