JPH01129203A - 多層干渉パターンの形成方法 - Google Patents

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】 〈発明の技術分野〉 基板上に誘電体の多層干渉膜から成る複数種類のパター
ン、とりわけ色分解フィルターパターンを２次元的に配
列することに関する。

〈従来の技術〉 従来より撮像管や固体撮像素子などの撮像デバイスのマ
ルチカラー化の手段として色分解フィルターが使用され
ている。該色分解フィルターとして樹脂の染色による有
機物タイプと誘電体の多層干渉膜による無機物タイプと
が主に実用化されている。後者は前者に比べて製造費用
が大きくなる傾向があるものの、高い透過率特性を有す
るほか、耐光性、耐候性等の耐環境特性において秀れて
いる。

一方各種撮像デバイスは必要とする画像の高精細度化が
進むに連れて、デバイス自体の高精細度化ひいてはそれ
に使用する色分解フィルターの高精細度化の要求を高め
、具体的に使用される色分解フィルターの画素パターン
サイズの微細化が求められている。

無機物タイプの色分解フィルターは従来よりリフトオフ
方式で作られることが多かった。その主な理由は多層干
渉膜のエツチングが生産上の障害になっていたことによ
る。リフトオフ方式で使用されるリフト材としては膜付
け、パターニング、リフトオフの容易さと多層干渉膜の
膜付は時の加熱工程への適合性を考慮してＣｕなどの金
属が一般的であった。しかるに、上述したように色分解
フィルターの微細化が求められるようになると、リフト
材により間接的にパターン形状が決まるリフトオフ方式
では形状や欠陥頻度の面で実用的な性能を得ることは困
難となってきた。替わって、ドライエツチング技術の進
歩に伴ない、多層干渉膜をエツチングしてパターン化す
る方式に移り変わりつつある。エツチング法による通常
のパターンニングプロセスの例を第２図に従って説明す
る。

尚、各々の工程の記号は、図面の断面図記号と対応する
。

（ａ）　　先ず、ガラス等の基Ｆｉ、ｌに第１の多層干
渉膜２を真空蒸着等により作成した後に第１の多層干渉
膜の残すべき部分を被覆するように第１の耐エツチング
マスク３を形成する。該第１の耐エツチングマスク３は
感光性樹脂であることも場合により可能であるが、通常
は真空蒸着、スパッター等によるＣｒ、　Ｃｕ、　Ａｒ
１．、Ｎｉ等の金属パターンをエツチング法またはリフ
トオフ法により形成してマスクとした方が好ましい。

ら）　次にエツチングにより第１の多層干渉膜２の露出
された面から除去していき第１の多層干渉パターン２Ｐ
を得る。該工程は通常ドライエツチングとりわけ反応性
イオンエツチングが実用的である。

（Ｃ）　　続いて、第２の多層干渉１１！！４を真空蒸
着等により形成する。

（ｄ）　　その後第２の耐エツチングマスク５を第２の
多層干渉膜４の残すべき部分を被覆するように形成する
。該工程に使用する材料や方法は（ａ）と同様である。

（ｅ）　　次いで（ロ）と同様の工・ンチングにより第
２の多層干渉パターン４Ｐを得る。

（ｆ）　　さらに第３の多層干渉膜６を（Ｃ）と同様に
形成する。

（２）　（ｄ）と同様に第３の耐工・ンチングマスク７
を形成する。

（ロ）　その後Ｃｂ）、（ｅ）と同様のエツチングによ
り第３の多層干渉パターンが限定される。

（ｉ）　　次いで第１〜第３の耐エツチングマスク３゜
５．７を除去することによって３色から成る色分解フィ
ルターが得られる。

実用上では本プロセスの前後に黒色、＜ターンやオーバ
ーコートの形成などが加わることも多し）が本説明では
省略する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述の従来方法では以下のような問題点があった。

（１）第２および第３の多層干渉パターンを工・ノチン
グにより形成するに際して、既に形成されてし）る多層
干渉パターンの上に積み重なった部分の工・ンジの影響
により、工・ンジ近傍の耐工・ンチンク゛マスクの形状
が不良となったり、工・ンチングそのものが不均一に行
なわれたりして良好な形状が得られない。

（２）耐エツチングマスクの位置合わせの状況Ｇこより
隣り合う多層干渉パターンの重なりやそれらの間のすき
間が発生することが避けられけなし１゜（３）工程が長
いため、高い収率を得ることが困難である。

