JPH012002A

JPH012002A - 固体カラ−撮像素子の製造方法

Info

Publication number: JPH012002A
Application number: JP62-158285A
Authority: JP
Inventors: 明森重
Original assignee: 富士通株式会社
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1989-01-06

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】［概要］固体カラー撮像素子のカラーＮ（カラー画素）の形成方
法であって、透明樹脂股上に形成した所定色素を含む遠
紫外線・電子線用レジスト膜を塗布し、これを第２のレ
ジストマスクによって酸素プラズマアッシングしてパタ
ーンニングする。且つ、かくして、複数のカラー層を形
成した後、電極パッドを同様に第３のレジストマスクに
よってガスプラズマアッシングして窓開けする。

そうすれば、高品質なカラー層が形成され、且つ、形成
工程も簡便になる。

［産業上の利用分野］本発明は固体カラー撮像素子の製造方法にかかり、特に
、カラー（色彩）層の形成方法に関する。

最近、家庭用ビデオカメラが普及している中で固体撮像
素子が使用され、そのカラー化が進んでいる。この固体
撮像素子が使用される理由は■ＣＲＴのような撮像管で
はないから衝撃や振動に強いこと、■高圧回路が不要で
あること、■消費電力が少ないこと、■高輝度のものを
写しても撮像面の焼き付きがないこと、■寿命が長いこ
と、■残像がないこと等が挙げられ、これらは家庭用品
として非常に重要なことである。

従って、固体カラー描像素子は作製が容易で、且つ、品
質の高いカラー像であることが強く要望されている。

［従来の技術］従来より、固体カラー撮像素子のカラー層（カラー画素
）の形成方法は、ガラスフィルタに画素を形成して接着
するガラスフィルタ方式とチップ（基板）上に直接形成
するオンチップ方式の２通りがあるが、前者は接着ずれ
が起こるなどの欠点があり、後者の方が優れたカラー像
が得られるとされている。本発明は後者のオンチップ方
式の形成方法に関するものである。

さて、第２図は固体カラー撮像素子のカラー層部分の一
部の平面図と断面図を示しており、Ｒは赤色カラーＮ（
赤色画素）、Ｇは緑色カラー層（緑色画素）、Ｂは青色
カラー層（青色画素）、Ｓはフォトセンサ、Ｌは配線、
１は基板、２は絶縁膜、３は中間層、４は保護層である
。このような３色からなる画素がマトリックス状に配置
され、例えば、ＣＣＤ型撮像素子ではＣＯＤによって水
平あるいは垂直方向に転送されて検出され、これらの画
素数は水平・垂直いずれの方向にも数百価並んでおり、
それがＩＯｎ角程度の大きさのチップに形成されている
ものである。

ところで、第２図に示すようなカラー層を形成するため
には、従来、付表の右欄に示す材料と方法が使用されて
おり、従来のカラー層の形成方法の工程順図を第３図（
ａ）〜（ｄ）によって説明する。第３図（ａ）参照；基
板１上にフォトセンサＳ、配線りを設けて、その上に絶
縁膜２を被着し、その絶縁膜２上にゼラチン又はカゼイ
ン（結合剤■）に５〜１０％の重クロム酸カリウム（感
光剤■）を混合したカラー層５（未着色）を塗布して乾
燥し、次に、カラー層として残存させる部分だけ紫外光
線（露光■）で露光する。なお、図の右側のＰは電極パ
ッドを示している。

第３図−）参照；次いで、水洗現像（パターンニング■
）によって未露光部分が除去されて、カラー層部分だけ
が残存し、次に、これを５０〜９０℃に暖めた、例えば
、赤色の染色液（カラー化■）に浸漬して、赤色カラー
１ｉ５Ｒを形成する。

第３図（Ｃ）参照；次いで、その上にアクリル系透明感
光性樹脂３（中間層■）を塗布する。

第３図（ｄ）参照；上記のような工程を繰り返して３色
のカラー層、即ち、赤色カラー層５Ｒ，緑色カラー層５
Ｇ、青色カラー層５Ｂおよびアク、ジル系透明感光性樹
脂３からなる中間層を積層し、最後に、アクリル系透明
感光性樹脂４の保護層■を形成した後、図示のように、
電極パッド２部分を電子ビーム又は遠紫外光で露光（パ
ッド加工■）し現像して電極パッドを窓開ける。この電
極パッドは水平・垂直方向に信号出力を出す接続電極部
である。

