JPS6064303A - カラ−フイルタ−の製造方法 - Google Patents

カラ−フイルタ−の製造方法

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JPS6064303A
JPS6064303A JP58172184A JP17218483A JPS6064303A JP S6064303 A JPS6064303 A JP S6064303A JP 58172184 A JP58172184 A JP 58172184A JP 17218483 A JP17218483 A JP 17218483A JP S6064303 A JPS6064303 A JP S6064303A
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Akira Miura
明 三浦
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はカラーフィルターの形成方法に関し、さらに詳
しくは固体撮像素子上に高精細なカラーフィルターを形
成する工程の改良に係るものである。
〔従来技術とその問題点〕
固体撮像素子上にカラーフィルターを形成する方法とし
て従来被染色性のレジストを同素子上に設け、露光Q現
像して染色所望域をパターン化ししかる後練パターン域
を各種染色を用いて染色してフィルター層を形成する所
謂る「染色法」が知られている。この染色法においては
染色域のパターン形状改善、染色層の膜厚均一化による
分光特性の再現安定化を主な目的として、染色層形成に
先立って固体撮像素子表面の凹凸の影響を回避するため
透明な平滑化層を設けることが多い。
COD等の固体素子表面には、通常アルミニウム配置 
パターンの上層を覆うようにポリシリコンや窒化シリコ
ン膜が形成さnておりその凹凸の巾は、1.5〜4μm
前後もあり、このような素子上tこ直接、染色層となる
レジストを設けてバターニングするとパターン形状・解
像性が著しく低下し又染色後の分光感度のばらつきも多
く、撮像素子とI7ての特性の著しく悪いものになる。
このため上記の如く平滑化層を設けることが固体撮像素
子上のカラーフィルター形成法においては、きわめてM
要なエイ呈となっている。
従来このような平滑化層を設ける方法として、例えばケ
イ皮酸ビニル系レジストや感光剤を含むゴム系レジスト
を該素子上にスピンコードにヨリ設け、露光架橋化して
設けていた。しかるにこの方法においては、1回のスピ
ンコードにより均一に被覆できるレジスト膜厚がたかだ
か2μm前後でしかないため素子表面の平坦化は十分達
成されなかった。又2回あるいは数回こnらレジストを
スピンコード法で多層積層させて平坦化に十分な厚い膜
を設けることも試みられているが、レジスト中の感光基
のため基板の深さ方向に吸収される光の強度が減少する
ため均一な露光ができな(なり、その結果レジストの架
橋化が不均一にしかおこらず平滑化が十分図れないとい
う問題があった。
あるいは又、素子自身の構造をできるだけ平坦になるよ
うに改良設計する方法も採用し得るが、これは素子特性
の仕様達成のため製造工程の大幅な改変を要し、簡単で
はない。
近年、固体撮像素子の小型化、高性能化及び高精細化の
要請が一段と高まる中で、カラーフィルター画素サイズ
の微細化1分光特性の均一性安定性カラーフィルター表
面のむら除去などに関し一層改善が要請されるようにな
った。この際、素子基板の平滑化工程は、従来以上に重
要となり、上記すう勢に対処できるように最適化を図っ
てい(必要がある。即ち平滑化層形成工程においては、
透明な少な(とも(400〜800nmの波長域で透過
度が95チ以上)、平坦性(〜4μmの素子表面の凹凸
を0.2μm〜0.5μmにする)が十分図れる材料及
びプロセスの選定確立が要求される。
〔発明の目的〕
本発明はかへる「染色法」によるカラーフィルター形成
に際して採られる固体撮像素子基板表面の平滑化に関す
る従来の問題点を解消し、高精度なカラーフィルターを
量産上も有利に製造する方法を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
本発明は上記目的を達するため、平滑化層を固体撮像素
子上に形成する際し感光基濃度の異なるネガ型レジスト
を順次積層して基板上に設け、しかる後練レジスト層を
露光し、架橋化させて該素子の平坦化を図ることを主旨
とするものである。
即ち本発明は該ネガレジストの露光現像特性が感光基濃
度により著しく異なることを利用し、該感光基濃度の高
い平滑化用レジスト層素子基板上に設け、次いて、感光
基濃度の低いレジストを積層させこれにより平滑化層の
深さ方向に感光基の濃度勾配を生じさせてこの勾配ζこ
応じた露光架橋化を惹起せしめ、平坦な樹脂層を素子上
に設けるというもので、きわめて容易に素子基板の平滑
化を図って、高精細のカラーフィルター製造を可能にす
るものである。
