專利名稱：固體攝像元件和固體攝像元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有對彩色圖像進(jìn)行攝像用的濾色層的固體攝像元件和固體攝像元件的制造方法。
背景技術(shù)：
以往，作為在彩色攝像機(jī)或彩色數(shù)碼相機(jī)等中使用的固體攝像元件，已知有圖8中示出的結(jié)構(gòu)。
圖8是示出現(xiàn)有的固體攝像元件的結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
如圖8中所示，固體攝像元件在半導(dǎo)體襯底100的表面附近具備產(chǎn)生與入射光量對應(yīng)的信號電荷的光電變換部110而構(gòu)成。在以柵格狀排列的多個(gè)像素中分別設(shè)置了光電變換部110。
形成了在各像素中生成與在光電變換部110中已產(chǎn)生的信號電荷對應(yīng)的像素信號并按照來自在固體攝像元件的邊緣設(shè)置的垂直掃描電路(未圖示)的控制信號對水平掃描電路(未圖示)傳送該像素信號用的驅(qū)動電路。
如圖8中所示，在半導(dǎo)體襯底100上形成構(gòu)成上述驅(qū)動電路的晶體管的柵電極109，在其上根據(jù)驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)形成了多個(gè)布線層。再有，在圖8中示出了形成2個(gè)布線層105、107的結(jié)構(gòu)例。此外，在柵電極下的半導(dǎo)體襯底中形成了成為晶體管的源漏的未圖示的擴(kuò)散層。
在布線層中形成了使用鋁(Al)等構(gòu)圖為所希望的形狀的布線，在各布線層間例如用由SiO2構(gòu)成的層間絕緣膜106、108進(jìn)行了絕緣。
此外，在最上層布線層105上以覆蓋該布線的方式形成了例如由丙烯酸類樹脂構(gòu)成的第1平坦化膜104，在第1平坦化膜104上與各像素對應(yīng)地設(shè)置了對入射光進(jìn)行分光用的濾色層103。使用包含紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)這3原色的顏料的光致抗蝕劑形成濾色層103，以便對每個(gè)像素覆蓋一種顏色的濾色層。
在濾色層103上形成了具有光透射性的第2平坦化膜102，在其上形成了作為對入射到光電變換部110上的入射光進(jìn)行聚光用的聚光透鏡的微透鏡101。
圖9是示出圖8中示出的現(xiàn)有的濾色層的形成次序的側(cè)剖面圖。
在形成圖8中示出的濾色層的情況下，首先，在第1平坦化膜104的表面上涂敷例如被分散了綠(G)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑。接著，使用在除了應(yīng)形成綠的濾色層(以下，稱為G濾色層)的位置之外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線，通過顯影，如圖9A中所示，在第1平坦化膜上形成G濾色層103G。此時(shí)，G濾色層103G的圖形尺寸在底部部位(第1平坦化膜104側(cè))為9.0μm。
其次，如圖9B中所示，在第1平坦化膜104的整個(gè)面上以覆蓋G濾色層103G的方式涂敷被分散了紅(R)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑103A，使用在除了應(yīng)形成紅的濾色層(以下，稱為R濾色層)的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線。
在此，在現(xiàn)有的固體攝像元件的制造方法中，使用被形成了與由G濾色層103G包圍的區(qū)域的寬度相等的9.0μm寬度的透射部的的掩摸來照射紫外線(參照圖9B)，通過顯影形成R濾色層103R。此時(shí)，如圖9C中所示，R濾色層103R的邊緣在與G濾色層103G相接的部位上隆起。再者，如果使紫外線的照射能量增加，則如圖9D中所示，伴隨照射能量的增加，與G濾色層103G相接的部位進(jìn)入G濾色層103G的邊緣上。再有，在現(xiàn)有的固體攝像元件的制造方法中，也有通過使用具備比由G濾色層包圍的區(qū)域的寬度稍窄的透射部照射紫外線來形成G濾色層103G的情況。
