JPH09237885A - カラーイメージセンサのカラーフィルタ基板の位置合わせ方法およびカラーイメージセンサの製造方法ならびにカラーイメージセンサの位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子アレイ上にストライプ条のカラ
ーフィルタが配置されたカラーフィルタ基板を貼り合わ
せるカラーイメージセンサにおいて、カラーフィルタ基
板と固体撮像素子アレイの位置合わせと電気的検査とを
同時に行う。 【解決手段】 固体撮像素子アレイ１０上にストライプ
条のカラーフィルタが配置されているカラーフィルタ基
板３を貼り合わせる際に、カラーイメージセンサの評価
用光源６２を用いてカラーフィルタ基板３を介して、固
体撮像素子アレイ１０上に光を照射する。カラーフィル
タ基板３は、固体撮像素子アレイ１０に対して相対的に
微動させ、その時のカラーイメージセンサからの出力に
よって位置合わせが行われる。これと同時に上記評価用
光源６２は、カラーイメージセンサの電気的検査も行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機もしくはイ
メージスキャナあるいはファクシミリ等に応用されるカ
ラーイメージセンサにおいて、ストライプ条のカラーフ
ィルタが配置されているカラーフィルタ基板を固体撮像
素子アレイ上の希望位置に精度よく貼り合わせて検査す
るカラーイメージセンサにおけるカラーフィルタ基板の
位置合わせ方法、およびカラーイメージセンサの製造方
法、ならびにカラーイメージセンサの位置合わせ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体撮像素子アレイ上にカラーフ
ィルタが形成されているカラーフィルタ基板を貼り合わ
せてなるカラーイメージセンサの位置合わせ方法は、固
体撮像素子アレイが形成されている基板の両端に予めア
ライメントマークが形成されている。同様なアライメン
トマークは、カラーフィルタ基板を構成しているガラス
基板の両端にも予め形成されている。たとえば、図７
は、従来例における固体撮像素子アレイとカラーフィル
タ基板との位置合わせを行うための例を説明する概念図
である。図７において、固体撮像素子アレイ１０の上に
は、カラーフィルタ基板３が載置される。また、固体撮
像素子アレイ１０は、基板ホルダー６１に固定されてい
る。さらに、固定撮像素子アレイ１０が形成されている
基板の両端には、予めアライメントマーク１５，１５′
が設けられている。同様に、カラーフィルタ３を構成し
ているガラス基板の両端には、予めアライメントマーク
３５，３５′が設けられている。

【０００３】次に、アライメントマーク１５と３５、ア
ライメントマーク１５′と３５′とは、顕微鏡６７，６
７′を介して矢印６８，６８′方向から目視して同じ位
置に来るようにカラーフィルタ基板位置微動マイクロメ
ータ６５，６５′によって位置合わせを行うために設け
られていた。このような位置合わせ方法は、顕微鏡６
７、６７′を用いた目視による位置合わせであるため、
熟練を要する煩雑な作業であると共に、時間と労力を要
するという問題があった。また、微細なアライメントマ
ークを合致させるという位置合わせ方法では、高分解能
の顕微鏡が必要であった。

【０００４】図８は、従来例におけるカラーイメージセ
ンサの製造方法を説明するためのフローチャートであ
る。図８において、先ず、固体撮像素子アレイ１０は、
イメージセンサとしての電気的チェックが行われる（Ｓ
１１）。イメージセンサとしての電気的なチェックが終
了した固体撮像素子アレイ１０は、その上にカラーフィ
ルタ基板３が載置された後、両者のアライメントマーク
１５，１５′、３５，３５′によって位置合わせが行わ
れる（Ｓ１２）。固体撮像素子アレイ１０とカラーフィ
ルタ基板３とは、位置合わせが終了した時点で仮固定さ
れる（Ｓ１３）。

【０００５】その後、固体撮像素子アレイ１０とカラー
フィルタ基板３とは、熱硬化性接着剤を加熱して軟化さ
せた後、冷却硬化することによって接着される（Ｓ１
４）。次に、接着された固体撮像素子アレイ１０とカラ
ーフィルタ基板３とは、たとえば図示されていない、シ
リコン樹脂によって封止される（Ｓ１５）。さらに、封
止によって完成されたカラーイメージセンサは、電気的
な最終チェックが行われる（Ｓ１６）。

【０００６】これに対して、顕微鏡を用いずに固体撮像
素子アレイ上に貼着されるカラーフィルタ基板の位置を
調整する方法は、たとえば、特開平４−２５２６５３号
公報に「画像読取装置における読取センサの位置調整方
法」として記載されている。上記「画像読取装置におけ
る読取センサの位置調整方法」は、三つのラインセンサ
からなる読み取りセンサの光学的な位置を実際に位置調
整する際に、基準となるパターンを予め読取センサで読
みとり、読取センサからのビデオ信号をオシロスコープ
に供給する。そして、上記調整方法は、各調整部分を微
調整しながら基準のビデオ信号の波形と、読取センサか
らの信号波形とを比較して、位置決めをしている。