本発明は上記（１）〜（３）の問題点を解決するための
新規な方法を提示するものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の多層干渉パターンの形成方法を第１図に従って
説明する。

但し、判りずらい発明なので色が三色の場合をもとに説
明するが、二色目以降の工程を繰り返す事により何色の
ものについても適用できるものである。

第１図は第２図同様に三種類の多層干渉パターンを二次
元的に配列する場合について説明するものであるが、一
般に複数種類の多層干渉パターンを配列する場合も同様
の方法が可能である。

（ａｌ　　先ず、ガラス等の基板１に第１の多層干渉膜
２を真空蒸着等により形成した後に第１の多層干渉膜の
残すべき部分を被覆するように第１の耐エツチングマス
ク３を形成する。但し、残すべき部分とは、この場合最
終的に第１の多層干渉膜の残すべき部分でも良いし、次
の工程である第二色目の多層干渉膜を設けようとする部
分以外でも良い。

該第１の耐エツチングマスク３は感光性樹脂であること
も場合により可能であるが、通常は真空蒸着、スパッタ
ー等によるＣｒ、　Ｃｕ、　Ａｌ５Ｎｉ等の金属パター
ンをエツチング法またはリフトオフ法により形成してマ
スクとした方が好ましい。

（ｂ）　　次ぎにエツチングにより第１の多層干渉膜２
の露出された面から除去していき、第１の多層干渉パタ
ーン２Ｐを得る。該工程は通常、ドライエツチングとり
わけ反応性イオンエツチングが実用的である。

（Ｃ）　　続いて、第２の多層干渉膜４を真空蒸着等に
より形成する。その後第１の耐エツチングマスク３をリ
フト材として用いて３の上の第２の多層干渉膜４をリフ
トオフする。ここで３の厚さは比較的薄いが、パターン
が微細化してくるほどリフトオフは容易となる。

（財）　リフトオフが終了して比較的平坦になった表面
の内、第１の多層干渉パターン２Ｐと第２の多層干渉膜
４の残すべき部分とを被覆するように第２の耐エツチン
グマスク５を形成する。なお、図では表示されてないが
、一般に各多層干渉膜の厚さは異なるので上記リフトオ
フ後も完全な平坦化は望めない。しかし、リフトオフし
ない場合と比較してはるかに良好な平坦化表面が得られ
るものである。

（ｅ）　　次いで［有］）と同様のエツチングにより第
２の多層干渉パターン４Ｐを得る。

［ｆ）　　さらに第３の多層干渉膜６を（Ｃ）と同様に
形成する。

本説明では第３の多層干渉パターン６Ｐが第１および第
２の多層干渉パタン２Ｐおよび４Ｐ以外の有効平面領域
を覆い尽くす例について述べているので、この後、第２
耐エツチングマスク５をリフト材として用いて５の上の
第３の多層干渉膜６をリフトオフすると各多層干渉パタ
ーン２Ｐ、　４Ｐ、　６Ｐがすき間や重なりなく横並び
となり一連のプロセスが完了する。

本発明においては工程の途中で多層干渉膜の重なり部分
を除去して平坦化を図ることにより２番目以降の多層干
渉パターンの形状を著しく改善する。また平坦化後に、
既に形成済みの多層干渉パターンと新たに形成しようと
する多層干渉パターンとを共通に覆うように耐エツチン
グマスクを形成してエンチングするのでパターン間のす
き間や重なりが生じない。さらに、平坦化のためのＩＪ
ラフトフ工程が加わるとは言え、これは耐エツチングマ
スクの剥膜を兼ねた工程であり短時間で完了する上、最
終の多層干渉パターンの形成で番よ新たな耐エツチング
マスクの形成およびエツチングを不要とし、上記工程と
同様のリフトオフ・剥膜兼用の工程が完了するので、全
体に工程の短縮力（実現される。またこの最終多層干渉
）々ターンが既に形成されたパターンの空白部を埋める
形で形成されるので上述のパターン間のすき間や重なり
をなくすることにさらに寄与することは明らかである。