再有，關(guān)于除了濾色層外的其它的構(gòu)成要素的制造方法，由于與本發(fā)明的特征無關(guān)，故在此省略其詳細(xì)的說明，但如果能在各自的構(gòu)成要素中得到最佳的形狀，則可使用眾所周知的任一種制造方法。
但是，在芯片尺寸大的固體攝像元件中，由于包含上述垂直掃描電路和水平掃描電路的攝像區(qū)域比用曝光裝置的1次取景能曝光的范圍(場尺寸)大，故采用了將攝像區(qū)域分割為多個(gè)曝光區(qū)域、通過將這些分割了的圖形聯(lián)系起來以形成所希望的攝像區(qū)域的分割曝光法。關(guān)于以上所述，例如在日本公開專利的特開平5-6849號公報(bào)中進(jìn)行了記載。
此外，在近年來的固體攝像元件中，由于伴隨像素的高集成化而產(chǎn)生了各種各樣的制造離散性(掩摸尺寸差、微透鏡的失真分量、1次取景內(nèi)的曝光量分布、掩摸的對準(zhǔn)精度、抗蝕劑特性的隨時(shí)間的變化等)，故產(chǎn)生濾色層的尺寸或形狀的離散性或位置偏移，有時(shí)鄰接的濾色層相互間重疊地形成或留出間隙來形成。
在上述的固體攝像元件的制造方法中，由于濾色層的角部因曝光裝置的解像度的下降的緣故而被形成為圓弧狀，故在這樣的角部上也產(chǎn)生不形成濾色層的間隙。此外，如上所述，在彩色抗蝕劑的曝光中使用的紫外線的照射能量大到必要的程度以上的情況下或在以鄰接的濾色層的位置關(guān)系比設(shè)計(jì)值更接近的形態(tài)進(jìn)行了位置重合的情況下，也有鄰接的濾色層相互間重疊的情況。例如在日本公開專利的特開平10-209410號公報(bào)中公開了消除這些濾色層的重疊或間隙的一例。其中記載了依次重疊地形成3種濾色層、其后通過除去上層的濾色層直到露出最下層的濾色層來消除鄰接的濾色層間的間隙的方法。
如上所述，通常使用光刻技術(shù)來制造固體攝像元件的濾色層。此外，為了準(zhǔn)確地形成寬度為幾微米的近年來的固體攝像元件，使用縮小投影曝光裝置、即被稱為所謂的步進(jìn)機(jī)的曝光裝置對圖形進(jìn)行曝光。
在濾色層的形成時(shí)產(chǎn)生了制造工藝的離散性或掩摸的位置偏移的情況下，由于濾色層的尺寸或位置隨該離散量而變化，故在每次曝光中濾色層的形狀、尺寸、濾色層間的間隙或重疊量都不同。此外，在形成上述R濾色層用的紫外線照射時(shí)，在使用了比被G濾色層包圍的區(qū)域的寬度窄的掩摸的情況下，由于R濾色層的尺寸或位置也隨制造工藝的離散性或掩摸的位置偏移而變化，故濾色層間的間隙或重疊量以在每次曝光的面內(nèi)具有分布的方式變化，或有時(shí)在每次曝光中變動。
在芯片尺寸處于曝光裝置的場尺寸內(nèi)的一般的固體攝像元件的情況下，在一次的曝光處理中形成圖形。此時(shí)，如果如上所述那樣存在重疊或間隙，則由于在芯片面內(nèi)連續(xù)地以二維方式變化的形態(tài)產(chǎn)生重疊或間隙，故入射到光電變換部上的光量以具有二維分布的形態(tài)在攝像區(qū)域內(nèi)變化。因而，在被輸出的像素信號中就包含與間隙的寬度或重疊量的變化對應(yīng)的遮蔽分量或混色分量，成為攝像圖像的性能變壞的原因。
此外，在利用上述的分割曝光法形成的固體攝像元件中，由于濾色層的尺寸或位置在每個(gè)已被分割的曝光區(qū)域中變化，故以同一尺寸且在相同的對準(zhǔn)的狀態(tài)下形成各曝光區(qū)域的濾色層是極為困難的。
來自被攝體的光例如以圖10的a或b示出的光路入射到在固體攝像元件的表面上形成的微透鏡上。在此，光線a透過微透鏡、第1平坦化層、第2平坦化層、濾色層和多個(gè)層間絕緣膜到達(dá)光電變換部。此外，如光線b那樣入射到像素的邊界部位上的光，在濾色層的邊界或布線層處引起了漫射、反射、折射、衍射等后，其分量的一部分到達(dá)光電變換部。
如果在濾色層的邊界部分上存在間隙，則由于入射的光的絕對量與在相同的間隙中存在濾色層的情況下相比為約3倍，故在間隙的寬度不同的情況下，由于漫射、反射、折射、衍射等的緣故到達(dá)光電變換部的光的量產(chǎn)生了變化。再者，如果在鄰接的濾色層相互間存在重疊或間隙，則在濾色層上形成的第2平坦化膜的表面不能充分地平坦化，在濾色層的重疊的部位或間隙的部位上產(chǎn)生了凹凸。