【０００７】また、特開平２−２３９７６９号公報に記
載されている「カラーフィルタの位置合わせ方法」で
は、カラーフィルタ板のフィルタ部を除いた部分に遮光
膜を形成し、受光素子アレイ上にこのカラーフィルタ板
を位置させると共に、カラーフィルタ板のフィルタ部を
介して受光素子アレイ上に光を照射させ、このカラーフ
ィルタ板と受光素子アレイとを相対的に移動させながら
受光素子アレイからの出力を検出し、最大出力が得られ
る時、受光素子アレイに対するカラーフィルタ板の位置
合わせが完了する方法が提案されている。

【０００８】たとえば、上記特開平２−２３９７６９号
公報に記載されている「カラーフィルタの位置合わせ方
法」のような方法を用いると、カラーフィルタ板と受光
素子アレイとの位置合わせは、その出力の最大値を正し
い位置とすることから位置合わせを一義的に決めること
ができる。しかし、上記のようにカラーフィルタの回り
に遮光膜を持たず、１種類の色バランス補正用カラーフ
ィルタを用いて、カラーフィルタ板とカラーイメージセ
ンサの受光素子アレイとの位置を微妙に調整して出力補
正を行い、いろいろな出力比を持ったカラーイメージセ
ンサを得る目的のためには、上記方法が使えないという
問題を有する。

【０００９】また、図８に示す従来のカラーイメージセ
ンサの位置合わせ方法は、固体撮像素子アレイ１０とカ
ラーフィルタ基板３の位置合わせを行い、位置決めをし
た後、貼り合わせを済ませ、出来上がったカラーイメー
ジセンサの電気的検査工程を行っていた。このように、
図８に示す方法では、固体撮像素子アレイ１０にカラー
フィルタ基板３を貼り合わせてから電気的検査を行うた
め、固体撮像素子アレイ１０にカラーフィルタ基板３を
貼り合わせてから、欠陥ビットを持つカラーイメージセ
ンサを検査工程で不合格とすることがあった。

【００１０】また、固体撮像素子アレイ１０とカラーフ
ィルタ基板３とを位置合わせする位置は、一義的に決ま
り、固体撮像素子アレイ１０の画素部に対するカラーフ
ィルタ基板３の面積をずらして、色バランス補正を行う
ことは不可能であった。そのため、色バランス補正は、
色信号補正処理回路に頼るしかなく、色信号補正処理回
路を有さない場合、カラーフィルタ基板３の分光透過率
特性の変更、カラーフィルタ基板３の膜厚変更、あるい
はカラーフィルタ基板３の感光着膜領域の変更、または
固体撮像素子アレイ１０の画素面積の変更等で対処しな
ければいけないので、時間とコストの両面で工数削減に
支障をきたしていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な課題を解決するためのもので、固体撮像素子アレイ上
にカラーフィルタ基板を貼り合わせてなるカラーイメー
ジセンサにおいて、固体撮像素子アレイの画素上にカラ
ーフィルタ基板を貼り合わせる場合に、顕微鏡を用いて
位置を合わせ、アライメントマークを合致させることを
行うことなしに、電気的な出力をモニターすることによ
って、位置合わせを行い、同時にカラーイメージセンサ
としての電気的な検査も行うことができるカラーイメー
ジセンサのカラーフィルタ基板の位置合わせ方法および
カラーイメージセンサの製造方法ならびにカラーイメー
ジセンサの位置合わせ装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】また、出力調整用のカラーフィルタを用い
た場合、本発明は、所望の色出力バランスになるように
貼り合わせすることができるカラーイメージセンサのカ
ラーフィルタ基板の位置合わせ方法およびカラーイメー
ジセンサの製造方法ならびにカラーイメージセンサの位
置合わせ装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】 （第１発明）前記目的を達成するために、本発明のカラ
ーイメージセンサのカラーフィルタ基板の位置合わせ方
法は、固体撮像素子アレイ１０上の所定位置に、各色の
間が遮蔽膜によって遮蔽されているストライプ条のカラ
ーフィルタが配置されているカラーフィルタ基板３を位
置決めし、固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基
板３とを貼り合わせてなるもので、カラーフィルタ評価
用光源６２をカラーフィルタ基板３のフィルタ部を介し
て固体撮像素子アレイ１０上に照射させ、固体撮像素子
から検出した各色の出力によって固体撮像素子アレイ１
０とカラーフィルタ基板３との位置合わせを行う。