以上が従来のカラー層の形成方法である。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、このような従来の形成方法はカラー化のため
に染色法を用いるが、染色ムラが発生し易く、且つ、欠
陥の多い画素が形成され易い。即ち、カラームラができ
て不均一なカラー像になりやすく、これは染色工程にお
いて染色液に浸漬すると、ゼラチンやカゼインが膨潤し
て表面がべとついてゴミなどが付着し易くなるためと考
えられる。また、染色液は５０〜９０℃に保温されてい
るため蒸発して、色濃度が変化するので常時管理する必
要がある。更に、染色前と後とでは２〜３倍の膜厚差が
生じる程の膨潤がある。

且つ、ゼラチンやカゼイ゛ンは耐熱、耐湿性が良くなく
、耐久性に劣る欠点があり、このゼラチンやカゼインの
解像度にも限界がある。

更に、重クロム酸カリウムは現像時に溶解して除かれる
が、重クロム酸カリウムは毒性があるために、排液の特
別な処理が必要になる。

本発明はこのような問題点を解消させる新規なカラー層
の形成方法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］その目的は、フォトセンサおよび配線を設けた基板上に
、透明樹脂膜（例えば、エポキシ高分子系透明感光性樹
脂膜）を塗布し、該透明樹脂膜上に所定色素を含有させ
た遠紫外線・電子線用レジスト膜（例えば、ポリメタク
リル酸エステルと共重合体樹脂膜）を塗布し、該遠紫外
線・電子線用レジスト膜上に第２のレジストパターンを
形成して、該レジストパターンをマスクにして前記共重
合体樹脂膜をガスプラズマアッシングによってノクター
ンニングして所定色素からなるカラー層を形成する工程
、前記カラー層の形成工程を繰り返して、複数の色素か
らなるカラー層を積層した後、電極パッドを第３のレジ
ストパターンをマスクにしてガスプラズマアッシングし
て窓開けする工程が含まれる製造方法によって達成され
る。

［作用］即ち、本発明は、例えば、エポキシ高分子系透明樹脂膜
上に所定色素を含むポリメタクリル酸エステルと共重合
体樹脂膜を塗布し、これを第２のレジストマスクによっ
てガスプラズマアッシングしてパターンニングし、また
、最後の形成工程の電極パッドも同様に第３のレジスト
マスクによってガスプラズマアッシングして形成する。

そうすれば、均一な色分布をもった高品質なカラー層が
形成され、且つ、染色法が不要で、廃液処理も容易にな
る等、形成方法も筒便になる。

更に、本発明によれば、フォトレジストを使用［実施例
］以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にかかるカラー層の形成方法の工程順断
面図を示し、付表は本発明にかかる形成方法に使用する
材料と方法を表（左欄）で示したもので、右欄に示す従
来法の使用材料と方法との比較を表示している。

即ち、本発明は重クロム酸カリウムを使用せず、最初か
ら色素を混合した樹脂膜を塗布して、レジスト膜をマス
クにしてパターンニングすること、および、酸素プラズ
マでアッシングすることが従来法との主な相異点である
。

次に、第１図（ａ）〜（ｅ）に示す工程順図によって順
次に説明する。

第１図（ａ）参照；基板１上にフォトセンサＳ、配線り
を設けて、その上にエポキシ高分子系透明感光性樹脂膜
３、例えば、商品名０ＥＢＲ１００を塗布し、１５０〜
２００℃、１０〜４０分間ベーキングする。

次に、その上に赤色の色素（カラー化■）を混合したポ
リメタクリル酸エステルと共重合体樹脂膜６（結合剤■
）、例えば、ＰＭＩＰＫ（ポリメチルイソプロペニルケ
トン）系樹脂：遠紫外線しジスト用、商品名０ＤＵＲ１
０１３を膜厚数千人程度に塗布し、１５０〜２００℃、
１０〜４０分間ベーキングする。なお、本例では従来の
絶縁膜の代わりに平坦化の容易なエポキシ高分子系透明
感光性樹脂膜３を塗布したものであり、また、同右側の
Ｐは電極パッドである。

第１図（ｂ）参照；次いで、その上にノボラック系レジ
スト７、例えば、商品名０ＦＰＲ８００を塗布して露光
する。

第１図（Ｃ）参照；次いで、現像してカラー層形成部分
上にレジスト７のパターンを残存させ、それをマスクに
して酸素またはアルゴンガスによるプラズマアッシング
をすると、赤色カラー層６Ｒが形成される。この酸素ま
たはアルゴンガスによるプラズマアッシングの条件は出
力４００〜８００ワツトで１〜５分間程度おこなう。