例如，在濾色層的間隙部位上產(chǎn)生的第2平坦化膜的凹部，如圖11A中所示，與透鏡同樣地起作用，使入射光分散。其結(jié)果，已被分散的光通過濾色層到達(dá)光電變換部，在像素間在入射光量中產(chǎn)生了離散性。
另一方面，在濾色層的重疊的部位上，由于因通過膜厚厚的濾色層的緣故到達(dá)光電變換部的光的光量衰減了，故在像素間在入射光量中產(chǎn)生了離散性。此外，由于鄰接的濾色層通常其顏色不同，故因通過濾色層的重疊的部位的緣故，已混色的光到達(dá)光電變換部。再者，由于在濾色層的重疊的部位上如圖11B中所示產(chǎn)生了第2平坦化膜的凹部，故由于因第2平坦化膜的凹部引起的光的折射的緣故，間接地入射到光電變換部上的光的量產(chǎn)生變化。因而，即使來自被攝體的光在同一條件下入射到各像素上，入射到光電變換部上的光的絕對量在每個(gè)像素中也不同。
因而，在使用上述的分割曝光法形成濾色層的情況下，由于如圖12或圖13中所示在每個(gè)已被分割的曝光區(qū)域(第1曝光區(qū)域、第2曝光區(qū)域)中濾色層的重疊量或間隙量產(chǎn)生變化，故這一點(diǎn)反映在對于曝光區(qū)域中的入射光量的像素信號的電壓值(光檢測靈敏度)的差上，作為攝像圖像的明暗的差別而被識別。于是，在使用由分割曝光法形成的固體攝像元件進(jìn)行了攝像的情況下，存在在與已被分割的曝光區(qū)域的邊界對應(yīng)的攝像圖像的部位上產(chǎn)生了用肉眼可確認(rèn)的條狀的圖像不勻的問題。
如上所述，主要起因于曝光工序而產(chǎn)生濾色層的重疊或間隙。因而，通過使用曝光中使用的掩摸尺寸的高精度化、掩摸的位置校正、或各曝光區(qū)域中的曝光能量差的校正、成為濾色層的抗蝕劑特性的均勻化等各種各樣的方法，可減小重疊量或間隙量。但是，要完全將曝光區(qū)域內(nèi)的工藝離散性、面內(nèi)分布抑制為零是不可能的，而且，只要采用上述的分割曝光法，要完全消除曝光區(qū)域間的曝光工序差是不可能的，在以往將各曝光區(qū)域中的光檢測靈敏度的差抑制為一定值以下是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的現(xiàn)有的技術(shù)所存在的問題而進(jìn)行的，其目的在于提供能大幅度地減少在利用一般的光刻技術(shù)形成濾色層時(shí)所產(chǎn)生的光電變換部特性的面內(nèi)分布或能減少因使用分割曝光法形成濾色層所產(chǎn)生的各曝光區(qū)域間的攝像圖像的圖像不勻的固體攝像元件的制造方法和固體攝像元件。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的固體攝像元件的制造方法是具有由負(fù)型彩色抗蝕劑構(gòu)成的多色的濾色層的固體攝像元件的制造方法，其中，在規(guī)定的膜的整個(gè)面上涂敷成為第1濾色層的負(fù)型彩色抗蝕劑，對規(guī)定的位置照射曝光光束，通過顯影形成上述第1濾色層，在整個(gè)面上以覆蓋上述第1濾色層的方式涂敷成為第2濾色層的負(fù)型彩色抗蝕劑，對比第1濾色層所包圍的區(qū)域小的區(qū)域照射曝光光束，通過顯影形成上述第2濾色層。
在上述那樣的固體攝像元件的制造方法中，通過在第2濾色層的曝光時(shí)改變曝光條件使之偏離標(biāo)準(zhǔn)的條件，可使第2濾色層的圖形變粗。因而，即使在存在制造工藝的離散性或?qū)?zhǔn)狀態(tài)的離散性的情況下，也可由鄰接的濾色層的大小來規(guī)定并無間隙地穩(wěn)定地形成濾色層的尺寸和位置。


圖1A、1B、1C、1D、1E是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第1實(shí)施例的制造次序的剖面圖。
圖2是示出使用分割曝光法形成的本發(fā)明的固體攝像元件的濾色層的位置關(guān)系的俯視圖。
圖3A、3B、3C、3D、3E是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第2實(shí)施例的制造次序的剖面圖。