以下本発明を図をもとに詳しく説明する。
固体撮r8!素子は、第1図に示す如(、アルミニウム
パッド域を除いて全体にポリシリコンもしくは窒化シリ
コン(13)で被覆されている。
基板内で段差は、通常、3〜4μmである。従来法にお
いてはこの段差凹凸上に強固な平滑化層(17)を設け
てもその厚みは、段差の凹部で約2μm位であり、素子
の平坦化は、十分図かれていない。
このためこの平滑化層上にシアン(14)あるいはイエ
ロー(16)等の染色パターン層を中間# (15)を
介して順に設けると第2図に示す如く染色層の厚みは1
画素域内でも不均一であり、又固体素子基板全面におい
ても膜厚のばらつきの程度は0.7〜1.2μmにも及
ぶ。高精細なカラーフィルターを実現するため要求され
ている染色化層の分光特性は例えば補色型フィルターの
ジアン及びイエローについて、それぞれ500nm 、
570nmの観測波長において設定透過率の仕様基準に
対し±5チ以内で制御しなければならないとされている
。
これを実現するためには第4図に示す如(染色化層の嗅
厚変動量を最大±0.3μm以内にする必要がある。第
2図に示す如(従来法では、平坦化が十分達せられてい
ないことが原因して、上記目的は到底達成不可能である
といえる。
本発明の適用例は第3図に示すものである。
固体素子基板上に平滑化用レジスト(高感光基aI&)
17をまず形唆し、引続いて該レジストの低感光基濃度
品17′を設ける。平滑化を十分達するため、要すれば
、さらに一層低濃度のレジストを積層することも可能で
ある。
この平滑化層(17) (1,7’)は、同一の露光量
で同時に照射露光すると、その露光現像特性に応じた架
橋残膜を形成しきわめて平担法の良好な平滑化層となる
。こθ)ような平滑化した層上に従来例にならってシア
ン、イエロ一層を形成すると、下地段差、凹凸の影響を
全(受けないので、きわめて膜厚及び染色均一性に優れ
たフィルター画素を形成できる。
本発明の平滑化層形成に適用できるネガ型レジストとし
ては環化イソプレン、ブタジェン等ゴム系レジストに感
光剤として種々のアジド化合物例えば3.3′−ジメト
キシ−4,4′−ジアドジフェニル、4′−メトキン−
4−アジドフェニルミン、44′−ジアジドジフェニル
アミン、4.4′−ジアジドジフェニルヌタン、1−ア
ジドピレン、3.3’−ジメチル−4゜4′−ジアジド
フェニル、4.4’−ジアジドベンゾフェノン、4.4
’−ジアジドスチルベン%4.4′−ジアジドカルコン
、 2.6−ジー(4′−アシドベンザルコシクロヘキサノ
ン 2.6−ジー(4′−アジドベンサル)−4−メチルシ
クロヘキサノン を含むアジドゴム系ネガレジストあるいはアジド基を部
分的に導入置換したポリアジド安息香酸。
ポリアジドフタル酸ビニル、ポリアジドスチレンアジド
ペンツアルデヒドフェノール、等のアジド系ポリマーも
しくは、部分的にシンナモイル基を有するポリケイ皮酸
ビニル、ポリシンナミリデン酢酸ビニル、ポリビニルシ
ンナメート・シンナミリデンアセテート共重合1本、ポ
リビニルアセテートφシンナミリデンアセテート共重合
系ポリビニルベンゾエート・シンナミリデンアセテート
共重合系等々があげられる。
これらネガ型レジストを本発明に適用するにあたっては
、感光基濃度による露光現像特性を十分把握することが
肝要である。例えば上記に掲げたゴム系レジスト/アジ
ド感光剤系についてみるとレジストの露元現1象特性は
第5図に示す如(感光剤の添加tht濃度によって変化
する0図中、特性曲縁は+11 (2) (3) (4
]の順に感光剤濃度が低(なっており、残膜率は例えば
(1)では露光量10−f?100チであるが同−露光
量の(3)では30チである。従って(1)の高濃度レ
ジストを下)−とし、(3)の低濃度レジストを上層に
設けた積層系をこの露光量で露光すると、初期膜厚の6
5チの平滑化層が形成されることになる。上層に低濃度
レジストを形成する理由は、段差部にコートした厚いレ
ジストの深さ方向に、著しい光吸収の減衰がおこらない
ようにするためである。ネガ型レジストの多(は、分光
感度を向上させる目的で種々の増感剤を添加配合して使
用されている。本発明法においても、これらの使用を制
限するものではないが、通常これらの増感剤は感光波長
を強(吸収することになるため、特に上層に設けるレジ
スト材料に添加する場合には、著しい光減衰を招き、下
層レジストの感光架橋化を低下させないような範囲で選
択することが望ましい。
本発明法を適用したカラーフィルターの形成は上記の如
く方法で平滑化された固体撮像素子上に被染色性のネガ
レジスト例えばゼラチン、カゼインに重クロム酸アンモ
ニウムを添加したものを被覆し、所定パターンを有する
マスクを介して露光・現像し、適当な染料を含有した染
色液に浸漬して染色・着色化を施し、これを数回繰返す
ことによって行なわれる。
〔発明の効果〕
本発明法によって平滑化された固体撮像素子の平坦性は
従来法に比較して、大幅に改善されており、この平滑化
