固体摄像元件的制造方法技术

一种固体摄像元件的制造方法，该固体摄像元件具有由彩色抗蚀剂构成的多色的滤色层，其特征在于：　　　　在规定的膜的整个面上涂敷成为第１滤色层的彩色抗蚀剂，　　　　对规定的位置照射曝光光束，通过显影形成上述第１滤色层，　　　　在整个面上以覆盖上述第１滤色层的方式涂敷成为第２滤色层的彩色抗蚀剂，　　　　在上述第１滤色层所包围区域的内侧区域中形成照射曝光光束的区域与不照射曝光光束的区域之间的边界，通过显影形成上述第２滤色层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有对彩色图像进行摄像用的滤色层的。
技术介绍
以往，作为在彩色摄像机或彩色数码相机等中使用的固体摄像元件，已知有图8中示出的结构。图8是示出现有的固体摄像元件的结构的侧剖面图。如图8中所示，固体摄像元件在半导体衬底100的表面附近具备产生与入射光量对应的信号电荷的光电变换部110而构成。在以栅格状排列的多个像素中分别设置了光电变换部110。形成了在各像素中生成与在光电变换部110中已产生的信号电荷对应的像素信号并按照来自在固体摄像元件的边缘设置的垂直扫描电路(未图示)的控制信号对水平扫描电路(未图示)传送该像素信号用的驱动电路。如图8中所示，在半导体衬底100上形成构成上述驱动电路的晶体管的栅电极109，在其上根据驱动电路的电路结构形成了多个布线层。再有，在图8中示出了形成2个布线层105、107的结构例。此外，在栅电极下的半导体衬底中形成了成为晶体管的源漏的未图示的扩散层。在布线层中形成了使用铝(Al)等构图为所希望的形状的布线，在各布线层间例如用由SiO2构成的层间绝缘膜106、108进行了绝缘。此外，在最上层布线层105上以覆盖该布线的方式形成了例如由丙烯酸类树脂构成的第1平坦化膜104，在第1平坦化膜104上与各像素对应地设置了对入射光进行分光用的滤色层103。使用包含红(R)、绿(G)、蓝(B)这3原色的颜料的光致抗蚀剂形成滤色层103，以便对每个像素覆盖一种颜色的滤色层。在滤色层103上形成了具有光透射性的第2平坦化膜102，在其上形成了作为对入射到光电变换部110上的入射光进行聚光用的聚光透镜的微透镜101。图9是示出图8中示出的现有的滤色层的形成次序的侧剖面图。在形成图8中示出的滤色层的情况下，首先，在第1平坦化膜104的表面上涂敷例如被分散了绿(G)的颜料的负型的彩色抗蚀剂。接着，使用在除了应形成绿的滤色层(以下，称为G滤色层)的位置之外形成有遮光部的掩摸，照射例如波长365nm的紫外线，通过显影，如图9A中所示，在第1平坦化膜上形成G滤色层103G。此时，G滤色层103G的图形尺寸在底部部位(第1平坦化膜104侧)为9.0μm。其次，如图9B中所示，在第1平坦化膜104的整个面上以覆盖G滤色层103G的方式涂敷被分散了红(R)的颜料的负型的彩色抗蚀剂103A，使用在除了应形成红的滤色层(以下，称为R滤色层)的位置外形成有遮光部的掩摸，照射例如波长365nm的紫外线。在此，在现有的固体摄像元件的制造方法中，使用被形成了与由G滤色层103G包围的区域的宽度相等的9.0μm宽度的透射部的的掩摸来照射紫外线(参照图9B)，通过显影形成R滤色层103R。此时，如图9C中所示，R滤色层103R的边缘在与G滤色层103G相接的部位上隆起。再者，如果使紫外线的照射能量增加，则如图9D中所示，伴随照射能量的增加，与G滤色层103G相接的部位进入G滤色层103G的边缘上。再有，在现有的固体摄像元件的制造方法中，也有通过使用具备比由G滤色层包围的区域的宽度稍窄的透射部照射紫外线来形成G滤色层103G的情况。再有，关于除了滤色层外的其它的构成要素的制造方法，由于与本专利技术的特征无关，故在此省略其详细的说明，但如果能在各自的构成要素中得到最佳的形状，则可使用众所周知的任一种制造方法。但是，在芯片尺寸大的固体摄像元件中，由于包含上述垂直扫描电路和水平扫描电路的摄像区域比用曝光装置的1次取景能曝光的范围(场尺寸)大，故采用了将摄像区域分割为多个曝光区域、通过将这些分割了的图形联系起来以形成所希望的摄像区域的分割曝光法。关于以上所述，例如在日本公开专利的特开平5-6849号公报中进行了记载。此外，在近年来的固体摄像元件中，由于伴随像素的高集成化而产生了各种各样的制造离散性(掩摸尺寸差、微透镜的失真分量、1次取景内的曝光量分布、掩摸的对准精度、抗蚀剂特性的随时间的变化等)，故产生滤色层的尺寸或形状的离散性或位置偏移，有时邻接的滤色层相互间重叠地形成或留出间隙来形成。