JPH01200302A - Manufacture of color separation filter - Google Patents

Manufacture of color separation filter

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JPH01200302A
JPH01200302A JP8825888A JP2588888A JPH01200302A JP H01200302 A JPH01200302 A JP H01200302A JP 8825888 A JP8825888 A JP 8825888A JP 2588888 A JP2588888 A JP 2588888A JP H01200302 A JPH01200302 A JP H01200302A
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color filter
filter
etching
substrate
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康弘 関根
Masanobu Uchida
雅信 内田
Toyoji Nishimoto
西本 豊司
Takeo Sugiura
杉浦 猛雄
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Abstract

PURPOSE:To arrange respective color filter patterns on a substrate while maintaining high size accuracy and alignment accuracy by lifting off a 3rd color filter on etching prevention films while leaving 1st and 2nd color filters protected by the etching prevention films. CONSTITUTION:The 1st etching prevention film 5 is formed on the surface of the 1st color filter 2 on the substrate, the 2nd etching prevention film 8 is formed on the surface of the 2nd color filter 6, and etching is carried out. The 3rd color filter 9 is formed thereupon and the etching prevention films 5 and 8 are dissolved to lift off the 3rd color filter 9. Consequently, the 1st color filter 2 and 3rd color filter 9 and a 4th color filter consisting of the overlap part of the 1st color filter 2 and 2nd color filter 6 are arranged on the substrate 1 while the high size accuracy and alignment accuracy are maintained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は色フィルターの製造方法に関するものであり、
特にカラー撮像素子用の色分解フィルターの製造方法に
関するものである。
[Detailed description of the invention] (Industrial field of application) The present invention relates to a method for manufacturing a color filter,
In particular, the present invention relates to a method of manufacturing a color separation filter for a color image sensor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

単管式カラー撮像管又は単板式カラー固体撮像素子等の
カラー撮像素子では、撮像面に結像される画像に含まれ
る色情報を電気信号に変換する目的で、光電変換部の前
面に数種の異なる分光透過率を持った色フィルターをス
トライプ状又はモザイク状に規則的に配置した色分解フ
ィルターを設けている。この色分解フィルターはその表
面に結像された画像を規則的に配置された色フィルター
により微小な部位に分割し、個々の部位における色情報
を各色フィルターを透過する光の強度という形で光電変
換部へと伝える働きを持っている。
In a color image sensor such as a single-tube color image sensor tube or a single-plate color solid-state image sensor, several kinds of sensors are used in front of the photoelectric conversion unit for the purpose of converting the color information contained in the image formed on the imaging surface into an electrical signal. A color separation filter is provided in which color filters having different spectral transmittances are regularly arranged in a stripe shape or a mosaic shape. This color separation filter divides the image formed on its surface into minute parts using regularly arranged color filters, and photoelectrically converts the color information in each part in the form of the intensity of light that passes through each color filter. It has the function of conveying information to the department.

このためカラー撮像素子を用いた画像認識においては、
使用する色分解フィルターの特性により認識される画像
の画質即ち解像度や色再現性等は大きく変化する。一方
、家庭用VTR及び小型ポータプルVTRの普及に伴い
カラー撮像素子の小型化への要求が高まると共に、ハイ
ビジョンをはじめとする高品位テレビの開発に代表され
る画像の高画質化への対応としてカラー撮像素子の高性
能化への要求が高まっている。カラー描像素子の小型化
、高性能化への要求とは、単管式カラー撮像管の場合は
電子ビームの走査サイズの縮小とキャリア周波数の向上
環により、また単板式カラー固体撮像素子の場合はチッ
プ面積の縮小と素子特性自体の改善及び受光蓄積モード
の検討、さらに画素の微細化等によって実現されるため
、用いられる色分解フィルターにはパタンサイズの微細
化、寸法精度の向上及びフィルタ一端部の形状の改善等
が求められている。
For this reason, in image recognition using a color image sensor,
The quality of the recognized image, ie, the resolution, color reproducibility, etc., varies greatly depending on the characteristics of the color separation filter used. On the other hand, with the spread of home VTRs and small portable VTRs, there is an increasing demand for smaller color image sensors, and color There is an increasing demand for higher performance of image sensors. The demand for smaller size and higher performance of color imaging devices is due to the reduction of electron beam scanning size and improvement of carrier frequency in the case of single-tube color image pickup tubes, and the demand for smaller size and higher performance in the case of single-chip color solid-state image pickup devices. This is achieved by reducing the chip area, improving the element characteristics itself, examining the light reception accumulation mode, and further miniaturizing the pixels.The color separation filter used has a smaller pattern size, improved dimensional accuracy, and one end of the filter. There is a need to improve the shape of the