され丸板板上に形成した被染色性レジストのパターン形
状解像性及び膜厚均一性もきわめて良好である。このた
め、きわめて簡便な方法によって同素子上に微細でかつ
分光特性の均一なカラーフィルターを形成することが可
能となり、生産上きわめて多大な効果を生む。
〔発明の実施例〕
ポリシリコンで被覆された段差3μmを有するCOD固
体固体撮像止子上リイソプレンゴムに2.6−ジー(4
′−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン5
チ添加した高感光剤濃度のレジスト溶液をスピンコード
法により約2μm厚に設けた。次いで同レジストの感光
剤を2係にした低感光剤濃度のレジストを2μm厚で形
成し積層させた。80℃30分間ベーキング処理を行な
い所定パターンを有するフォトマスクを介して密着露光
し、所定現像液で現像した。ベーキング後段差部の膜厚
を測定したところ凹凸は、0,3μmになっていた。比
較のため高感光剤濃度のレジスト1層だけから成る層を
設けた基板について調べてみたところ段差は約1.2μ
mであった。
平滑化した、これらCOD素子上に重クロム酸ア7モニ
ウム/カゼインレジストを1μm厚に設はフィルター画
素状lこパターン露光を行なって、レジストパターンの
形状と膜厚を調べた。本発明法による平滑化を施した基
板の場合、走査型電子顕微鏡で観察したレジストパター
ン断面は膜厚が(11) きわめて均一であり、凹部においてもレジスト膜厚差が
0.2μm以内であった。一方従来法に従った基板にお
いては、段差の上下部でなお0.8μmの膜厚差が生じ
ていた。シアン染色を施した後、中間層(富士薬品製F
SR)を設け、上記同様カゼインのイエロー染色化層を
形成し、カラーフィルターをCCD上に設けた。
素子の分光特性を比較すると、本発明法により形成した
ものについては、色分解性1色調性がきわめて均一かつ
良好であることが判った。
【図面の簡単な説明】
第1図は、COD固体撮(a素子の断面図、第2図は、
従来の平滑化法により形成したCCD上のカラー、フィ
ルター層の断面図、第3図は、本発明によるCCD上の
カラーフィルターの断面図、第4図はレジストの膜厚と
分光特性(吸収率)の関係を表わす図、第5図はレジス
トの露光特性の感光基濃度依存性を示す図である。 図中10・・・基体、11・・・ホトセンサー域、12
・・・配線AJ、13・・・ポリシリコン層、14・−
第1(12) 染色層、15・・・中間層、16・・・第2染色層、1
7゜17′・・・平滑化層。 α ・・ ・ 分光才専it最j生し範u0 、 b 
r乏足刀莫ノ厘、1チれ「0代理人弁理士 則 近 憲
 佑(ほか1名)第 1 図 第2図 第3図 第4図 ご ト ド 暖 乃 第5図 11 九 I はス2T−1し)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)固体撮像素子上に直接カラーフィルター層を積層
    形式する方法において、該素子基板に着色層を設ける工
    程に先だち素子基板表面の凹凸を平滑化するため、感光
    剤濃度の異なるネガ型レジストを順次積層することを特
    徴とするカラーフィルターの製造方法。
  2. (2)ネガ型レジストが、インプレン、ブタジェンゴム
    に感光剤としてアジド化合物を含む系、アジド系ポリマ
    ー、シンナモイル基を含むビニルポリマーであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のカラーフィルタ
    ーの製造方法。
JP58172184A 1983-09-20 1983-09-20 カラ−フイルタ−の製造方法 Expired - Lifetime JPH0677083B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63301904A (ja) * 1987-06-02 1988-12-08 Sharp Corp カラ−固体撮像素子
JPH01136489A (ja) * 1987-11-24 1989-05-29 Toppan Printing Co Ltd カラー固体撮像素子
JPH01143483A (ja) * 1987-11-28 1989-06-06 Toppan Printing Co Ltd カラー固体撮像素子表面の平担化方法
JPH01143585A (ja) * 1987-11-30 1989-06-06 Toppan Printing Co Ltd カラー固体撮像素子

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JPH01143585A (ja) * 1987-11-30 1989-06-06 Toppan Printing Co Ltd カラー固体撮像素子

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