JP5874209B2 - On-chip color filter for color solid-state image sensor - Google Patents
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Description
本発明は、カラー固体撮像素子に用いるカラーフィルタとその製造方法に関する。 The present invention relates to a color filter used for a color solid-state imaging device and a manufacturing method thereof.
近年、撮像装置は画像の記録、通信、放送の内容の拡大に伴って広く用いられるようになっている。撮像装置として種々の形式のものが提案されているが、小型、軽量で高性能のものが安定して製造されるようになった固体撮像素子を組み込んだ撮像装置が、デジタルカメラやデジタルビデオとして普及してきている。 In recent years, imaging devices have been widely used with the expansion of the contents of image recording, communication, and broadcasting. Various types of image pickup devices have been proposed. An image pickup device incorporating a solid-state image pickup device that has been stably manufactured with a small size, light weight, and high performance can be used as a digital camera or digital video. It has become widespread.
固体撮像素子は、撮影対象物からの光学像を受け、入射した光を電気信号に変換する複数の光電変換素子を有する。光電変換素子の種類はCCD(電荷結合素子)タイプとCMOS(相補型金属酸化物半導体)タイプとに大別される。また、光電変換素子の配列形態から、光電変換素子を1列に配置したリニアセンサー(ラインセンサー)と、光電変換素子を縦横に2次元的に配列させたエリアセンサー(面センサー)との2種類に大別される。いずれのセンサにおいても光電変換素子の数(画素数)が多いほど撮影された画像は精密になる。 The solid-state imaging device has a plurality of photoelectric conversion elements that receive an optical image from a subject and convert incident light into an electrical signal. The types of photoelectric conversion elements are roughly classified into CCD (charge coupled device) type and CMOS (complementary metal oxide semiconductor) type. In addition, there are two types of photoelectric conversion elements: linear sensors (line sensors) in which photoelectric conversion elements are arranged in a row, and area sensors (surface sensors) in which photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged vertically and horizontally. It is divided roughly into. In any sensor, the larger the number of photoelectric conversion elements (number of pixels), the more accurate the captured image.
また、光電変換素子に入射する光の経路に、特定の波長の光を選択的に透過する複数色の着色透明パターンを平面配置したカラーフィルタを設けることで、対象物の色情報を得ることを可能とした単板式のカラー固体撮像素子も普及している。カラー固体撮像素子の薄型軽量化と高精細化を狙って、光電変換素子の配列基板上に直接カラーフィルタを形成するオンチップタイプのカラー固体撮像素子が主流となっている。カラーフィルタの色としては、赤色(R)、青色(B)、緑色(G)の3色からなる3原色系、あるいは、シアン色(C)、マゼンタ色(M)、イエロー色(Y)からなる補色系が一般的であり、特に3原色系が多く使われている。 In addition, by providing a color filter in which a plurality of colored transparent patterns that selectively transmit light of a specific wavelength are arranged in the path of light incident on the photoelectric conversion element, the color information of the object can be obtained. A single-plate color solid-state imaging device that has been made possible is also widespread. An on-chip type color solid-state image sensor in which a color filter is directly formed on an array substrate of photoelectric conversion elements has become the mainstream for the purpose of reducing the thickness and weight of the color solid-state image sensor and increasing the definition. As the color of the color filter, three primary colors consisting of three colors of red (R), blue (B), and green (G), or cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are used. Complementary color systems are generally used, and in particular, the three primary color systems are often used.
オンチップカラーフィルタを有するカラー固体撮像素子の構成は、図2(a)のカラー固体撮像素子の模式断面図に示すように、半導体基板1上に設けた光電変換素子2の配列上に絶縁層4を介して配線パターンを形成した配線層3を多段に積層して、さらにその上層に、外部接続のための電極パッド5をカラー固体撮像素子の周辺部に露出させるように、無色透明な第一の平坦化膜6を形成し、第一の平坦化膜上に着色透明層7からなる各色の画素パターンを下層の光電変換素子2に対応させて平面配置したものである。各色の画素パターンの形成法は、特定色の感光性着色樹脂を滴下後に基板を回転させて均一に塗り広げる回転塗布を行った後に、所定のパターンを有する露光用マスクを用いて感光性着色樹脂への露光、現像を行うことにより着色透明パターンを形成する工程を、色別に繰り返し行う方法が一般的である。 As shown in the schematic cross-sectional view of the color solid-state image sensor having the on-chip color filter, the color solid-state image sensor has an insulating layer on the array of photoelectric conversion elements 2 provided on the semiconductor substrate 1. The wiring layer 3 in which the wiring pattern is formed through 4 is laminated in multiple stages, and further, an electrode pad 5 for external connection is further exposed on the peripheral portion of the color solid-state imaging device. One flattening film 6 is formed, and a pixel pattern of each color composed of a colored transparent layer 7 is arranged on the first flattening film so as to correspond to the underlying photoelectric conversion element 2. The method of forming the pixel pattern of each color is that after the photosensitive colored resin of a specific color is dropped, the substrate is rotated to spread the coating uniformly and then the photosensitive colored resin is applied using an exposure mask having a predetermined pattern. In general, a method of repeatedly forming a colored transparent pattern by performing exposure to light and development is performed for each color.
できるだけ小型化した固体撮像素子で撮影した画像の情報量を多くするためには受光部となる光電変換素子を微細化して高集積化する必要がある。しかし、光電変換素子を微細化した場合、各光電変換素子の面積が小さくなり、受光部として利用できる面積割合も減るので、光を取り込む面積が小さくなるため、光電変換素子の受光部に取り込める光の量が少なくなり、実効的な感度は低下する。 In order to increase the amount of information of an image taken with a solid-state imaging device that is as small as possible, it is necessary to miniaturize and highly integrate a photoelectric conversion device that serves as a light receiving unit. However, when the photoelectric conversion element is miniaturized, the area of each photoelectric conversion element is reduced, and the area ratio that can be used as the light receiving unit is also reduced. And the effective sensitivity decreases.