【００１４】（第２発明）本発明のカラーイメージセン
サの製造方法は、固体撮像素子アレイ１０上の所定位置
に、各色の間が遮蔽膜によって遮蔽されているストライ
プ条のカラーフィルタが配置されているカラーフィルタ
基板３を位置決めし、固体撮像素子アレイ１０とカラー
フィルタ基板３とを貼り合わせてなるもので、カラーフ
ィルタ評価用光源６２をカラーフィルタ基板３のフィル
タ部を介して固体撮像素子アレイ１０上に照射させ、固
体撮像素子から検出した各色の出力によって固体撮像素
子アレイ１０とカラーフィルタ基板３との位置合わせを
行うと同時に、カラーイメージセンサの電気的な検査を
行う。

【００１５】（第３発明）本発明のカラーイメージセン
サの製造方法は、固体撮像素子アレイ１０上の所定位置
に、各色の間が遮蔽膜によって遮蔽されているストライ
プ条のカラーフィルタが配置されているカラーフィルタ
基板３を位置決めし、固体撮像素子アレイ１０とカラー
フィルタ基板３とを貼り合わせてなるもので、カラーフ
ィルタ評価用光源６２をカラーフィルタ基板３のフィル
タ部を介して固体撮像素子アレイ１０上に照射させ、固
体撮像素子から検出した各色の出力によって固体撮像素
子アレイ１０とカラーフィルタ基板３との位置合わせを
行った後、固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基
板３とを貼り合わせる際に、紫外線硬化接着剤５を使用
してカラーフィルタ基板３を固体撮像素子アレイ１０に
仮固定し、その後、加熱して接着する。

【００１６】（第４発明）本発明のカラーイメージセン
サの製造方法は、前記紫外線硬化接着剤５を硬化させる
ための紫外線を照射ランプによって照射する。

【００１７】（第５発明）本発明のカラーイメージセン
サの製造方法における各色の間に形成されている遮蔽膜
の幅は、それぞれ異なるようにして色バランスの補正を
行う。

【００１８】（第６発明）本発明のカラーイメージセン
サの位置合わせ装置は、固体撮像素子アレイ１０上に、
各色の間が遮蔽膜によって遮蔽されているストライプ条
のカラーフィルタが配置されているカラーフィルタ基板
３を貼り合わせてなるもので、上記固体撮像素子アレイ
１０を固定する基板ホルダー６１と、固体撮像素子アレ
イ１０と、その上に載置されたカラーフィルタ基板３と
の少なくとも一方を微動させるカラーフィルタ基板位置
微動マイクロメータ６５と、カラーイメージセンサ２を
評価すると共に、紫外線硬化接着剤５を硬化する紫外線
照射ランプからなる光源６２と、上記固体撮像素子を駆
動する駆動回路６３と、上記駆動された固体撮像素子か
らの出力をモニターするモニター回路６６とから構成さ
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は、固体撮像素子アレイ上
にストライプ条のカラーフィルタが配置されているカラ
ーフィルタ基板を貼り合わせる際に、従来のように、固
体撮像素子アレイおよびカラーフィルタ基板に設けられ
た位置合わせ用のアライメントマークによる位置合わせ
を顕微鏡によって行わず、カラーイメージセンサの評価
用光源を用いてカラーフィルタ基板を介して、固体撮像
素子アレイ上に光を照射する。そして、カラーフィルタ
基板は、固体撮像素子アレイに対して相対的に微動され
る。この時、カラーイメージセンサから出力が検出さ
れ、この検出出力は、モニター回路によってモニターさ
れる。したがって、固体撮像素子アレイおよびカラーフ
ィルタ基板は、モニター回路によって位置合わせ、およ
び貼り合わせを正確に行うことができる。

【００２０】固体撮像素子アレイ上にカラーフィルタ基
板を貼り合わせてなるカラーイメージセンサの出力信号
は、カラーイメージセンサの評価用光源を用いてモニタ
ーを行っているため、カラーフィルタ基板の貼り合わせ
の位置決めの際に、同時に電気的特性検査を行うことが
できる。さらに、固体撮像素子アレイとカラーフィルタ
基板との接着は、紫外線硬化＋加熱硬化型の接着剤を用
いて仮固定を行うため、紫外線硬化後に仮固定したカラ
ーイメージセンサを入れたトレイごと加熱して接着剤を
硬化させる。このように、本発明は、カラーフィルタ基
板の位置合わせの際に電気的検査が終了しているため、
カラーイメージセンサの出来上がり後の電気的検査を省
略して、工程を短縮している。

【００２１】また、本発明は、念のために電気的検査を
行う場合でも、トレイに入れたカラーイメージセンサご
とカラーフィルタ基板を位置合わせした際の装置で電気
検査を行うことができる。また、本発明は、出力補正用
のカラーフィルタ基板を用いて、カラーイメージセンサ
の検出出力をモニターしながら位置合わせ、および貼り
合わせすることによって、１種類のカラーフィルタ基板
を用いてカラーイメージセンサの所望の色信号バランス
を設定できる。このため、本発明は、カラーフィルタ基
板を製作した後で特性変更のために、色補正処理が必要
になったとしても、カラーイメージセンサの色信号補正
処理回路を有しない場合、カラーフィルタ基板やイメー
ジセンサに変更を加えず、カラーフィルタ基板を貼り合
わせる位置をずらすことで、色バランス補正することを
可能とするものであリ、一度作ったカラーフィルタ基板
を作り変えることなく有効に利用することができ、色補
正のためのカラーフィルタ基板を再製作するためのコス
トと工程時間の短縮を実現することができる。