圖4A、4B是示出圖3中示出的固體攝像元件所具有的濾色層的形狀例的主要部分放大圖。
圖5A、5B、5C是示出圖3中示出的固體攝像元件所具有的濾色層的另一形狀例的主要部分放大圖。
圖6A、6B、6C、6D、6E是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第3實(shí)施例的制造次序的剖面圖。
圖7A、7B、7C是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖8是示出現(xiàn)有的固體攝像元件的結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
圖9A、9B、9C、9D是示出圖8中示出的現(xiàn)有的濾色層的形成次序的側(cè)剖面圖。
圖10是示出來自入射到固體攝像元件上的被攝體的光的光路例的側(cè)剖面圖。
圖11A、11B是示出圖9中示出的現(xiàn)有的固體攝像元件所具有的濾色層位置偏移和第1平坦化膜的形狀例的主要部分放大圖。
圖12是示出使用分割曝光法形成的現(xiàn)有的固體攝像元件的濾色層的位置關(guān)系的俯視圖。
圖13是示出使用分割曝光法形成的現(xiàn)有的固體攝像元件的濾色層的位置關(guān)系的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
其次，參照

本發(fā)明。
(第1實(shí)施例)圖1是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第1實(shí)施例的制造次序的剖面圖。
再有，圖1中示出的固體攝像元件的像素間距為9μm，濾色層與圖12和圖13中示出的現(xiàn)有的固體攝像元件同樣，成為通路排列式結(jié)構(gòu)。此外，由于固體攝像元件的結(jié)構(gòu)除了濾色層的形狀不同外，與圖8中示出的現(xiàn)有的固體攝像元件是同樣的，故省略其說明。
在本實(shí)施例的固體攝像元件的制造方法中，首先，如圖1A中所示，在第1平坦化膜的表面上涂敷例如被分散了綠(G)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑。接著，使用在除了應(yīng)形成G濾色層的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線，通過顯影，在第1平坦化膜4上形成G濾色層3G。此時(shí)，G濾色層3G的圖形尺寸在底部部位(第1平坦化膜側(cè))為9.0μm。
其次，如圖1B中所示，在第1平坦化膜4的整個(gè)面上以覆蓋G濾色層3G的方式涂敷被分散了紅(R)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑3A，使用在除了應(yīng)形成R濾色層3R的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線。
在本實(shí)施例的固體攝像元件的制造方法中，即使掩摸產(chǎn)生位置偏移，也不會重疊地形成G濾色層3G和R濾色層3R。例如，如圖1B中所示，使用被形成了離被G濾色層3G包圍的區(qū)域的邊緣為0.25μm的8.5μm見方的透射部的掩摸來照射紫外線。
在此，在紫外線的照射能量小的情況下，在顯影后，如圖1C中所示，在被G濾色層3G包圍的區(qū)域中以島狀孤立地形成R濾色層3R。此外，如果使紫外線的照射能量增加(過度曝光)，則伴隨照射能量的增加，R濾色層3R逐漸地變粗，如圖1D中所示，與G濾色層3G的邊緣接觸。再者，如果使紫外線的照射能量增加，則R濾色層3R的尺寸增加，直到埋入被G濾色層3G包圍的區(qū)域，通過使照射能量最佳化，如圖1E中所示，R濾色層3R大致完全埋入被G濾色層3G包圍的區(qū)域內(nèi)。
此時(shí)，即使使照射能量增加，由于與G濾色層3G的邊緣接觸的階段中R濾色層3R的尺寸增加也被抑制，故R濾色層3R不會進(jìn)入G濾色層3G之上。這一點(diǎn)顯示了R濾色層3R的尺寸由G濾色層3G的形狀、尺寸來規(guī)定。
因而，按照本實(shí)施例的固體攝像元件的制造方法，即使在存在制造工藝的離散性或?qū)?zhǔn)狀態(tài)的離散性的情況下，也可由先前形成的鄰接的濾色層的大小來規(guī)定并無間隙地穩(wěn)定地形成濾色層的尺寸和位置。