このような、微細化した固体撮像素子の感度の低下を防止するための手段として、光電変換素子の受光部に効率良く光を取り込むために、対象物から入射される光を集光して光電変換素子の受光部に導くマイクロレンズを形成する技術が提案されている。図2(a)に示すように、画素パターンに対応させたマイクロレンズ9を着色透明層7上に第二の平
坦化膜8を介して形成し、マイクロレンズで光を集光して光電変換素子2の受光部に導くことで、受光部の見かけ上の開口率(面積)を大きくすることが可能になり、固体撮像素子の感度の向上が可能になる。
As a means for preventing such a decrease in sensitivity of the miniaturized solid-state imaging device, in order to efficiently capture light into the light receiving portion of the photoelectric conversion device, the light incident from the object is condensed and photoelectrically A technique for forming a microlens that leads to a light receiving portion of a conversion element has been proposed. As shown in FIG. 2A, the microlens 9 corresponding to the pixel pattern is formed on the colored transparent layer 7 through the second flattening film 8, and the microlens condenses light to perform photoelectric conversion. By guiding it to the light receiving portion of the element 2, it is possible to increase the apparent aperture ratio (area) of the light receiving portion, and it is possible to improve the sensitivity of the solid-state imaging device.
さらに、図2(a)に示すカラー固体撮像素子が微細化していくと、入射光の一部が僅かに斜め入射する影響が無視できなくなり、着色透明層7の各色画素パターンと対応する光電変換素子以外の隣接する素子に入射して混色が発生する。その結果、カラー固体撮像素子の色再現性が著しく劣化する。
混色を防止して、色再現性の良好なカラー固体撮像素子を提供するために、図2(b)に示すように、着色透明層7の各色の画素パターン間に遮光パターン10を形成することが提案されている(特許文献1参照)。
Further, when the color solid-state imaging device shown in FIG. 2A is miniaturized, the influence that a part of incident light is slightly obliquely incident cannot be ignored, and photoelectric conversion corresponding to each color pixel pattern of the colored transparent layer 7 is performed. Incident light enters adjacent elements other than the elements, and color mixing occurs. As a result, the color reproducibility of the color solid-state imaging device is significantly deteriorated.
In order to prevent color mixing and provide a color solid-state imaging device with good color reproducibility, as shown in FIG. 2B, a light shielding pattern 10 is formed between the pixel patterns of each color of the colored transparent layer 7. Has been proposed (see Patent Document 1).
前記マイクロレンズでの集光を考慮すると、素子の形状を細長くすることは困難であり、また、微細化した各画素3色に対応させて光電変換素子の数を増やすことも製造上の制約を大きくするので、図3(a)に示すような、ベイヤ(Bayer)配列と呼ばれる市松模様の配列をカラーフィルタに適用して、見かけ上の解像度を低下させずに総画素数の低減を図っている。ここで、1画素が1色のカラーフィルタ画素に対応しており、G(緑色)2画素を対角に配置した4画素で1組(図3中の太線で囲まれた組)の配列が繰り返し配置される。この配列の場合、光電変換素子の総画素数Nに対して、G(緑色)の画素数はN/2、R(赤色)及びB(青色)の画素数はN/4となるが、各画素ごとに周辺の画素の出力を用いて補間演算を行うことにより、N個のRGBの組を作り出す。ここで、G(緑色)の画素を他の色に比べて2倍に多くしているのは、人の目の視感度の高いGに対する解像度が見かけ上の解像度を高めるからである。 Considering the light condensing by the microlens, it is difficult to elongate the shape of the element, and increasing the number of photoelectric conversion elements corresponding to each of the three miniaturized pixels also has a manufacturing constraint. As shown in FIG. 3A, a checkered pattern called a Bayer pattern, as shown in FIG. 3A, is applied to a color filter to reduce the total number of pixels without reducing the apparent resolution. Yes. Here, one pixel corresponds to a color filter pixel of one color, and one set of four pixels (sets surrounded by a thick line in FIG. 3) in which two G (green) pixels are diagonally arranged is arranged. Repeatedly placed. In this arrangement, the total number of pixels N of the photoelectric conversion elements is N / 2 for G (green) and N / 4 for R (red) and B (blue). A set of N RGB is created by performing an interpolation operation using the output of surrounding pixels for each pixel. Here, the reason why the number of G (green) pixels is twice as large as that of other colors is that the resolution for G, which is highly visible to human eyes, increases the apparent resolution.
オンチップカラーフィルタを製造するにあたって、着色透明パターンの画素剥がれが発生すると、カラー固体撮像素子における「白キズ」モードの欠陥となる。図3(a)に示したベイヤ配列においてもパターンの微細化に伴い、欠陥発生の可能性が高まる。図3(a)の一点鎖線y−y’に沿う模式断面図を図3(b)に示すと、第一の平坦化膜6上に、遮光パターン10を挟んで各色の着色透明パターン71(G)、72(R)、71(G)、73(B)が平面配列する。図2と同様の透明な第一の平坦化膜6が他の樹脂に対する接着性を有することにより、遮光パターンや各色の着色透明パターンの画素剥がれを防止する効果は期待できるが、図3(b)の各パターンの縦/横比すなわち、遮光パターンや各色の着色透明パターンの膜厚/サイズ比が大きくなれば画素剥がれが生じ易くなる。 In the production of an on-chip color filter, if a pixel of a colored transparent pattern is peeled off, it becomes a “white scratch” mode defect in a color solid-state imaging device. Also in the Bayer array shown in FIG. 3A, the possibility of the occurrence of defects increases with the miniaturization of the pattern. When a schematic cross-sectional view taken along the one-dot chain line yy ′ in FIG. 3A is shown in FIG. 3B, the colored transparent patterns 71 ( G), 72 (R), 71 (G), and 73 (B) are arranged in a plane. Since the transparent first planarizing film 6 similar to that in FIG. 2 has adhesion to other resins, an effect of preventing pixel peeling of the light-shielding pattern and the colored transparent pattern of each color can be expected, but FIG. As the film thickness / size ratio of the light shielding pattern and the colored transparent pattern of each color increases, pixel peeling tends to occur.
また、遮光パターン10は、カラー固体撮像素子の微細化に伴い、他種のパターンと較べて特に著しい微細化が要請される。遮光パターンの線幅が0.1μmに近付くと、例えばフォトリソグラフィー法により遮光パターンを形成する際に波長365nmのi線ステッパーを使用する場合、線幅の制御が難しくなるとともに、剥がれが発生し易くなる。その結果、混色が発生したり、画素間の感度差が大きくなり、色再現性が劣化することがある。さらに、遮光パターンの剥がれが隣接する着色透明パターンの画素剥がれを起こすきっかけを与えることもある。 In addition, the light-shielding pattern 10 is required to be remarkably miniaturized as compared with other types of patterns as the color solid-state imaging device is miniaturized. When the line width of the light-shielding pattern approaches 0.1 μm, for example, when an i-line stepper having a wavelength of 365 nm is used when forming the light-shielding pattern by a photolithography method, it becomes difficult to control the line width and peeling easily occurs. Become. As a result, color mixing may occur or the sensitivity difference between pixels may increase, and color reproducibility may deteriorate. Furthermore, the peeling of the light shielding pattern may give an opportunity to cause pixel peeling of the adjacent colored transparent pattern.