【００２２】また、本発明は、固体撮像素子アレイとカ
ラーフィルタ基板の位置合わせと同時にカラーイメージ
センサとしての電気的な検査を行うことにより、欠陥ビ
ットのある固体撮像素子アレイをカラーフィルタ基板と
位置合わせし、貼り合わせる前に発見し、排除できる利
点もある。本発明によれば、カラーフィルタを固体撮像
素子上に貼り合わせる際にカラーイメージセンサの評価
用光源を上方より照射し、カラーフィルタ部の光が透過
して、この光量に応じたカラーイメージセンサとしての
出力信号を検出しながら位置合わせを行い紫外線硬化接
着剤でカラーフィルタ基板を仮固定することにより、カ
ラーイメージセンサにおけるカラーフィルタ基板の位置
合わせと電気的な検査を同時に可能にし、カラーイメー
ジセンサの検査工程の削減を実現することができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。図１は、本発明の一実施例で、固体撮像素子
アレイにカラーフィルタ基板を位置合わせし、貼り合わ
せる方法を概念的に示した図である。図１において、固
体撮像素子アレイ１０は、トレイの役目を果たす基板ホ
ルダー６１に固定される。カラーフィルタ基板３は、上
記固体撮像素子アレイ１０上に載置される。光源６２
は、固体撮像素子アレイ１０に光を照射するもので、カ
ラーイメージセンサを評価する評価用の蛍光灯、紫外線
硬化接着剤を硬化させるために照射する紫外線照射ラン
プで構成されている。

【００２４】駆動回路６３は、通常カラーイメージセン
サを駆動するためのものである。この駆動回路６３は、
光源６２のカラーイメージセンサ評価用蛍光灯から固体
撮像素子アレイ１０に形成された光電変換素子２（図２
参照）に光を照射することにより蓄積された電荷を抽出
するものである。上記光電変換素子２から抽出された電
気信号は、Ａ／Ｄコンバータ６４を介してディジタル信
号に変換された後、モニター回路６６によってモニター
される。カラーフィルタ基板位置微動マイクロメータ６
５は、カラーフィルタ基板３を少なくとも一方に移動さ
せて、固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基板３
との位置合わせを行うものである。

【００２５】図２は、本発明にかかる方法が適用される
カラーイメージセンサの一実施例であり、固体撮像素子
アレイと、カラーフィルタ基板とを組み立てたカラーイ
メージセンサの概念図である。図２において、カラーイ
メージセンサ１００は、固体撮像素子アレイ１０上に光
電変換素子２と、カラーフィルタ基板３と、駆動回路か
らなるＩＣチップ４とを載置して構成されている。光電
変換素子２は、個別電極２２と、接合部を有するアモル
ファス半導体２２と、各個別電極に対向する共通電極２
３とが絶縁セラミック基板１上に設けられて構成されて
いる。また、カラーフィルタ基板３は、ガラス基板３１
の上にストライプ条のカラーフィルタ着色膜３２が形成
されて構成される。

【００２６】また、上記絶縁セラミック基板１の上に
は、図２に示すように、ＩＣチップ４が形成されてい
る。そして、ＩＣチップ４は、ボンディングワイヤ４１
によって、前記光電変換素子２に接続されている。ま
た、ＩＣチップ４は、その上をシリコン樹脂４２によっ
て覆われている。上記ＩＣチップ４は、固体撮像素子ア
レイ１０上に複数個配列され、１つのＩＣチップ４で１
２８ビットもしくは６４ビットの光電変換素子２を駆動
する。１つのＩＣチップ４は、光電変換素子２からの電
気信号を図示されていない出力線とボンディングワイヤ
４１とによって、時系列に抽出することができる。

【００２７】全ての光電変換素子２は、駆動回路６３か
らなる複数のＩＣチップ４によって順次駆動されること
により、蓄積された電気信号が抽出される。光電変換素
子２から抽出された電気信号は、図１に示すＡ／Ｄコン
バータ６４を介してデジタル信号に変換される。その
後、デジタル信号は、モニター回路６６によってモニタ
ーされる。なお、固体撮像素子アレイ１０に対するカラ
ーフィルタ基板３の位置合わせのための移動方法は、た
とえば、先に本出願人が提案した特願平６−６２７５８
９号に示したカラーフィルタの接着方法および装置、同
じく、特願平６−２５３２３１号に示したカラーフィル
タの位置合わせ接着装置がある。これらの位置合わせの
ための移動方法等は、カラーフィルタ基板３の両端およ
び両端から中央にかけて移動させると共に、水平方向の
Ｘ方向に直角な方向であるＹ方向に移動可能な構成とし
ている。