以上述べたようにカラー撮像素子用色分解フィルターの
特性はカラー撮像素子の撮像特性と密接な関係をもって
いるため、従来からその構成及び製造方法については数
多くの検討が試みられている。現在広く用いられている
カラー盪像素子用色分解フィルターの製造方法は、色フ
ィルターパタンの基板上への形成方法という観点から次
の3種類に分類することができる。
As described above, the characteristics of color separation filters for color image pickup devices are closely related to the imaging characteristics of color image pickup devices, and therefore, many studies have been made to date on the structure and manufacturing method thereof. Methods for manufacturing color separation filters for color imaging elements that are currently widely used can be classified into the following three types from the viewpoint of methods for forming color filter patterns on substrates.

(1)染色可能な物質を予め基板上にパタン化して形成
した後、染色をおこなうことによって色フィルターパク
ンを得る方法。
(1) A method of obtaining color filter patterns by patterning a dyeable substance on a substrate in advance and then dyeing it.

(2)後に溶解等によって除去可能な物質(リフト材と
呼ぶ)を予め基板上にパタン化して形成した後色フィル
ター層を基板上に形成し、次いでリフト材を除去するこ
とによりリフト材を形成した以外の部分に色フィルター
パクンを得る方法。
(2) After patterning and forming a substance (called a lift material) on a substrate that can be removed later by dissolution etc., a color filter layer is formed on the substrate, and then the lift material is formed by removing the lift material. How to get the color filter to be removed in other areas.

(3)色フィルター層を予め基板上に形成し、次いで色
フィルター層表面にパタン化したマスク層を設けた後、
エツチング処理を行うことによりマスク層によって保護
される部分のみ色フィルターを残し、次いでマスク層を
除去することにより色フィルターパクンを得る方法。
(3) After forming a color filter layer on the substrate in advance and then providing a patterned mask layer on the surface of the color filter layer,
A method of etching to leave the color filter only in the area protected by the mask layer, and then removing the mask layer to obtain a color filter blank.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

これらの方法を色分解フィルターの製造に用いた場合の
問題点を以下に述べる。
Problems encountered when these methods are used to manufacture color separation filters will be described below.

(1)の方法は所謂レリーフ染色法と呼ばれるものであ
る。レリーフ染色法では染色可能な物質自体にパターニ
ング性を持たせているために染色性とパターニング性を
両立させることが難しい上、染色時に起こるパタンの膨
潤により高いパタン精度が実現しにくいため、商い染色
性を持った数μm以下の微細パタンを形成することは極
めて困難であった。
The method (1) is the so-called relief staining method. In the relief dyeing method, it is difficult to achieve both dyeability and patternability because the dyeable material itself has patterning properties, and it is difficult to achieve high pattern accuracy due to pattern swelling that occurs during dyeing. It has been extremely difficult to form a fine pattern of several micrometers or less with good properties.

(2)の方法は所謂リフトオフ法と呼ばれるものである
。リフトオフ法では色フィルターパクンのエツジ部分が
リフト材のエツジ付近を被覆している色フィルター層に
生じる亀裂によって形成されるためエツジ部分の形状を
制御することが難しく、目的とするエツジ形状を得るた
めにはリフトオフ条件の詳細な検討が必要となる。また
、色フィルターパクンが数μm以下となった場合にはリ
フト材に挟まれた数μm以下の溝の内部を均一に埋める
ように色フィルター層を形成する必要があるが、そのよ
うな色フィルター層の形成は実際には極めて困難である
The method (2) is the so-called lift-off method. In the lift-off method, the edges of the color filter break are formed by cracks that occur in the color filter layer that covers the edges of the lift material, so it is difficult to control the shape of the edges, and it is difficult to obtain the desired edge shape. requires a detailed study of lift-off conditions. In addition, if the color filter cracking becomes several micrometers or less, it is necessary to form a color filter layer so as to uniformly fill the inside of the groove of several micrometers or less sandwiched between the lift materials. Formation of the layer is extremely difficult in practice.