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、画素間に遮光パターンを有する色再現性の良好なカラー固体撮像素子に使用するため
の画素剥がれのない良好な形状のオンチップカラーフィルタを提供することである。
The present invention is proposed in view of the above problems, and a problem to be solved by the present invention is a pixel for use in a color solid-state imaging device having a light-shielding pattern between the pixels and having good color reproducibility. It is an object to provide an on-chip color filter having a good shape without peeling.
上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、半導体基板上に複数の光電変換素子を平面配置した固体撮像素子画素部の受光面側表面に、遮光パターンと少なくとも3色の着色透明パターンとを色別に順次平面配置するカラーフィルタ形成工程において、初期遮光パターンを、着色透明パターンの1色目の画素部になる箇所が開口部となるように黒色材料により形成する工程、1色目の着色透明材料を塗布して硬化する工程、1色目の画素部になる箇所を全て含む領域を選択的に覆うようにエッチングレジストパターンを形成する工程、エッチングレジストパターンの開口部に露出する1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを除去する工程、2色目の着色透明材料を塗布する工程、フォトリソグラフィー法により、1色目の着色透明パターンよりも厚くなり、かつ2色目の画素部と隣接する遮光パターン上にも積層されるように2色目の着色透明パターンを形成するとともに、3色目の画素部になる箇所に塗布された2色目の着色透明材料を除去する工程、3色目の着色透明材料を塗布する工程、フォトリソグラフィー法により、着色透明パターンの3色目の画素部になる箇所に、1色目の着色透明パターンよりも厚くなり、かつ3色目の画素部と隣接する遮光パターン上にも積層されるように3色目の着色透明パターンを形成する工程、を含む各工程を順に実施することを特徴とするカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
また、請求項2に記載の発明は、初期遮光パターンを形成する工程にドライエッチングを用いることを特徴とする請求項1に記載のカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
また、請求項3に記載の発明は、エッチングレジストパターンを形成する工程に使用するレジスト材料がポジ型感光性樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載のカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
また、請求項4に記載の発明は、エッチングレジストパターンの開口部に露出する1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを除去する工程にドライエッチングを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
また、請求項5に記載の発明は、エッチングレジストパターンの下層に無機膜を形成したことを特徴とする請求項4に記載のカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
また、請求項6に記載の発明は、 遮光パターンを構成する黒色材料が、カーボンブラックを有し、遮光パターンの厚さが0.05〜0.3μmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
また、請求項7に記載の発明は、複数色の着色透明パターンを構成する材料が、それぞれ選択した色の着色顔料を分散させた樹脂を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
また、請求項8に記載の発明は、複数色の着色透明パターンの平面配置がベイヤ配列であり、1色目が緑色であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法である。
As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a light-shielding pattern and at least 3 are provided on the light-receiving surface side surface of a solid-state image sensor pixel portion in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a plane on a semiconductor substrate. In the color filter forming step of sequentially arranging the colored transparent pattern of the color by plane sequentially by color, the step of forming the initial light-shielding pattern with a black material so that the portion that becomes the pixel portion of the first color of the colored transparent pattern is an opening, A step of applying and curing a colored transparent material of the first color, a step of forming an etching resist pattern so as to selectively cover a region including all the portions to be the pixel portion of the first color, and being exposed to an opening of the etching resist pattern By removing the first colored transparent material and the underlying black material, applying the second colored transparent material, and photolithography. Thus, the second color transparent pattern is formed so as to be thicker than the first color transparent pattern and stacked on the light shielding pattern adjacent to the second color pixel part, and the third color pixel part is formed. The step of removing the colored transparent material of the second color applied to the portion, the step of applying the colored transparent material of the third color, and the photolithography method, coloring the first color to the portion that becomes the third color pixel portion of the colored transparent pattern Each step including a step of forming a colored transparent pattern of the third color so as to be thicker than the transparent pattern and stacked on the light shielding pattern adjacent to the pixel portion of the third color is performed in order. It is a manufacturing method of the on-chip color filter for color solid-state image sensors.
The invention described in claim 2 is the method for producing an on-chip color filter for a color solid-state image pickup device according to claim 1, wherein dry etching is used in the step of forming the initial light shielding pattern.
According to a third aspect of the present invention, the resist material used in the step of forming the etching resist pattern is a positive photosensitive resin. The on-state for the color solid-state imaging device according to the first or second aspect It is a manufacturing method of a chip color filter.
The invention described in claim 4 is characterized in that dry etching is used in the step of removing the colored transparent material of the first color exposed in the opening portion of the etching resist pattern and the black material thereunder. It is a manufacturing method of the on-chip color filter for color solid-state image sensors in any one of -3.
The invention according to claim 5 is the method for producing an on-chip color filter for a color solid-state imaging device according to claim 4, wherein an inorganic film is formed under the etching resist pattern.
The invention according to claim 6 is characterized in that the black material constituting the light-shielding pattern has carbon black, and the thickness of the light-shielding pattern is 0.05 to 0.3 μm. 5. A method for producing an on-chip color filter for a color solid-state imaging device according to any one of 5 above.
The invention according to claim 7 is characterized in that the material constituting the colored transparent pattern of a plurality of colors has a resin in which colored pigments of selected colors are dispersed. The manufacturing method of the on-chip color filter for color solid-state image sensors as described in 1 above.
The invention according to claim 8 is the color solid according to any one of claims 1 to 7, wherein the planar arrangement of the colored transparent patterns of a plurality of colors is a Bayer arrangement, and the first color is green. It is a manufacturing method of the on-chip color filter for image sensors.
本発明は、オンチップカラーフィルタの2色目以降の画素部の形成箇所を、1色目の着色透明材料の塗布前に大柄な領域を含む初期遮光パターンで覆っておくことができるので、微細化した遮光パターンが長い工程処理に晒されて剥がれを生じる機会を減らすことができ、良好な形状のオンチップカラーフィルタを提供することができる。 In the present invention, since the formation portion of the second and subsequent pixel portions of the on-chip color filter can be covered with an initial light-shielding pattern including a large area before application of the colored transparent material of the first color, it is miniaturized. It is possible to reduce the chance that the shading pattern is exposed to a long process and cause peeling, and an on-chip color filter having a good shape can be provided.