【００２８】図３は、図２における光電変換素子の電極
とＩＣチップの配置を示す平面図である。図４は、本発
明におけるカラーフィルタ基板の着色膜の例を説明する
ための図である。図３に示すように、絶縁セラミック基
板１上には、例えばクロム電極からなる光電変換素子２
の個別電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが３個ずつ位置をず
らして形成されて、これら３個の個別電極によって１つ
の画素を形成している。また、図４に示すように、３色
に分光するためのカラーフィルタ着色膜３２は、ガラス
基板３１の上に形成されており、等間隔に配置された
赤、緑、青からなるストライプ条のカラーフィルタであ
る。また、カラーフィルタ着色膜３２は、各色のフィル
タ間に幅の等しいブラックマトリックス３３が形成され
ている。さらに、カラーフィルタ着色膜３２は、固体撮
像素子アレイ１０の読み取り受光素子と対向するように
して固体撮像素子アレイ１０上に配置される。固体撮像
素子アレイ１０とカラーフィルタ基板３との貼り合わせ
のために、紫外線によって硬化する働きと加熱によって
硬化する働きを有する接着剤５が、カラーフィルタ着色
膜３２と固体撮像素子アレイ１０との間を埋めるように
塗布される。

【００２９】図４に示すように、カラーフィルタ着色膜
３２は、赤３２Ｒ，緑３２Ｇ，青３２Ｂの３色が繰り返
し配列されている。固体撮像素子アレイ１０とカラーフ
ィルタ基板３とを貼り合わせる紫外線硬化＋加熱硬化接
着剤５は、可視光領域で透過率がよく、紫外線を照射す
ると照射された箇所が硬化し、熱を加えると紫外線を照
射しなかったところでも硬化する樹脂等からなる。この
ような性質の紫外線硬化＋加熱硬化接着剤５は、固体撮
像素子アレイ１０とカラーフィルタ基板３の少なくとも
一方に塗布される。

【００３０】カラーフィルタ基板３には、赤，緑，青の
３色分光特性のストライプ条片が等ピッチで繰り返し設
けられている。一方、光電変換素子２の個別電極２１
は、短手方向に赤，緑，青の３列だけ配置され、長手方
向には繰り返し配置されて、３色のストライプ条フィル
タと同じピッチで配置されている。光電変換素子２は、
矩形の個別電極２１に照射された光量に応じた電気信号
を蓄積する。光電変換素子２から検出される出力信号
は、Ａ／Ｄコンバータ６４を介して３ビットごと３つの
グループに分けて取り出される。３ビットごとにするこ
とによって、３色ごとの出力信号は、揃えて検出するこ
とができる。したがって、長手方向をＸ方向とすると、
Ｘ方向に位置ずれを起こしても、検出しているカラーイ
メージセンサ２１の出力は、変化しない。

【００３１】しかし、長手方向Ｘに直交するＹ方向につ
いて、カラーフィルタ３３が位置ずれを起こして配置さ
れると、モニター回路６６でモニターしている光電変換
素子２の出力は、位置ずれを起こして配置している部分
に２種類のカラーフィルタ３２を経由した出力信号値が
現れる。すると、光電変換素子２の出力信号は、３種類
に分かれ、３つのグループの検出出力比が全ビット域に
ついて一定になると、固体撮像素子アレイ１０の光電変
換素子２と、カラーフィルタ基板３に形成されたカラー
フィルタ着色膜３２との位置が合っていると判断され
る。したがって、光電変換素子２からの出力信号をモニ
ターしながらカラーフィルタ基板３の位置を調整し、Ａ
／Ｄコンバータ６４を介して３ビットごとの光電変換素
子２からの３つのグループの出力信号比が全ビット域に
対して一定になる時、固体撮像素子アレイ１０に対する
カラーフィルタ基板３の位置合わせが完了する。この前
ビットのモニタによって、カラーセンサの電気的特性を
検査することができる。

【００３２】次に、位置合わせの具体的な方法について
図１を参照して説明する。本発明の位置合わせ方法は、
固体撮像素子アレイ１０と、固体撮像素子アレイ１０に
装着するカラーフィルタ基板３と、カラーフィルタ基板
３の位置を移動させるカラーフィルタ基板位置微動マイ
クロメータ６５と、固体撮像素子アレイ１０に光を照射
させる光源６２と、固体撮像素子を駆動する駆動回路６
３と、Ａ／Ｄコンバータ６４と、モニター回路６６とに
よって実施される。固体撮像素子アレイ１０上には、複
数の光電変換素子２が３列に配設されている。絶縁セラ
ミク基板１上には、クロムパターン（Ｃｒ）からなる３
列の長手方向に複数の個別電極２１と、アモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ）からなる光電変換層２２、酸化イン
ジウム・スズ（ＩＴＯ）からなる共通電極２３を順次積
層し、サンドイッチ型センサからなる複数の光電変換素
子２が形成されている。