〈実施例〉 高精細度撮像管用分解フィルターへの適用例について述
べる。この適用例は、以下１０個の工程により成り立っ
ている。

１、ガラス基板上に通常の多層光学薄膜用真空蒸着装置
によりＴｉＯよ会とＳｉｎ、！’を交互に積層して厚さ
１６μｍのグリーン層を蒸着する。

２、スパッターによりＣｒ層約２，０００　人堆積した
後、通常のフォトリソプロセスにより残すべきグＩＪ−
ンのストライプパターンに相当するＣｒパターンを形成
する。２色目以降のパターンとのアライメントマークを
作るためのＣｒパターンもここで同時に形成する。　Ｃ
ｒのエツチングは硝酸第２セリウムアンモニウム液にて
行なう。

３、Ｃｒパターンを耐エツチングマスクとしてグリーン
層をドライエツチングする。フロンに（Ｃｃｌ。

ｐｇ）を導入してガス圧を１．ＯＰａ　とした反応室内
の電極板上に設置されたサンプルに対してＲＦパワー０
．２５Ｗａｔｔ／ｃ＋１を３５分間印加して反応性イオ
ンエツチングを行なう。

４、厚さ１．３　μｍのレッド層を１と同様に蒸着する
。

５、グリーンパターン上のレッド層をＣｒの耐エツチン
グマスクと共にリフトオフする。Ｃｒのエツチング液に
約１時間浸漬後超音波洗浄を約３０分実施することによ
りリフトオフが完了する。

６．２．と同様にＣｒ層を堆積した後、通常のフォトリ
ソプロセスによりグリーンパターンと新たにパターン化
すべきレッドパターンとを被覆する形でＣｒパターンを
形成する。

７、Ｃｒパターンを耐エツチングマスクとしてレッド層
を３．と同様にドライエツチングする。但し、時間は２
５分間。

８、厚さ０．９　μｍのブルー層を１．４．と同様に蒸
着する。

９、グリーンパターンおよびレッドパターン上のブルー
層を５．と同様にリフトオフする。

１０、以上で色工程は終了するが、さらに光学的黒部の
形成他面付ガラスの断裁加工、透明オーバーコート層の
形成と研磨による平坦化を経て色分解フィルターが完成
する。

以上により１色の幅が約３μｍの高精細度撮像管用分解
フィルターが画線形状、寸法精度共に良好に形成された
。

く効果〉 本発明は従来の色分解フィルターに関して上述した各種
の問題点を解決したほか付随的な効果も得られた。以下
に要約する。

（１）各パターンのエツジ形状が直線的で良好となる。

（２）各パターン間のすき間や重なりがない。

（３）最終パターンのためのフォトリソプロセスおよび
エツチングプロセスが不要のため工程が短縮される。

（４）耐エツチングマスクを各エツチング毎に新しく全
体として作り直すために耐エツチングマスクの膜減り量
が一定となり工程条件の安定化に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多層干渉パターンの形成方法を説明す
るために工程に従って示した概略断面図であり、第２図
は従来の方法により第１図と同様の多層干渉パターンを
形成する際の工程を説明する概略断面図である。 １、基板 ２、第１の多層干渉膜 ２Ｐ、第１の多層干渉パターン ３、第１の耐エツチングマスク ４゜第２の多層干渉膜 ４Ｐ、第２の多層干渉パターン ５、第２の耐エツチングマスク ６、第３の多層干渉膜 ６Ｐ、第３の多層干渉パターン ７、第３の耐エツチングマスク 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴木和夫 第２１來１ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上の有効領域全体に第一色目の多層干渉膜を設
   け、次に少なくとも第二色目を所望するパターン形成領
   域以外を耐エッチングマスクで被覆し、エッチングして
   第二色目を所望するパターン形成領域内の多層干渉膜を
   除去し、次に基板の有効領域全体に第二色目の多層干渉
   膜を形成し、耐エッチングマスクをリフト材としてその
   上に乗っているパターン形成領域以外に設けられた多層
   干渉膜を同時にリフトオフし、二色以上の多層干渉膜を
   所望する場合は、色数だけ前記耐エッチングマスク被覆
   、エッチング、多層干渉膜形成、リフトオフ工程を繰り
   返す事を特徴とする多層干渉パターンの形成方法。 ２）エッチング方法として反応性イオンエッチングを利
   用することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
   層干渉パターンの形成方法。 ３）耐エッチングマスクとしてクロム薄膜を利用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項記載
   の多層干渉パターンの形成方法。 ４）多層干渉膜としてＳｉＯ＿２とＴｉＯ＿２との交互
   積層により、それぞれレッド、グリーン、ブルーに相当
   する撮像デバイス用色分解フィルターを構成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多層干渉パター
   ンの形成方法。