此外，通過應(yīng)用于使用分割曝光形成的固體攝像元件的濾色層制造工序，即使在每次曝光間存在工藝離散性的情況下，在每個(gè)曝光區(qū)域(第1曝光區(qū)域、第2曝光區(qū)域)中如圖2中所示也可將鄰接的濾色層間的間隔大致保持為同等程度，可減少各曝光區(qū)域間的攝像圖像的圖像不勻。
在使用本實(shí)施例的固體攝像元件進(jìn)行了攝像的圖像中，即使在濾色層的制造工序中使用分割曝光法，在與各曝光區(qū)域的邊界對應(yīng)的攝像圖像的部位上也沒有見到用肉眼可確認(rèn)的條狀的圖像不勻。
(第2實(shí)施例)圖3是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第2實(shí)施例的制造次序的剖面圖。
再有，圖3中示出的固體攝像元件與第1實(shí)施例同樣，像素間距為9μm，濾色層成為通路排列式結(jié)構(gòu)。
在第2實(shí)施例的固體攝像元件的制造方法中，首先，如圖3A中所示，在第1平坦化膜4的表面上涂敷例如被分散了綠(G)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑。接著，使用在除了應(yīng)形成G濾色層13G的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線，通過顯影，在第1平坦化膜4上形成G濾色層13G。
在本實(shí)施例中，在G濾色層13G的曝光時(shí)以具有照度分布的方式照射紫外線。即，通過提高曝光區(qū)域的邊緣部的曝光對比度，將G濾色層13G的圖形尺寸在底部部位(第1平坦化膜側(cè))形成為9.1μm。此時(shí)，G濾色層13G的邊緣如圖3A中所示為錐狀。再有，作為降低曝光區(qū)域的邊緣的曝光對比度的方法，使曝光光束的焦點(diǎn)錯(cuò)開即可。
其次，如圖3B中所示，在第1平坦化膜4的整個(gè)面上以覆蓋G濾色層13G的方式涂敷被分散了紅(R)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑13A，使用在除了應(yīng)形成R濾色層13R的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線。
在第2實(shí)施例中，被G濾色層13G包圍的區(qū)域的寬度為8.9μm，在離開G濾色層13G的邊緣的區(qū)域內(nèi)照射紫外線，具體地說，在R濾色層13R形成時(shí)，即使掩摸產(chǎn)生位置偏移，也不會與G濾色層13G重疊地形成R濾色層13R。在離G濾色層13G的邊緣為0.25μm的8.4μm見方的區(qū)域內(nèi)照射紫外線。
在此，在紫外線的照射能量小的情況下，在顯影后，如圖3C中所示，在被G濾色層13G包圍的區(qū)域中以島狀孤立地形成R濾色層13R。此外，如果使紫外線的照射能量增加，則伴隨照射能量的增加，R濾色層13R逐漸地變粗，如圖3D中所示，與G濾色層13G的邊緣接觸。再者，如果使紫外線的照射能量增加，則R濾色層13R的尺寸增加，直到埋入被G濾色層13G包圍的區(qū)域，通過使照射能量最佳化，如圖3E中所示，R濾色層13R大致完全埋入被G濾色層13G包圍的區(qū)域內(nèi)。此時(shí)，R濾色層13R的邊緣如圖3E中所示成為反錐狀，以便與G濾色層13G的形狀相一致。
在本實(shí)施例中，通過將G濾色層13G的邊緣形成為錐狀，在埋入并形成R濾色層13R時(shí)，即使在G濾色層13G的邊緣存在局部的變形等，在埋入部分中也難以產(chǎn)生空洞等的缺陷。
再有，為了完全地防止來自間隙的光的透過，希望鄰接的濾色層相互間的錐狀部的重疊量為0.1μm以上。
在本實(shí)施例中，由于將濾色層的邊緣形成為錐狀，故在鄰接的濾色層相互間的接合部分中不產(chǎn)生間隙。
因而，通過應(yīng)用于使用分割曝光形成的固體攝像元件的濾色層制造工序，即使在每次曝光間存在工藝離散性的情況下，在每個(gè)曝光區(qū)域中也可將鄰接的濾色層間的間隔大致保持為同等程度。