また、本発明の請求項2〜5によれば、さらに良好な形状のオンチップカラーフィルタを提供することができる。また、本発明の請求項6〜10によれば、さらに良好な形状のオンチップカラーフィルタを高解像度で提供し、特に色再現性の良好なカラー固体撮像素子を構成する要素として最適に使用することができる。 Moreover, according to Claims 2-5 of this invention, the on-chip color filter of a further favorable shape can be provided. According to the sixth to tenth aspects of the present invention, an on-chip color filter having a better shape is provided with high resolution, and is optimally used as an element constituting a color solid-state imaging device having particularly good color reproducibility. be able to.
以下、図面に従って、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明の主要工程を(a)〜(d)の工程順に説明するための模式平面図(上段)と、対応する位置の一点鎖線x−x’での模式断面図(下段)である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view (upper stage) for explaining the main steps of the present invention in the order of steps (a) to (d), and a schematic cross-sectional view taken along one-dot chain line xx ′ at the corresponding position (lower stage). It is.
本発明は、図2(b)の半導体基板1上に複数の光電変換素子2を平面配置した固体撮像素子画素部の受光面側表面に、第一の平坦化膜6を介して、遮光パターン10と複数色の着色透明パターンからなる着色透明層7とを色別に順次平面配置するオンチップカラーフィルタ形成工程において、工程上の工夫を行ったものであり、前記ベイヤ配列のパターンを形成する例に従って説明する。すなわち、本発明は、図1(a)初期遮光パターン11を、着色透明パターンの1色目の画素部になる箇所が開口部12となるように黒色材料により形成する工程、図1(b)1色目の着色透明材料の塗布層711を形成して硬化する工程、図1(c)1色目の画素部になる箇所を全て含む領域を選択的に覆うようにエッチングレジストパターン13を形成する工程、図1(d)エッチングレジストパターンの開口部14に露出する1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを除去して除去部15を設けることにより、2色目以降の画素部になる箇所を準備し、併せて遮光パターン10を整形する工程、を含む各工程を順に実施する。 In the present invention, a light-shielding pattern is formed on the light-receiving surface side surface of a solid-state imaging element pixel portion in which a plurality of photoelectric conversion elements 2 are arranged in a plane on the semiconductor substrate 1 in FIG. In the on-chip color filter forming process in which the 10 and the colored transparent layer 7 composed of a plurality of colored transparent patterns are sequentially arranged in a plane by color, an example in which the Bayer array pattern is formed is devised on the process. It explains according to. That is, in the present invention, the process of forming the initial light-shielding pattern 11 in FIG. 1 (a) with a black material so that the portion that becomes the pixel portion of the first color of the colored transparent pattern becomes the opening 12 is shown in FIG. A step of forming and curing an application layer 711 of colored transparent material of color, a step of forming an etching resist pattern 13 so as to selectively cover a region including all the portions to be the pixel portion of the first color in FIG. FIG. 1 (d) removes the colored transparent material of the first color exposed in the opening 14 of the etching resist pattern and the black material underneath it to provide a removal portion 15, thereby providing a portion that becomes the pixel portion of the second and subsequent colors. Each step including the step of preparing and shaping the light shielding pattern 10 is performed in order.
なお、前記第一の平坦化膜6は、下層の光電変換素子2、配線層3、絶縁層4を含む領域上にオンチップカラーフィルタ形成工程を実施するための、平坦で均質な下地を提供するための無色透明な膜を必要最小限の厚さに形成することが望ましく、例えば、無色透明なアクリル樹脂溶液を0.1μmの厚さに薄く塗布形成し、熱処理して得られる。 The first planarizing film 6 provides a flat and uniform base for performing an on-chip color filter forming process on the region including the photoelectric conversion element 2, the wiring layer 3, and the insulating layer 4 in the lower layer. It is desirable to form a colorless and transparent film having a necessary minimum thickness. For example, a colorless and transparent acrylic resin solution is thinly applied to a thickness of 0.1 μm and heat-treated.
黒色材料により初期遮光パターン11を図1(a)のように形成する方法としては、黒色材料に感光性を付与した材料を塗布、乾燥後、選択的露光、現像、硬化の一般的なフォトリソグラフィー法のプロセスを実施することにより、直接的にパターン形成することができる。また、感光性不要の黒色材料を塗布、乾燥した表面に、ドライエッチングレジストパターンを上記と類似のフォトリソグラフィー法で形成後、ドライエッチング法により微細パターンの形状を良好な状態に形成することができる。後者の方法では、フォトリソグラフィー適性とドライエッチング適性とをレジスト材料と黒色材料とに分担して最適化できるので、微細化パターンの形成に特に適している。また、ドライエッチング耐性を特に補強する目的で、レジスト材料の下層に無機膜を形成しておき、黒色材料のドライエッチングをさらに良好な形状に完了させることも可能である。 As a method of forming the initial light-shielding pattern 11 with a black material as shown in FIG. 1A, general photolithography for selective exposure, development, and curing is performed after applying a material imparted with photosensitivity to the black material, drying it. Patterning can be performed directly by performing a statutory process. In addition, after forming a dry etching resist pattern on the surface obtained by applying and drying a black material that does not require photosensitivity by a photolithography method similar to the above, a fine pattern shape can be formed in a good state by the dry etching method. . The latter method is particularly suitable for the formation of a miniaturized pattern because the suitability for photolithography and the suitability for dry etching can be optimized by sharing the resist material and the black material. Further, in order to particularly reinforce the dry etching resistance, it is possible to form an inorganic film under the resist material and complete the dry etching of the black material into a more favorable shape.