【００３３】カラーフィルタ基板３は、光電変換素子２
に対応する３列のカラーフィルタ着色膜３２を透明なガ
ラス基板３１上に形成している。このカラーフィルタ着
色膜３２は、光電変換素子２と同一のピッチで赤３２
Ｒ，緑３２Ｇ，青３２Ｂからなる３列ごとのストライプ
条体が周期的に配列されている。接着剤塗布部には、紫
外線を照射すると、照射された箇所を硬化し、熱を加え
ると紫外線を照射していない所を硬化する樹脂等の接着
剤５が塗布されている。カラーフィルタ基板位置微動マ
イクロメータ６５は左右に設けられ、固体撮像素子アレ
イ１０の長手方向に対して直角方向であるＹ方向にそれ
ぞれ移動が可能である。固体撮像素子アレイ１０の長手
方向であるＸ方向は、カラーイメージセンサ１００の長
さに合わせ、片方の端面に突き当てるような構成にして
いる。

【００３４】光源６２は、固体撮像素子アレイ１０およ
びカラーフィルタ基板３に光を照射するもので、カラー
イメージセンサ１００としての評価光源と同じ蛍光灯と
紫外線接着剤５を硬化させるために紫外線照射器で構成
されている。駆動回路６３は、通常イメージセンサを駆
動するためのイメージセンサ駆動回路と同じ回路で構成
されている。このイメージセンサ駆動回路は、光源６２
の蛍光灯からの光が光電変換素子２に照射されることに
より、蓄積された電荷を抽出するものであり、ＩＣチッ
プ４内に形成されている。ＩＣチップ４は、前記の絶縁
セラミック基板１に複数個配列され、個別電極２１の引
き出し部端部と、ＩＣチップ４のパッドとがボンディン
グワイヤ４１によって接続されることにより、光電変換
素子２を６４ビットもしくは１２８ビット毎に一つのＩ
Ｃチップ４で駆動するようになっている。

【００３５】光電変換素子２から抽出された電気信号
は、Ａ／Ｄコンバータ６４を介してディジタル信号に変
換される。変換されたデジタル信号は、モニター回路６
６によってその出力がモニターされる。光電変換素子２
の感光領域は、１０μｍ×１０μｍの面積を持ち、この
部分に照射する光量に応じた電気信号が蓄積される。図
１の固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基板３と
の位置合わせをする際にカラーフィルタ基板３は、両端
に爪をもつカラーフィルタ基板位置微動マイクロメータ
６５によって支えられている。基板ホルダー１３上に固
体撮像素子アレイ１０を配置し、光源６２から照射され
るカラーイメージセンサ評価用蛍光灯の光は、カラーフ
ィルタ基板３を介して固体撮像素子アレイ１０に照射さ
れる。

【００３６】また、駆動回路６３には、固体撮像素子ア
レイ１０からの出力信号が抽出できるようになってお
り、その出力信号がＡ／Ｄコンバータ６４を介して出力
される。Ａ／Ｄコンバータ６４を介して出力された信号
は、３ビット毎に３つのグループに分かれる。モニター
回路６６によってモニターされる出力信号は、カラーフ
ィルタ着色膜３２の帯と光電変換素子２の位置が合って
いれば全ビットについて３種類の出力に分類できる。し
かし、カラーフィルタ着色膜３２の帯と光電変換素子２
の位置がずれると、検出された出力信号は、３種類では
なく、それ以上の種類の出力信号になる。

【００３７】このように固体撮像素子アレイ１０とカラ
ーフィルタ基板３の位置合わせは、検出された出力信号
が３種類のグループの出力信号に分かれるようにカラー
フィルタ基板位置微動マイクロメータ６５を使用してカ
ラーフィルタ基板３を移動させる。固体撮像素子アレイ
１０からの検出出力が３種類のグループの出力信号にな
ったところで、固体撮像素子アレイ１０とカラーフィル
タ基板３との位置合わせが完了する。この状態で、カラ
ーフィルタ基板３の上部から紫外線は、照射され、固体
撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基板３との間に塗
布した紫外線硬化＋加熱硬化接着剤５が固体撮像素子ア
レイ１０とカラーフィルタ基板３との接触面の周辺部で
硬化する。この結果、固体撮像素子アレイ１０とカラー
フィルタ基板３は、仮固定した状態で位置合わせされ
る。

【００３８】その後、基板ホルダー６１上に仮固定され
た状態の固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基板
３は、基板ホルダー６１ごと図示されていないオーブン
に入れられ、加熱硬化接着剤５を加熱硬化させる。この
ようにして、固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ
基板３とは、位置合わせおよび貼り合わせが完了する。