再有，在本實(shí)施例中，如果在R濾色層13R的形成時(shí)紫外線的照射能量小，則在濾色層的邊緣部處在上表面上產(chǎn)生微小的間隙。此外，如果在R濾色層13R的形成時(shí)紫外線的照射能量大，則如圖4B中所示，在濾色層的邊緣部處在上表面上產(chǎn)生微小的重疊。但是，即使在這樣的結(jié)構(gòu)中，也防止了來自鄰接的濾色層13間的間隙的光的進(jìn)入，在濾色層13上形成的第2平坦化膜2的表面上產(chǎn)生的凹凸也減小了。因而，不產(chǎn)生到達(dá)像素間的光電變換部的入射光量的離散性。
此外，在本實(shí)施例中，濾色層13的邊緣的形狀，如圖5A中所示，沒有必要是錐狀或反錐狀的，只要是鄰接的濾色層相互間組合在一起的形狀，例如，如圖5B、C中所示，可將濾色層13的邊緣的形狀形成為楔形。通過使彩色抗蝕劑的曝光的區(qū)域的邊緣部中的曝光對比度變化，可實(shí)現(xiàn)這樣的形狀。
(第3實(shí)施例)圖6是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第3實(shí)施例的制造次序的剖面圖。
再有，圖6中示出的固體攝像元件與第1實(shí)施例同樣，像素間距為9μm，濾色層成為通路排列式結(jié)構(gòu)。
在第3實(shí)施例的固體攝像元件的制造方法中，首先，與第1實(shí)施例同樣，在第1平坦化膜4的表面上涂敷例如被分散了綠(G)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑。接著，使用在除了應(yīng)形成G濾色層23G的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線，通過顯影，如圖6A中所示，在第1平坦化膜4上形成G濾色層23G。在本實(shí)施例中，在G濾色層23G的曝光時(shí)以具有照度分布的方式照射紫外線。即，通過提高曝光區(qū)域的邊緣部的曝光對比度，將G濾色層23G的圖形尺寸在底部部位(第1平坦化膜側(cè))形成為9.1μm。此時(shí)，G濾色層23G的邊緣如圖6A中所示為錐狀。再有，作為降低曝光區(qū)域的邊緣的曝光對比度的方法，使曝光光束的焦點(diǎn)錯(cuò)開即可。
其次，如圖6B中所示，在第1平坦化膜4的整個(gè)面上以覆蓋G濾色層23G的方式涂敷被分散了紅(R)的顏料的負(fù)型的彩色抗蝕劑23A，使用在除了應(yīng)形成R濾色層23R的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波長365nm的紫外線。
此時(shí)，與第2實(shí)施例同樣，被G濾色層23G包圍的區(qū)域的寬度為8.9μm，在第3實(shí)施例中，在該被G濾色層23G包圍的區(qū)域內(nèi)以具有照度分布的方式照射紫外線(參照圖6B)。即，降低曝光的區(qū)域的邊緣中的曝光對比度來形成。
在此，在紫外線的照射能量小的情況下，在顯影后，如圖6C中所示，在被G濾色層23G包圍的區(qū)域中以島狀孤立地形成R濾色層23R。
另一方面，如果使紫外線的照射能量增加，則R濾色層23R逐漸地變粗，如圖6D中所示，與G濾色層23G的邊緣接觸。再者，如果使紫外線的照射能量增加，則R濾色層23R的尺寸增加，以便埋入被G濾色層23G包圍的區(qū)域。
因而，通過使照射能量最佳化，如圖6E中所示，以大致完全埋入被G濾色層23G包圍的區(qū)域內(nèi)的方式形成R濾色層23R。
在本實(shí)施例中，由于與第2實(shí)施例同樣地將各濾色層23的邊緣的形狀形成為錐狀，故在鄰接的濾色層相互間的接合部分中不產(chǎn)生間隙。
因而，通過應(yīng)用于使用分割曝光形成的固體攝像元件的濾色層制造工序，即使在每次曝光間存在工藝離散性的情況下，在每個(gè)曝光區(qū)域中也可將鄰接的濾色層間的間隔大致保持為同等程度。
再有，在上述第2實(shí)施例和第3實(shí)施例中，作為降低曝光區(qū)域的邊緣中的曝光對比度的方法，使用了使曝光光束的焦點(diǎn)與掩摸表面錯(cuò)開的方法，但即使階段性地使掩摸的邊緣的透射率變化(使光學(xué)濃度具有級差)以降低曝光區(qū)域的邊緣部位上的曝光對比度，也可得到良好的結(jié)果。