次に、図1(b)に示すように、1色目の着色透明材料の塗布層711をスピンコート等の均一に塗布できる手段により形成する。その後、エッチングレジストパターン13を、少なくとも1色目の画素部になる箇所を全て含んで覆うように、また、2色目以降の画素部を設ける予定の箇所はエッチングレジストパターンの開口部14とするように、形成する(図1(c)参照)。エッチングレジストパターン13を形成する工程に使用するレジスト材料が露光部分が現像で溶解除去されるポジ型感光性樹脂であれば、上記のエッチングレジストパターン13で覆う部分に対応して遮光部を設けたフォトマスクを使う。 Next, as shown in FIG. 1B, a colored transparent material coating layer 711 of the first color is formed by means such as spin coating that can be applied uniformly. Thereafter, the etching resist pattern 13 is covered so as to cover at least all the portions to be the pixel portions of the first color, and the portions where the pixel portions for the second and subsequent colors are to be provided are openings 14 in the etching resist pattern. Are formed (see FIG. 1C). If the resist material used in the step of forming the etching resist pattern 13 is a positive photosensitive resin whose exposed portion is dissolved and removed by development, a light shielding portion is provided corresponding to the portion covered with the etching resist pattern 13 described above. Use a photomask.
ポジ型感光性樹脂は、高感度で解像性の高い材料が実用に供されており、例えばノボラック樹脂系のアルカリ可溶性のフォトレジストを使用できる。1色目の着色透明塗布層711の表面に、ポジ型感光性樹脂をスピンコート等の手段により均一に塗布、乾燥後、最終的に残したい1色目の画素部になる箇所に対応する部分を遮光し、1色目の着色透明塗布層を除去したい2色目以降の画素部を設ける予定の箇所に対応する部分を光透過部としたフォトマスクにより選択的に露光する。オンチップカラーフィルタ形成工程と同時に形成される画素領域周辺の各種パターンに関しては、詳細は省略するが、後の加工除去の必要性等に応じて、工程途中での表面の露出を避けたい箇所に対応する部分を遮光し、表面を露出したい箇所に対応する部分を光透過部として、前記フォトマスクのパターンに盛り込んでおくことができる。上記フォトマスクを用いた選択的露光の後にアルカリ溶液により現像することにより、フォトマスクパターンの遮光部に対応する部分のみにエッチングレジストパターン13が残り、フォトマスクパターンの光透過部に対応する部分はエッチングレジストパターンの開口部14となる。 As the positive photosensitive resin, a material having high sensitivity and high resolution is practically used. For example, a novolak resin-based alkali-soluble photoresist can be used. A positive photosensitive resin is uniformly applied to the surface of the colored transparent coating layer 711 of the first color by means of spin coating or the like, dried, and then a portion corresponding to the portion of the pixel portion of the first color to be finally left is shielded from light Then, the portion corresponding to the location where the pixel portion for the second color and subsequent pixels where the colored transparent coating layer of the first color is to be removed is selectively exposed by a photomask having a light transmission portion. Details of various patterns around the pixel area that are formed at the same time as the on-chip color filter forming process are omitted, but depending on the necessity of subsequent processing removal, etc., it is necessary to avoid exposing the surface during the process. The corresponding part is shielded from light, and the part corresponding to the part where the surface is desired to be exposed can be included in the photomask pattern as a light transmission part. By developing with an alkaline solution after selective exposure using the photomask, the etching resist pattern 13 remains only in the portion corresponding to the light shielding portion of the photomask pattern, and the portion corresponding to the light transmitting portion of the photomask pattern is It becomes the opening 14 of the etching resist pattern.
ポジ型感光性樹脂を前記エッチングレジストパターンを形成する工程に使用するレジスト材料として使用することにより、レジストパターンを少ない光量の簡単な工程で良好な形状で形成することができる。また、後述のドライエッチング工程での耐性を考慮して、ドライエッチング耐性を特に補強する目的で、レジスト材料の下層に無機膜を形成しておき、無機膜をパターン形成後に、該無機膜をドライエッチングに対するマスクとして使用して、1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とのドライエッチングを良好な形状に完了させることも可能である。 By using the positive photosensitive resin as a resist material used in the step of forming the etching resist pattern, the resist pattern can be formed in a good shape with a simple process with a small amount of light. Also, considering the resistance in the dry etching process described later, an inorganic film is formed under the resist material for the purpose of particularly reinforcing the dry etching resistance, and after the inorganic film is formed, the inorganic film is dried. It can also be used as a mask for etching to complete the dry etching of the colored transparent material of the first color and the underlying black material into a good shape.
次に、図1(d)に示すように、エッチングレジストパターンの開口部14に露出する1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを除去して除去部15を設けることにより、2色目以降の画素部になる箇所を準備し、併せて遮光パターン10を整形することができる。除去部15を形成するためのエッチングとして、ドライエッチングが相応しい。
ドライエッチングで除去する除去部の主材料が樹脂であれば、通常のドライエッチング装置に限定されず、酸素ガスを導入するアッシング装置を用いることも可能であり、その場合には、残余のエッチングレジストパターンの除去も同装置で行うことが可能になる。また、一般的には、1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを除去するためのエッチングガスは、必要に応じて最適化するように切り換えることができる。加工された領域の断面形状は、ウェットエッチングに比較してドライエッチングでは、サイドエッチング等の形状不良化要因が小さく、微細パターンの加工に特に適している。
Next, as shown in FIG. 1 (d), by removing the colored transparent material of the first color exposed in the opening 14 of the etching resist pattern and the black material under the first color, a removal portion 15 is provided, thereby providing the second color. It is possible to prepare locations for subsequent pixel portions and shape the light shielding pattern 10 together. Dry etching is suitable as the etching for forming the removal portion 15.
If the main material of the removed portion to be removed by dry etching is a resin, it is not limited to a normal dry etching apparatus, and an ashing apparatus that introduces oxygen gas can be used. In that case, the remaining etching resist is used. The pattern can be removed by the same apparatus. In general, the etching gas for removing the colored transparent material of the first color and the underlying black material can be switched to be optimized as necessary. The cross-sectional shape of the processed region is particularly suitable for processing a fine pattern because dry etching has a smaller shape defect factor such as side etching than dry etching.
一例として、本例における黒色材料に、アクリル樹脂系の光硬化性樹脂にカーボンブラックを分散させた材料を用いて、フォトリソグラフィー法により図1(a)に示す初期遮光パターン11を形成した後に、前述の通り、1色目の着色透明材料の塗布層711とエッチングレジストパターン13とを順次形成し、ドライエッチング装置にCF4ガスを流した環境下で、エッチング時間約1分程度で、図1(d)に示すように、1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを選択的に除去することができる。 As an example, after forming the initial light-shielding pattern 11 shown in FIG. 1A by a photolithography method using a material in which carbon black is dispersed in an acrylic resin-based photocurable resin as the black material in this example, As described above, the coating layer 711 of the first colored transparent material and the etching resist pattern 13 are sequentially formed, and the etching time is about 1 minute in an environment where CF 4 gas is passed through the dry etching apparatus. As shown in d), the first colored transparent material and the underlying black material can be selectively removed.