第１図（ｄｌ参照；次いで、レジスト７のマスクを除去
して、その上にエポキシ高分子系透明感光性樹脂３（中
間層■）を塗布し、１５０〜２００℃、１０〜４０分間
ベーキングして固化させる。

第１図（ｅ）参照：上記のような工程を繰り返して３色
の赤色カラー層６Ｒ，緑色カラー層６Ｇ、青色カラー層
６Ｂを・形成し、且つ、中間層のエポキシ高分子系透明
感光性樹脂３を積層して、最上面に、アクリル系透明感
光性樹脂４の保護層■を形成した後、電極バッド２部分
は多層レジスト８のパターンを形成し、それをマスクに
して酸素またはアルゴンガスによるプラズマアッシング
によって窓開け（パッド加工■）する。ここに、多層レ
ジスト８とは、例えば、下層にＰＭＩＰＫ系レジスト（
商品名０ＤＵＲ１０１３）、上層にノボラック系レジス
ト（商品名０ＦＰＲ８００）を形成し、そのパターンを
マスクにして窓開けするもので、これはアクリル系透明
感光性樹脂４がノボラック系レジストと反応し易く、そ
れを回避するためと、最上層の保護膜であるために少々
厚めに形成するためである。

以下は、多層レジスト８を除去してカラー層が完成され
るが、上記のような形成方法によれば、色濃度の分布が
均一であって欠陥が少なく、耐久性があって、高品質な
カラー層が形成され、且つ、染色工程が不要になり、特
殊な廃液処理の必要もなくて、工程が簡便化される利点
がある。

また、このような形成方法は高解像度のパターンが形成
可能であり、カゼインやゼラチンのように膨潤すること
もない。

なお、上記実施例では３原色（Ｒ，Ｇ、　Ｂ）で説明し
たが、補色（Ｃ，Ｍ、Ｙ）でも形成ができる。且つ、上
記実施例ではエポキシ高分子系透明感光性樹脂、ポリメ
タクリル酸エステルと共重合体樹脂で説明したが、上記
の目的を満たすものであれば、高範囲に使える。一般に
遠紫外光用レジスト、電子線レジストが殆ど使用可能で
ある。

［発明の効果コ以上の説明から明らかなように、本発明によれば高品質
な解像度の良いカラー画素が得られ、且つ、形成方法も
簡便になって、固体カラー撮像素子の品質向上、コスト
ダウンに大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明にかかるカラー層の形成
方法の工程順図、第２図は固体カラー撮像素子のカラー層部分の平面図と
断面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は従来のカラー層の形成方法の工
程順図である。図において、１は基板、　　　　　　２は絶縁膜、Ｓはフォトセンサ、　　　Ｌは配線、Ｐは電極パッド、Ｒ，５Ｒ，６Ｒは赤色カラー層、Ｇ、　５Ｇ、　６Ｇは緑色カラー層、　　′Ｂ、　５Ｂ
、　６Ｂは青色カラー層、′３は中間層（アクリル系透
明樹脂）、４は保護層（アクリル系透明樹脂）、　　　　、５はカ
ラー層、６は共重合体樹脂膜、７はノボラック系レジスト、８は多層レジスト本発口月と従ま沫ピ稍イた叩不λ軒・オ；ｈ比軟表凹固
Ｕｇ：Ｊ凹回固凹回圓凹回圓凹回（０）　　圓四回固図回園固タト〃ラー坦１桑稟１゜か）すｆ剣−かめ平面τとガ
■カＧ第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フォトセンサおよび配線を設けた基板上に、透明
樹脂膜を塗布し、該透明樹脂膜上に所定色素を含有させ
た遠紫外線・電子線用レジスト膜を塗布し、該遠紫外線
・電子線用レジスト膜上に第２のレジストパターンを形
成して、該第２のレジストパターンをマスクにして前記
遠紫外線・電子線用レジスト膜をガスプラズマアッシン
グによつてパターンニングして所定色素からなるカラー
層を形成する工程、前記カラー層の形成工程を繰り返して、複数の色素から
なるカラー層を積層した後、電極パッドを第３のレジス
トパターンをマスクにしてガスプラズマアッシングして
窓開けする工程が含まれてなることを特徴とする固体カ
ラー撮像素子の製造方法。
（２）前記透明樹脂膜をエポキシ高分子系透明感光性樹
脂膜とし、前記遠紫外線・電子線用レジスト膜をポリメ
タクリル酸エステルと共重合体樹脂膜としたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の固体カラー撮像素子
の製造方法。