此外，在上述第1實(shí)施例～第3實(shí)施例的說明中，示出了在形成G濾色層后形成R濾色層的例子，但濾色層的形成順序不限定于該順序，可按任意的順序形成G濾色層、R濾色層和藍(lán)的濾色層(以下，稱為B濾色層)。此時(shí)，使用與各實(shí)施例的R濾色層的形成方法同樣的方法形成其后形成的2色的濾色層即可。
(第4實(shí)施例)圖7是示出本發(fā)明的固體攝像元件的第4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
如圖2中所示，由于濾色層的角部與邊不同，曝光時(shí)的對比度變小，故存在圖形的形狀起因于制造工藝的離散性而容易變化的問題。
在本實(shí)施例中，如圖7A～C中所示，通過在鄰接的濾色層中的某一方埋入曝光對比度變小的濾色層的角部，作成消除間隙的結(jié)構(gòu)。
在濾色層的角部上設(shè)置在曝光時(shí)使用的掩摸的透射部的角部上埋入間隙用的微小圖形，使用該掩摸對彩色抗蝕劑進(jìn)行曝光即可。
通過以這種方式用鄰接的濾色層填埋濾色層的角部，減少了因角部的間隙的離散性導(dǎo)致的各曝光區(qū)域間的攝像圖像的圖像不勻。特別是通過組合第1實(shí)施例～第3實(shí)施例的制造方法與第4實(shí)施例，由于完全消除了濾色層間的間隙，故與第1實(shí)施例～第3實(shí)施例相比可進(jìn)一步減少各曝光區(qū)域間的攝像圖像的圖像不勻。
再有，圖7A示出了在各濾色層的角部形成了G濾色層的例子，圖7B示出了在各濾色層的角部形成了B濾色層的例子，圖7C示出了在各濾色層的角部形成了R濾色層的例子。
其次，以下列舉本發(fā)明的實(shí)際形態(tài)。
〔實(shí)際形態(tài)1〕一種具有由負(fù)型彩色抗蝕劑構(gòu)成的多色的濾色層的固體攝像元件的制造方法，其中在規(guī)定的膜的整個(gè)面上涂敷成為第1濾色層的負(fù)型彩色抗蝕劑，對規(guī)定的位置照射曝光光束，通過顯影形成上述第1濾色層，在整個(gè)面上以覆蓋上述第1濾色層的方式涂敷成為第2濾色層的負(fù)型彩色抗蝕劑，對比上述第1所包圍的區(qū)域小的區(qū)域照射曝光光束，通過顯影形成上述第2濾色層。
〔實(shí)際形態(tài)2〕實(shí)際形態(tài)1中記載的固體攝像元件的制造方法，其中在上述第2濾色層的形成時(shí)曝光的區(qū)域的邊緣處，進(jìn)行比標(biāo)準(zhǔn)的曝光條件過分的曝光。
〔實(shí)際形態(tài)3〕實(shí)際形態(tài)1中記載的固體攝像元件的制造方法，其中在上述第1濾色層的形成時(shí)曝光的區(qū)域的邊緣處或在上述第2濾色層的形成時(shí)曝光的區(qū)域的邊緣處的至少某一方，使曝光對比度比標(biāo)準(zhǔn)的曝光條件小。
〔實(shí)際形態(tài)4〕實(shí)際形態(tài)2或3中記載的固體攝像元件的制造方法，其中在上述第1濾色層的形成時(shí)曝光的區(qū)域的邊緣處或在上述第2濾色層的形成時(shí)曝光的區(qū)域的邊緣處的至少某一方，使曝光光束的焦點(diǎn)位置偏離標(biāo)準(zhǔn)的曝光條件。
〔實(shí)際形態(tài)5〕實(shí)際形態(tài)2至4的任一實(shí)際形態(tài)中記載的固體攝像元件的制造方法，其中在上述第1濾色層的形成時(shí)曝光的區(qū)域的邊緣處或在上述第2濾色層的形成時(shí)曝光的區(qū)域的邊緣處的至少某一方，使曝光光束的光學(xué)濃度具有級差。
〔實(shí)際形態(tài)6〕一種具有多色的濾色層的固體攝像元件，其中該濾色層的邊緣呈錐狀或反錐狀，以使鄰接的濾色層相互間彼此組合在一起。
〔實(shí)際形態(tài)7〕一種具有多色的濾色層的固體攝像元件，其中該濾色層的邊緣呈楔形，以使鄰接的濾色層相互間彼此組合在一起。
〔實(shí)際形態(tài)8〕實(shí)際形態(tài)6或7中記載的固體攝像元件，其中在角部形成了鄰接的濾色層中至少某一方的濾色層。
〔實(shí)際形態(tài)9〕實(shí)際形態(tài)6至8的任一實(shí)際形態(tài)中記載的固體攝像元件，其中鄰接的濾色層相互間的重疊量為0.1μm以上。