図4は、初期の遮光パターンの比較による、本発明による方法(a)と従来法(b)との比較説明図である。それぞれの上段は一組の画素配列(ベイヤ配列)を形成するための元となる初期の遮光パターンの平面図であり、下段は平面図における一点鎖線x−x’に沿った断面図である。 FIG. 4 is a comparative explanatory diagram of the method (a) according to the present invention and the conventional method (b) by comparing the initial light shielding patterns. Each upper stage is a plan view of an initial light-shielding pattern that is a base for forming a set of pixel arrays (Bayer array), and the lower stage is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line x-x 'in the plan view.
従来法(b)では、初めから遮光パターン10として必要な形状のパターンを第一の平坦化膜6上に形成しておき、その後、着色透明層7の加工形成工程を行うのに対して、本発明(a)では、最終の遮光パターン10とは異なり、2色目以降の画素部になる箇所にも黒色材料による遮光部を残した初期遮光パターン11を初めに形成する。例えば、本例のベイヤ配列の着色透明パターンを採用する場合は、図4(a)の配列を縦方向と横方向に同一の向きに並べて複数組繰り返し配列するため、初期遮光パターンの開口部12の周囲4方向には遮光部が隣接することになり、初期遮光パターン11には事実上、細線が現れない形状となる。ベイヤ配列ではないパターンの場合であっても、オンチップカラーフィルタの2色目以降の画素部の形成箇所を、1色目の着色透明材料の塗布前に大柄な領域を含む初期遮光パターンで覆っておくことができるので、微細化した遮光パターンが長い工程処理に晒されて剥がれを生じる機会を減らすことができる。 In the conventional method (b), a pattern having a necessary shape as the light-shielding pattern 10 is formed on the first planarizing film 6 from the beginning, and then the process of forming the colored transparent layer 7 is performed. In the present invention (a), unlike the final light-shielding pattern 10, an initial light-shielding pattern 11 is first formed in which a light-shielding portion made of a black material is left even at the pixel portion for the second and subsequent colors. For example, when the colored transparent pattern of the Bayer arrangement of this example is adopted, the plurality of sets of the arrangement shown in FIG. 4A are arranged in the same direction in the vertical direction and the horizontal direction, so that a plurality of sets are repeatedly arranged. The light shielding portions are adjacent to each other in the four directions, and the initial light shielding pattern 11 has a shape in which a thin line does not appear. Even in the case of a pattern that is not a Bayer array, the formation positions of the second and subsequent pixel portions of the on-chip color filter are covered with an initial light-shielding pattern including a large area before applying the colored transparent material of the first color. Therefore, it is possible to reduce the chance that the miniaturized light-shielding pattern is exposed to a long process and causes peeling.
図5は、本発明の一例について、図1に示した本発明の主要工程(a)〜(d)の工程順以降の2色目以降の工程による製造手順を説明するための図面であって、模式平面図(上段)と、対応する位置の一点鎖線x−x’、またはz−z’での模式断面図(下段)である。図5(d)は図1(d)と同じ図を再掲したものである。 FIG. 5 is a diagram for explaining a manufacturing procedure according to the second and subsequent color steps after the order of the main steps (a) to (d) of the present invention shown in FIG. FIG. 6 is a schematic plan view (upper stage) and a schematic cross-sectional view (lower stage) taken along one-dot chain line xx ′ or zz ′ of a corresponding position. FIG. 5D shows the same diagram as FIG. 1D again.
本例においては、エッチングレジストパターンの開口部に露出する1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを除去する工程(図5(d))により1色目の着色透明パターン71および除去部15を前述のように形成終了した後に、着色透明パターンの2色目の画素部になる箇所にフォトリソグラフィー法により2色目の着色透明パターン72を形成する工程(図5(e)および(f))、着色透明パターンの3色目の画素部になる箇所にフォトリソグラフィー法により3色目の着色透明パターン73を形成する工程(図5(g))、を順に実施することにより、カラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタを製造できる。 In this example, the colored transparent pattern 71 of the first color and the removal portion 15 are removed by the step of removing the colored transparent material of the first color exposed in the opening of the etching resist pattern and the underlying black material (FIG. 5D). Step of forming the second colored transparent pattern 72 by a photolithography method at the location that becomes the second color pixel portion of the colored transparent pattern (FIGS. 5E and 5F), On-chip for a color solid-state imaging device by sequentially performing the step (FIG. 5 (g)) of forming the third colored transparent pattern 73 by a photolithography method at a location that becomes the third color pixel portion of the colored transparent pattern A color filter can be manufactured.
2色目の着色透明パターン72を形成する工程は、先ず2色目の着色透明材料の塗布層721をスピンコート等の均一に塗布できる手段により形成する(図5(e)参照)。2色目の着色透明材料としては、感光性を付与した材料を用いて、塗布、乾燥後、選択的露光、現像、硬化の一般的なフォトリソグラフィー法のプロセスを実施することにより、直接的にパターン形成して、図5(f)のように2色目の画素部を設ける予定の箇所に位置合わせして形成することができる。なお、この際、3色目の画素部を設ける予定の箇所に塗布された2色目の着色透明材料は現像により除去され、現像除去部16を与える。感光性を付与された2色目の着色透明材料は、現像後に熱硬化することによって、若干の収縮を伴って、1色目の着色透明パターン71と同等の高さの2色目の着色透明パターン72となって並んで安定に形成することができる。 In the step of forming the colored transparent pattern 72 of the second color, first, a coating layer 721 of the colored transparent material of the second color is formed by means that can be applied uniformly such as spin coating (see FIG. 5E). As the colored transparent material for the second color, a material imparted with photosensitivity is used, and after application and drying, a general photolithography process of selective exposure, development, and curing is performed to directly form a pattern. Then, as shown in FIG. 5F, the second color pixel portion can be formed and aligned with a position where the pixel portion is to be provided. At this time, the colored transparent material of the second color applied to the place where the pixel portion of the third color is to be provided is removed by development, and the development removal unit 16 is provided. The colored transparent material of the second color imparted with photosensitivity is thermally cured after development, and with a slight shrinkage, the colored transparent material 72 of the second color having the same height as the colored transparent pattern 71 of the first color And can be stably formed side by side.