在上述的固体摄像元件的制造方法中，由于滤色层的角部因曝光装置的解像度的下降的缘故而被形成为圆弧状，故在这样的角部上也产生不形成滤色层的间隙。此外，如上所述，在彩色抗蚀剂的曝光中使用的紫外线的照射能量大到必要的程度以上的情况下或在以邻接的滤色层的位置关系比设计值更接近的形态进行了位置重合的情况下，也有邻接的滤色层相互间重叠的情况。例如在日本公开专利的特开平10-209410号公报中公开了消除这些滤色层的重叠或间隙的一例。其中记载了依次重叠地形成3种滤色层、其后通过除去上层的滤色层直到露出最下层的滤色层来消除邻接的滤色层间的间隙的方法。如上所述，通常使用光刻技术来制造固体摄像元件的滤色层。此外，为了准确地形成宽度为几微米的近年来的固体摄像元件，使用缩小投影曝光装置、即被称为所谓的步进机的曝光装置对图形进行曝光。在滤色层的形成时产生了制造工艺的离散性或掩摸的位置偏移的情况下，由于滤色层的尺寸或位置随该离散量而变化，故在每次曝光中滤色层的形状、尺寸、滤色层间的间隙或重叠量都不同。此外，在形成上述R滤色层用的紫外线照射时，在使用了比被G滤色层包围的区域的宽度窄的掩摸的情况下，由于R滤色层的尺寸或位置也随制造工艺的离散性或掩摸的位置偏移而变化，故滤色层间的间隙或重叠量以在每次曝光的面内具有分布的方式变化，或有时在每次曝光中变动。在芯片尺寸处于曝光装置的场尺寸内的一般的固体摄像元件的情况下，在一次的曝光处理中形成图形。此时，如果如上所述那样存在重叠或间隙，则由于在芯片面内连续地以二维方式变化的形态产生重叠或间隙，故入射到光电变换部上的光量以具有二维分布的形态在摄像区域内变化。因而，在被输出的像素信号中就包含与间隙的宽度或重叠量的变化对应的遮蔽分量或混色分量，成为摄像图像的性能变坏的原因。此外，在利用上述的分割曝光法形成的固体摄像元件中，由于滤色层的尺寸或位置在每个已被分割的曝光区域中变化，故以同一尺寸且在相同的对准的状态下形成各曝光区域的滤色层是极为困难的。来自被摄体的光例如以图10的a或b示出的光路入射到在固体摄像元件的表面上形成的微透镜上。在此，光线a透过微透镜、第1平坦化层、第2平坦化层、滤色层和多个层间绝缘膜到达光电变换部。此外，如光线b那样入射到像素的边界部位上的光，在滤色层的边界或布线层处引起了漫射、反射、折射、衍射等后，其分量的一部分到达光电变换部。如果在滤色层的边界部分上存在间隙，则由于入射的光的绝对量与在相同的间隙中存在滤色层的情况下相比为约3倍，故在间隙的宽度不同的情况下，由于漫射、反射、折射、衍射等的缘故到达光电变换部的光的量产生了变化。再者，如果在邻接的滤色层相互间存在重叠或间隙，则在滤色层上形成的第2平坦化膜的表面不能充分地平坦化，在滤色层的重叠的部位或间隙的部位上产生了凹凸。例如，在滤色层的间隙部位上产生的第2平坦化膜的凹部，如图11A中所示，与透镜同样地起作用，使入射光分散。其结果，已被分散的光通过滤色层到达光电变换部，在像素间在入射光量中产生了离散性。另一方面，在滤色层的重叠的部位上，由于因通过膜厚厚的滤色层的缘故到达光电变换部的光的光量衰减了，故在像素间在入射光量中产生了离散性。此外，由于邻接的滤色层通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体摄像元件的制造方法，该固体摄像元件具有由彩色抗蚀剂构成的多色的滤色层，其特征在于在规定的膜的整个面上涂敷成为第1滤色层的彩色抗蚀剂，对规定的位置照射曝光光束，通过显影形成上述第1滤色层，在整个面上以覆盖上述第1滤色层的方式涂敷成为第2滤色层的彩色抗蚀剂，在上述第1滤色层所包围区域的内侧区域中形成照射曝光光束的区域与不照射曝光光束的区域之间的边界，通过显影形成上述第2滤色层。2.如权利要求1中所述的固体摄像元件的制造方法，其特征在于上述彩色抗蚀剂是负型的。3.如权利要求1中所述的固体摄像元件的制造方法，其特征在于在上述第2滤色层形成时曝光区域的边缘处，进行比标准的曝光条件过分的曝光。4.如权利要求1中所述的固体摄像元件的制造方法，其特征在于在上述第1滤色层形成时曝光区域的边缘处或在上述第2滤色层形成时曝光区域的边缘处的至少某一方，使曝光对比度比标准的曝光条件小。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：关根康弘，森茂树，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：