由于本發(fā)明如以上已說明的那樣來構(gòu)成，故可起到以下記載的效果。
即使在存在制造工藝的離散性或?qū)?zhǔn)狀態(tài)的離散性的情況下，也可由鄰接的濾色層的大小來規(guī)定并無間隙地穩(wěn)定地形成濾色層的尺寸和位置。
此外，通過應(yīng)用于使用分割曝光形成的固體攝像元件的濾色層制造工序，即使在每次曝光間存在工藝離散性的情況下，在每個(gè)曝光區(qū)域中也可將鄰接的濾色層間的間隔大致保持為同等程度，可減少各曝光區(qū)域間的攝像圖像的圖像不勻。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像元件的制造方法，該固體攝像元件具有由彩色抗蝕劑構(gòu)成的多色的濾色層，其特征在于在規(guī)定的膜的整個(gè)面上涂敷成為第1濾色層的彩色抗蝕劑，對規(guī)定的位置照射曝光光束，通過顯影形成上述第1濾色層，在整個(gè)面上以覆蓋上述第1濾色層的方式涂敷成為第2濾色層的彩色抗蝕劑，在上述第1濾色層所包圍區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域中形成照射曝光光束的區(qū)域與不照射曝光光束的區(qū)域之間的邊界，通過顯影形成上述第2濾色層。
2.如權(quán)利要求1中所述的固體攝像元件的制造方法，其特征在于上述彩色抗蝕劑是負(fù)型的。
3.如權(quán)利要求1中所述的固體攝像元件的制造方法，其特征在于在上述第2濾色層形成時(shí)曝光區(qū)域的邊緣處，進(jìn)行比標(biāo)準(zhǔn)的曝光條件過分的曝光。
4.如權(quán)利要求1中所述的固體攝像元件的制造方法，其特征在于在上述第1濾色層形成時(shí)曝光區(qū)域的邊緣處或在上述第2濾色層形成時(shí)曝光區(qū)域的邊緣處的至少某一方，使曝光對比度比標(biāo)準(zhǔn)的曝光條件小。
5.如權(quán)利要求1中所述的固體攝像元件的制造方法，其特征在于在上述第1濾色層形成時(shí)曝光區(qū)域的邊緣處或在上述第2濾色層形成時(shí)曝光區(qū)域的邊緣處的至少某一方，使曝光光束的焦點(diǎn)位置偏離標(biāo)準(zhǔn)的曝光條件。
6.如權(quán)利要求1中所述的固體攝像元件的制造方法，其特征在于在上述第1濾色層形成時(shí)曝光區(qū)域的邊緣處或在上述第2濾色層形成時(shí)曝光區(qū)域的邊緣處的至少某一方，使曝光光束的光學(xué)濃度具有級差。
7.一種固體攝像元件，該固體攝像元件具有多色的濾色層，其特征在于該濾色層的邊緣呈錐狀或反錐狀，以使相鄰濾色層相互間彼此組合在一起。
8.一種固體攝像元件，該固體攝像元件具有多色的濾色層，其特征在于該濾色層的邊緣呈楔形，以使相鄰濾色層相互間彼此組合在一起。
9.如權(quán)利要求7中所述的固體攝像元件，其特征在于在角部形成有相鄰濾色層中至少某一方的濾色層。
10.如權(quán)利要求7中所述的固體攝像元件，其特征在于相鄰濾色層相互間的重疊量為0.1μm以上。
全文摘要
本發(fā)明提供能大幅度地減少在利用一般的光刻技術(shù)形成濾色層時(shí)所產(chǎn)生的光電變換部特性的面內(nèi)分布或能減少因使用分割曝光法形成濾色層所產(chǎn)生的各曝光區(qū)域間的攝像圖像的圖像不勻的固體攝像元件的制造方法和固體攝像元件。在規(guī)定的膜的整個(gè)面上涂敷成為第1濾色層的負(fù)型彩色抗蝕劑，對規(guī)定的位置照射曝光光束，通過顯影形成第1濾色層，在整個(gè)面上以覆蓋第1濾色層的方式涂敷成為第2濾色層的負(fù)型彩色抗蝕劑，對比第1濾色層所包圍的區(qū)域小的區(qū)域照射曝光光束，通過顯影形成第2濾色層。此外，本發(fā)明提供具有多色的濾色層的固體攝像元件，使該濾色層的邊緣呈錐狀或反錐狀或楔形，以使鄰接的濾色層相互間彼此組合在一起。
文檔編號H04N5/369GK1501169SQ0316022
公開日2004年6月2日 申請日期2003年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月9日
發(fā)明者關(guān)根康弘, 森茂樹 申請人:佳能株式會社