図5(g)に示すように、着色透明パターンの3色目の画素部になる箇所にフォトリソグラフィー法により3色目の着色透明パターン73を形成する工程は、前記2色目の着色透明パターン72を形成する工程と同様に行うことによって、3色が平面配列したベイヤ配列のオンチップカラーフィルタの着色透明層が完成する。 As shown in FIG. 5G, the step of forming the third color transparent pattern 73 by the photolithography method at the location that becomes the pixel portion of the third color of the color transparent pattern forms the color transparent pattern 72 of the second color. By performing in the same manner as the step, the colored transparent layer of the Bayer array on-chip color filter in which the three colors are arrayed in a plane is completed.
図6は、本発明の他の一例について、図1に示した本発明の主要工程(a)〜(d)の工程順以降の2色目以降の工程による製造手順を説明するための図面であって、模式平面図(上段)と、対応する位置の一点鎖線x−x’、またはz−z’での模式断面図(下段)である。図6(d)は図1(d)と同じ図を再掲したものである。 FIG. 6 is a drawing for explaining a manufacturing procedure in the second and subsequent steps after the order of the main steps (a) to (d) of the present invention shown in FIG. 1 in another example of the present invention. FIG. 6 is a schematic plan view (upper stage) and a schematic cross-sectional view (lower stage) taken along one-dot chain line xx ′ or zz ′ of the corresponding position. FIG. 6D shows the same diagram as FIG. 1D again.
本例においては、図5により説明した例と同様の製造方法により、カラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタを製造できるが、2色目の着色透明パターン72’および/または、3色目の着色透明パターン73’の厚さが1色目の着色透明パターン71より厚く、かつ、隣接した遮光パターン10上に積層した構成を有することができる。本例の構成を実現することによって、着色透明パターンおよび遮光パターンの相互の接触面積が増大し、着色透明パターンおよび遮光パターンの製造工程での剥がれを防止できるとともに、製造後の応力等による剥がれに対しても防止効果が得られる。 In this example, an on-chip color filter for a color solid-state imaging device can be manufactured by the same manufacturing method as the example described with reference to FIG. 5, but the second color transparent pattern 72 ′ and / or the third color transparent pattern The thickness of 73 'can be thicker than the colored transparent pattern 71 of the first color, and the light-shielding pattern 10 can be laminated on the adjacent light-shielding pattern 10. By realizing the configuration of this example, the contact area between the colored transparent pattern and the light-shielding pattern is increased, and the colored transparent pattern and the light-shielding pattern can be prevented from being peeled off in the manufacturing process, and can be peeled off due to stress after manufacturing. The prevention effect can be obtained.
図7は、図6に示す製造手順により形成されるオンチップカラーフィルタの平面配列の一例を説明するための模式図であって、(a)は一組の画素配列を示す平面図、(b)は(a)における一点鎖線y−y’に沿った断面図である。図6に示したように、3色の着色透明パターンの厚さが不揃いの場合は、図7の第二の平坦化膜8の役割が特に重要になる。すなわち、第二の平坦化膜8により、3色の着色透明パターン表面の高さの不均一を解消し、上層に設けるマイクロレンズ9の下地として平坦な面を提供できる。第二の平坦化膜8の例としては、無色透明なアクリル樹脂溶液を0.2μmの厚さに塗布形成し、必要に応じて露光、現像工程を経て、熱処理により硬化して得られる。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an example of a planar arrangement of the on-chip color filter formed by the manufacturing procedure shown in FIG. 6, wherein (a) is a plan view showing a set of pixel arrangements; ) Is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line yy ′ in FIG. As shown in FIG. 6, when the thicknesses of the colored transparent patterns of the three colors are not uniform, the role of the second planarizing film 8 in FIG. 7 becomes particularly important. That is, the second planarization film 8 can eliminate unevenness in the height of the colored transparent patterns of the three colors and provide a flat surface as a base for the microlens 9 provided in the upper layer. As an example of the second planarizing film 8, a colorless and transparent acrylic resin solution is applied and formed to a thickness of 0.2 μm, and is cured by heat treatment through exposure and development steps as necessary.
本発明のオンチップカラーフィルタを構成する遮光パターンは、隣接する画素間の光を遮断することにより、混色を防ぎ、色再現性の良好なカラー固体撮像素子を提供することに寄与するものであるが、着色画素の周囲を形状良く光量制限する機能があれば、若干の光透過性は障害にならないばかりか、位置合わせの対象パターンとして利用する上で一定の光透過性は好ましい。アライメントのための光透過率として20%以上あることが望ましく、また、本来必要とする遮光性を考慮すると、光透過率は70%以下が望ましい。 The light-shielding pattern constituting the on-chip color filter of the present invention contributes to providing a color solid-state imaging device with good color reproducibility by preventing light mixture by blocking light between adjacent pixels. However, if there is a function for limiting the amount of light around the colored pixels in a good shape, not only a slight light transmission is an obstacle, but a certain light transmission is preferable for use as an alignment target pattern. The light transmittance for alignment is preferably 20% or more, and the light transmittance is desirably 70% or less in consideration of the originally required light shielding property.
また、遮光パターンを構成する黒色材料としては、入手しやすく、塗布材料として樹脂や溶剤との調合と、ドライエッチングによる除去が容易なカーボンブラックを有することが適当である。調合結果の塗布材料が有する遮光性の性能にもよるが、パターン形状や積層構成を考慮して、過度に厚く形成することは不良欠陥を作る原因になるので、最終的な遮光パターンの厚さを0.05〜0.3μmとすることが望ましい。遮光パターンが薄過
ぎれば、遮光性が一般的に不充分となり、遮光パターンが厚過ぎれば、特に塗布工程でムラを生じ、パターン形成後もムラとして現れてしまう。
Further, as the black material constituting the light-shielding pattern, it is appropriate to have carbon black that is easy to obtain and that can be easily mixed with a resin or a solvent and removed by dry etching. Although it depends on the light-shielding performance of the coating material obtained as a result of the blending, the thickness of the final light-shielding pattern will be the cause of defective defects if it is formed too thick in consideration of the pattern shape and laminated structure. Is preferably 0.05 to 0.3 μm. If the light-shielding pattern is too thin, the light-shielding property is generally insufficient, and if the light-shielding pattern is too thick, unevenness occurs particularly in the coating process and appears as unevenness after the pattern is formed.