【００３９】図５は、本発明の実施例を纏めて説明する
ためのフローチャートである。図５において、封止済み
固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基板３とは、
図１に示す方法によって、位置合わせが行われる（Ｓ
３）。次に、封止済み固体撮像素子アレイ１０とカラー
フィルタ基板３とは、光源６２からの紫外線の照射によ
って、紫外線硬化接着剤５が硬化することによって仮固
定される（Ｓ４）。このようにして仮固定されたカラー
イメージセンサ１００は、カラーイメージセンサ評価用
光源６２からの紫外線照射によって、電気的チェックが
行われる（Ｓ５）。その後、カラーイメージセンサ１０
０は、図示されていないオーブンによって加熱され、熱
硬化接着剤５を硬化して完成される（Ｓ６）。

【００４０】また、本実施例では、固体撮像素子アレイ
１０を固定して、カラーフィルタ基板３を移動させるこ
とによってカラーフィルタ基板３と固体撮像素子アレイ
１０とを位置合わせする構成としたが、カラーフィルタ
基板３を固定して固体撮像素子アレイ１０を移動させて
固体撮像素子アレイ１０とカラーフィルタ基板３とを位
置合わせする構成としてもよいことは勿論であり、両者
が相対的に移動可能な構成であればいずれの構成でもよ
い。さらに、本実施例では、固体撮像素子アレイ１０の
光電変換素子２からの出力検出を駆動回路６３により行
ったので、位置合わせの特別な回路を必要とすることな
く簡易な方法で実現することができる。

【００４１】図６は、本発明の他の実施例で、光電変換
素子２に入力される波長によって出力が異なることを補
正するためにパターンの異なったカラーフィルタ基板を
用いた例を説明するための図である。図６において、カ
ラーフィルタ基板３に形成されたカラーフィルタ着色膜
３２は、等間隔に配置された赤、緑、青からなるストラ
イプ条のカラーフィルタで、各色のフィルタ間に幅の異
なるブラックマトリックス３３が形成されている。すな
わち、ブラックマトリックス３３は、フィルタ部の面積
を赤３２Ｒ＜緑３２Ｇ＜青３２Ｂとするために、それぞ
れ逆の幅となるように３３ｒｇ＞３３ｇｂ＞３３ｂｅ＞
３３ｅｒとなるように形成されている。

【００４２】色バランス補正用カラーフィルタ３２は、
カラーフィルタ基板３上に、等間隔に形成されたカラー
フィルタ着色膜３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと、位置をずら
して等間隔に配置された光電変換素子の個別電極２１
Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂと、幅が順次狭くなるブラックマト
リックス３３とが上述の関係で形成されている。この色
バランス補正用カラーフィルタ３は、光電変換素子２か
ら検出された出力信号をモニター回路６６によって、モ
ニターしながら固体撮像素子アレイ１０とカラーフィル
タ基板３との位置を合わせることにより、所望の色バラ
ンスとなるように、外部の色信号補正処理回路なしでカ
ラーイメージセンサ１００の色バランスが補正できる。

【００４３】従来、このように赤・緑・青の各色の感度
比に差が生じ、不都合と判断された場合は、色信号補正
処理回路を用いて外部から色補正を行うか、カラーフィ
ルタ基板の色特性をカラーイメージセンサの赤・緑・青
の各色の感度比が近似した値になるように作り直しを行
うか、あるいはカラーイメージセンサの画素面積を変え
る設計変更の必要が生じていた。しかし、図６に示す等
間隔のカラーフィルタ着色膜３２と幅の異なるブラック
マトリックス３３を使用することによって、モニター回
路６６を見ながら簡単に色バランスの補正ができるよう
になった。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、固体撮像素子アレイとカラーフィルタ基板と
の位置合わせが肉眼によらず、カラーイメージセンサの
評価用光源によって、光電変換素子からの出力を検出し
ながら行われるので、位置合わせと検査工程とを同時に
実施でき、安価なコストと短縮された工程とすることが
できる。本発明によれば、カラーフィルタ基板における
カラーフィルタ着色膜を遮蔽するブラックマトリックス
の幅を変えるようにしたため、色バランス補正用の特別
な処理回路が不要になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる固体撮像素子アレイにカラー
フィルタ基板を位置合わせする方法を概念的に示した
図。