(3)の方法は色フィルターを直接エツチングすること
によってパタン化する方法である。この方法ではマスク
層のパターニングにフォトリソグラフィー法を用いるこ
とにより微細かつ高精度のマスクパタンを形成すること
ができ、またエツチング法として反応性イオンエツチン
グ等を用いることによりマスクパタンに忠実なエツチン
グ加工が可能であることから、原理的には1μm以下の
微細な色フィルターパタンを得ることが出来る。
Method (3) is a method of forming a pattern by directly etching the color filter. In this method, a fine and highly accurate mask pattern can be formed by using a photolithography method for patterning the mask layer, and by using reactive ion etching etc. as an etching method, etching processing that is faithful to the mask pattern can be performed. Since this is possible, in principle it is possible to obtain a fine color filter pattern of 1 μm or less.

このように色フィルクーパクンの形成方法としては、(
3)の方法が最も微細加工性に優れている。
In this way, the method of forming color firkupakun is (
Method 3) has the best microfabriability.

しかし、色分解フィルターは2色又は3色の色フィルタ
ーパタンを基板上に規則正しく配置することにより形成
されるため、(1)、(2)、(3)、いずれの ゛方
法を用いた場合でも基板上への色フィルターパクンの形
成を2回乃至3回繰り返す必要があった。従って、2色
目又は3色目の色フィルターパタンを形成する領域の下
あるいは付近に、既に色フィルターパタンが形成されて
いる場合には、その付近における基板表面の凹凸や反射
率の変化等の影響により、その上に形成される色フィル
ターパタンの膜厚、寸法等を平滑な基板上に形成する場
合と同様に保つことが困難であることが問題となってい
た。これらの問題点に関しては従来各色フィルターパタ
ン上に平坦化層を入れることによって下地物質の凹凸や
反射率の影響を低減させる試みがなされている。しかし
平坦化層を導入する際には色フィルターパクンの設計を
平坦化層の導入を前提として行う必要があり、色フィル
ターパタンと平坦化層との光学整合性を考慮しなければ
ならないため、色フィルターパタンの設計の自由度が制
限されてしまう欠点があった。また色フィルターパクン
の寸法が数μm以下になると、色フィルターパタンの厚
さ(約II!m程度)とパタン寸法との比即ちアスペク
ト比が大きくなるため、さらに各色フィルターごとに平
坦化層を設ける場合には最終的に形成される色分解フィ
ルターのフィルター層の厚さがパタン寸法よりも大きく
なることも考えられる。このような場合には各色フィル
ターパクンの境界部分では入射する光の入射方向によっ
て光電変換部に投影される画像が変化するため、色分解
フィルターの特性を均一かつ良好に保つことが困難とな
る。さらに以上述べた諸問題点が解決された場合でも、
色分解フィルターでは各色フィルターパタンを隙間なく
かつそれぞれの位置関係がフィルター面内で均一となる
ように配置しなければならないため、色フィルターパク
ンの形成を各色フィルターごとに行う方法を用いた場合
には各色フィルターパタン間のアライメント精度を高く
保つことは困難であり、また各試料間のアライメント状
態を均一に保つことも困難であることが問題となってい
た。
However, since color separation filters are formed by regularly arranging two or three color filter patterns on a substrate, no matter which method (1), (2), or (3) is used, It was necessary to repeat the formation of color filter particles on the substrate two to three times. Therefore, if a color filter pattern has already been formed under or near the area where the second or third color filter pattern is to be formed, the effect of irregularities on the substrate surface or changes in reflectance in the vicinity The problem has been that it is difficult to maintain the thickness, dimensions, etc. of the color filter pattern formed thereon to be the same as when forming it on a smooth substrate. To address these problems, attempts have been made to reduce the effects of the irregularities and reflectance of the underlying material by placing a flattening layer on each color filter pattern. However, when introducing a flattening layer, it is necessary to design the color filter pattern on the assumption that the flattening layer will be introduced, and the optical consistency between the color filter pattern and the flattening layer must be considered. This has the disadvantage that the degree of freedom in designing the filter pattern is limited. Furthermore, when the size of the color filter pattern becomes several μm or less, the ratio between the thickness of the color filter pattern (approximately II!m) and the pattern dimension, that is, the aspect ratio, increases, so a flattening layer is further provided for each color filter. In some cases, the thickness of the filter layer of the finally formed color separation filter may be larger than the pattern size. In such a case, since the image projected onto the photoelectric conversion unit changes depending on the direction of incidence of the incident light at the boundary between the color separation filters, it becomes difficult to maintain uniform and good characteristics of the color separation filter. Furthermore, even if the problems mentioned above are resolved,
In a color separation filter, each color filter pattern must be arranged without any gaps and in such a way that their positional relationship is uniform within the filter surface. Problems have arisen in that it is difficult to maintain high alignment accuracy between each color filter pattern, and it is also difficult to maintain uniform alignment between each sample.