一方、本発明のオンチップカラーフィルタを構成する着色透明パターンは、複数の色を準備する必要がある。着色透明パターン形成に用いる材料は、所望の色を高い色純度と明るさで得られる着色顔料を樹脂中に分散させて塗布材料としたものが好ましい。また、本発明の製造方法より、2色目および3色目の着色透明パターンに用いる材料は、感光性を与えて、直接フォトリソグラフィー法により露光現像できるタイプが望ましい。例えば、アクリル系樹脂に光重合開始剤や溶剤を加えた光硬化タイプのネガ型レジストを用いることができる。1色目の着色透明パターンに用いる材料は、塗布形成後にエッチングレジストパターンをマスクとしてエッチングする製造方法を実施するので、着色透明材料自体には感光性は必ずしも必要ない。 On the other hand, it is necessary to prepare a plurality of colors for the colored transparent pattern constituting the on-chip color filter of the present invention. The material used for forming the colored transparent pattern is preferably a coating material in which a color pigment obtained by obtaining a desired color with high color purity and brightness is dispersed in a resin. In addition, the material used for the colored transparent patterns of the second and third colors is preferably of a type that provides photosensitivity and can be directly exposed and developed by a photolithography method, according to the manufacturing method of the present invention. For example, a photo-curable negative resist in which a photopolymerization initiator or a solvent is added to an acrylic resin can be used. Since the material used for the colored transparent pattern of the first color is subjected to a manufacturing method in which an etching resist pattern is used as a mask after coating and formation, the colored transparent material itself does not necessarily need photosensitivity.
また、本発明のオンチップカラーフィルタは、複数色の着色透明パターンの平面配置がベイヤ配列であり、1色目が緑色であることが好ましい。見かけ上の解像度を低下させずに総画素数の低減を図るベイヤ配列を採用することにより、同程度の微細化工程で比較すれば、高解像度のカラー固体撮像素子を提供できる。また、ベイヤ配列において、画素数の多い緑色を1色目に採用することにより、初期遮光パターンから加工形成する遮光パターンの剥がれや各画素の周囲で遮光パターンに積層する着色透明パターンの剥がれをさらに防止することができる。 In the on-chip color filter of the present invention, it is preferable that the planar arrangement of a plurality of colored transparent patterns is a Bayer array, and the first color is green. By adopting a Bayer array that reduces the total number of pixels without reducing the apparent resolution, a high-resolution color solid-state imaging device can be provided as compared with the same miniaturization process. In addition, in the Bayer array, green, which has a large number of pixels, is adopted as the first color, thereby further preventing peeling of the light shielding pattern processed from the initial light shielding pattern and peeling of the colored transparent pattern laminated on the light shielding pattern around each pixel. can do.
1・・・半導体基板
2・・・光電変換素子
3・・・配線層
4・・・絶縁層
5・・・電極パッド
6・・・第一の平坦化膜
7・・・着色透明層
8・・・第二の平坦化膜
9・・・マイクロレンズ
10・・・遮光パターン
11・・・初期遮光パターン
12・・・初期遮光パターンの開口部
13・・・エッチングレジストパターン
14・・・エッチングレジストパターンの開口部
15・・・除去部
16・・・現像除去部
71・・・1色目の着色透明パターン
72・・・2色目の着色透明パターン
73・・・3色目の着色透明パターン
711・・・1色目の着色透明塗布層
721・・・2色目の着色透明塗布層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Photoelectric conversion element 3 ... Wiring layer 4 ... Insulating layer 5 ... Electrode pad 6 ... First planarization film 7 ... Colored transparent layer 8 .... Second planarizing film 9 ... micro lens 10 ... light shielding pattern 11 ... initial light shielding pattern 12 ... opening 13 of initial light shielding pattern ... etching resist pattern 14 ... etching resist Pattern opening 15 ... removal part 16 ... development removal part 71 ... colored transparent pattern 72 of the first color ... colored transparent pattern 73 of the second color 73 ... colored transparent pattern 711 of the third color -Colored transparent coating layer 721 for the first color ... Colored transparent coating layer for the second color
Claims (8)
初期遮光パターンを、着色透明パターンの1色目の画素部になる箇所が開口部となるように黒色材料により形成する工程、
1色目の着色透明材料を塗布して硬化する工程、
1色目の画素部になる箇所を全て含む領域を選択的に覆うようにエッチングレジストパターンを形成する工程、
エッチングレジストパターンの開口部に露出する1色目の着色透明材料とその下層の黒色材料とを除去する工程、
2色目の着色透明材料を塗布する工程、
フォトリソグラフィー法により、1色目の着色透明パターンよりも厚くなり、かつ2色目の画素部と隣接する遮光パターン上にも積層されるように2色目の着色透明パターンを形成するとともに、3色目の画素部になる箇所に塗布された2色目の着色透明材料を除去する工程、
3色目の着色透明材料を塗布する工程、
フォトリソグラフィー法により、着色透明パターンの3色目の画素部になる箇所に、1色目の着色透明パターンよりも厚くなり、かつ3色目の画素部と隣接する遮光パターン上にも積層されるように3色目の着色透明パターンを形成する工程、
を含む各工程を順に実施することを特徴とするカラー固体撮像素子用オンチップカラーフィルタの製造方法。 In a color filter forming step in which a light-shielding pattern and at least three colored transparent patterns are sequentially arranged in a plane on the light-receiving surface side surface of a solid-state imaging element pixel unit in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a plane on a semiconductor substrate,
A step of forming the initial light-shielding pattern with a black material so that the portion to be the pixel portion of the first color of the colored transparent pattern is an opening,
Applying and curing the first colored transparent material;
Forming an etching resist pattern so as to selectively cover a region including all portions to be the pixel portion of the first color;
Removing the first color transparent material exposed in the opening of the etching resist pattern and the underlying black material;
Applying a second transparent coloring material;
By forming the second color transparent pattern so as to be thicker than the first color transparent pattern and to be laminated on the light shielding pattern adjacent to the second color pixel portion by photolithography, the third color pixel Removing the colored transparent material of the second color applied to the part to be a part,
Applying a third color transparent material;
3 so that it is thicker than the colored transparent pattern of the first color and is also laminated on the light shielding pattern adjacent to the pixel portion of the third color by photolithography. Forming a colored transparent pattern of eyes,
A method for producing an on-chip color filter for a color solid-state imaging device, wherein the steps including the steps are sequentially performed.
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