【図２】 本発明にかかる固体撮像素子アレイ、カラー
フィルタ基板、および駆動回路を組み立てたカラーイメ
ージセンサの概念図。

【図３】 図２における光電変換素子の電極とＩＣチッ
プの平面図。

【図４】 本発明におけるカラーフィルタ基板の着色膜
を説明する図。

【図５】 本発明にかかる位置合わせ方法説明するフロ
ーチャート。

【図６】 本発明にかかるカラーフィルタの他の実施例
を説明する図。

【図７】 従来例における固体撮像素子アレイとカラー
フィルタ基板との位置合わせ方法を説明する概念図。

【図８】 従来例におけるカラーイメージセンサの製造
方法を説明するフローチャート。

【符号の説明】

１ 絶縁セラミック基板、 ２ 光電変換素子、 ３
カラーフィルタ基板、４ ＩＣチップ、 ５ 接着剤
（紫外線硬化＋加熱硬化接着剤）、 １０ 固体撮像素
子アレイ、 ２１ 個別電極、 ２２光電変換層（アモ
ルファス半導体）、 ２３ 共通電極（ＩＴＯ）、 ３
１ ガラス基板、 ３２ カラーフィルタ着色膜、 ３
３ ブラックストライプ、 ４１ ボンディングワイ
ヤ、 ４２シリコン樹脂、 ６１ 基板ホルダー、 ６
２ 光源、 ６３ 駆動回路、６４ Ａ／Ｄコンバー
タ、 ６５ カラーフィルタ基板位置微動マイクロメー
タ、 ６６ モニター回路、 １００ カラーイメージ
センサ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子アレイ上の所定位置に、各
   色の間が遮蔽膜によって遮蔽されているストライプ条の
   カラーフィルタが配置されているカラーフィルタ基板を
   位置決めし、固体撮像素子アレイとカラーフィルタ基板
   とを貼り合わせてなるカラーイメージセンサにおいて、 カラーフィルタ評価用光源をカラーフィルタ基板のフィ
   ルタ部を介して固体撮像素子アレイ上に照射させ、 固体撮像素子から検出した各色の出力によって固体撮像
   素子アレイとカラーフィルタ基板との位置合わせを行う
   ことを特徴とするカラーイメージセンサにおけるカラー
   フィルタ基板の位置合わせ方法。
2. 【請求項２】 固体撮像素子アレイ上の所定位置に、各
   色の間が遮蔽膜によって遮蔽されているストライプ条の
   カラーフィルタが配置されているカラーフィルタ基板を
   位置決めし、固体撮像素子アレイとカラーフィルタ基板
   とを貼り合わせてなるカラーイメージセンサの製造方法
   において、 カラーフィルタ評価用光源をカラーフィルタ基板のフィ
   ルタ部を介して固体撮像素子アレイ上に照射させ、 固体撮像素子から検出した各色の出力によって固体撮像
   素子アレイとカラーフィルタ基板との位置合わせを行う
   と同時に、 カラーイメージセンサの電気的な検査を行うことを特徴
   とするカラーイメージセンサの製造方法。
3. 【請求項３】 固体撮像素子アレイ上の所定位置に、各
   色の間が遮蔽膜によって遮蔽されているストライプ条の
   カラーフィルタが配置されているカラーフィルタ基板を
   位置決めし、固体撮像素子アレイとカラーフィルタ基板
   とを貼り合わせてなるカラーイメージセンサの製造方法
   において、 カラーフィルタ評価用光源をカラーフィルタ基板のフィ
   ルタ部を介して固体撮像素子アレイ上に照射させ、 固体撮像素子から検出した各色の出力によって固体撮像
   素子アレイとカラーフィルタ基板との位置合わせを行っ
   た後、 固体撮像素子アレイとカラーフィルタ基板とを貼り合わ
   せる際に、紫外線硬化接着剤を使用してカラーフィルタ
   基板を固体撮像素子アレイに仮固定し、 その後、加熱して接着することを特徴とするカラーイメ
   ージセンサの製造方法。
4. 【請求項４】 前記紫外線硬化接着剤を硬化させるため
   の紫外線を照射ランプによって照射することを特徴とす
   る請求項３記載のカラーイメージセンサの製造方法。
5. 【請求項５】 前記各色の間に形成されている遮蔽膜の
   幅は、それぞれ異なるようにして色バランスの補正を行
   うことを特徴とするカラーイメージセンサの製造方法。
6. 【請求項６】 固体撮像素子アレイ上に、各色の間が遮
   蔽膜によって遮蔽されているストライプ条のカラーフィ
   ルタが配置されているカラーフィルタ基板を貼り合わせ
   てなるカラーイメージセンサの位置合わせ装置におい
   て、 上記固体撮像素子アレイを固定する基板ホルダーと、 固体撮像素子アレイと、その上に載置されたカラーフィ
   ルタ基板との少なくとも一方を微動させるカラーフィル
   タ基板位置微動マイクロメータと、 カラーイメージセンサを評価すると共に、紫外線硬化接
   着剤を硬化する紫外線照射ランプからなる光源と、 上記固体撮像素子を駆動する駆動回路と、 上記駆動された固体撮像素子からの出力をモニターする
   モニター回路と、 から構成されることを特徴とするカラーイメージセンサ
   の位置合わせ装置。