以上述べたカラー盪像素子用色分解フィルターの製造方
法に関する問題点は各色フィルターパクンを順次形成し
てゆく工程を採る限りいずれも避けられないものである
が、いままでこれらの問題点を解決しうる新たな製造方
法は見出されていなかった。
The above-mentioned problems regarding the manufacturing method of color separation filters for color imaging elements are unavoidable as long as the process of sequentially forming filter strips of each color is adopted, but until now, these problems have not been solved. No new manufacturing method has been discovered.

本発明の目的はカラー盪像素子用色分解フィルターの製
造方法に関する上記の問題を解決し、高い寸法精度とア
ライメント精度を保ちつつ各色フィルターパタンを基板
上に配置する方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems regarding the method of manufacturing color separation filters for color imaging elements, and to provide a method for arranging filter patterns of each color on a substrate while maintaining high dimensional accuracy and alignment accuracy.

〔課題を解決する具体的手段〕[Specific means to solve the problem]

本発明では上記目的を達成するために色分解フィルター
の製造方法に関し鋭意検討した結果、特定の波長領域の
光を選択的に透過させる3種の色フィルターをそれぞれ
所望パタン状に基板上に配置することによって形成され
る色分解フィルターの製造方法において、基板上に第1
色の色フィルターを形成し、該色フィルターを配置すべ
き領域にあたる該色フィルター表面に第1のエツチング
防止膜を形成する工程と、第2色の色フィルターを形成
し、該第2色の色フィルターを配置すべき領域にあたる
該第2色の色フィルター表面に第2のエツチング防止膜
を形成する工程と、エツチング処理を行なうことにより
前記第2色の色フィルターと前記第1色の色フィルター
を連続して除去し、前記第1のエツチング防止膜によっ
て保護される前記第1色の色フィルターと、前記第2の
工ッチング防止膜によって保護される前記第2色の色フ
ィルター及びその下部にある前記第1色の色フィルター
を基板トに残す工程と、第3色の色フィルターを形成し
た後前記第1及び前記第2のエツチング防止膜を溶解す
ることによって前記第1及び前記第2のエツチング防止
膜上の第3色の色フィルターをリフトオフする工程を経
て、前記第1色及び前記第3色の色フィルター、及び前
記第1色と前記第2色の色フィルターが重なりあう部分
から得られる第4色の色フィルターを、それぞれ高い寸
法精度とアライメント精度を保5つつ基板上Gミ装置す
ることが可能であることを見出した。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has made intensive studies on the manufacturing method of color separation filters, and as a result, three types of color filters that selectively transmit light in a specific wavelength range are arranged on a substrate in a desired pattern. In the method for manufacturing a color separation filter formed by
forming a first anti-etching film on the surface of the color filter corresponding to an area where the color filter is to be disposed; forming a second color filter; A step of forming a second anti-etching film on the surface of the second color filter corresponding to the area where the filter is to be placed, and an etching process to separate the second color filter and the first color filter. The first color filter that is successively removed and protected by the first etching prevention film, the second color filter that is protected by the second etching prevention film, and the color filter below the first color filter that is protected by the first etching prevention film. leaving the first color filter on the substrate, and dissolving the first and second etching preventive films after forming the third color filter; Through a step of lifting off the third color filter on the prevention film, the first color filter, the third color filter, and the overlapping portion of the first color filter and the second color filter are obtained. It has been found that it is possible to G-mi-device a fourth color filter on a substrate while maintaining high dimensional accuracy and alignment accuracy.

〔発明の詳述・作用] 本発明では互いに異なる分光透過率をもつ第1色と第2
色の色フィルターの内の第1色の色フィルターと、第1
色と第2色の色フィルターが重なりあう部分から得られ
る第4色の色フィルター、及び第3色の色フィルターを
基板上にそれぞれ所望パタン状に配置することによって
形成される色分解フィルターの作成に際し、第1色の色
フィルターパタンと第1色と第2色の色フィルターが重
なりあう部分から得られる第4色の色フィルターパクン
を、第1色と第2色の色フィルターの層間と第2色の色
フィルター表面にそれぞれ設けられたエツチング防止膜
をマスクとして1回のエツチング処理によって形成する
ことに第一の特徴がある。この方法によれば第1色の色
フィルターと第4色の色フィルターをパタン化して残す
べき領域は、それぞれ第1色の色フィルター表面に形成
されたエツチングマスク及び第2色の色フィルター表面
に形成されたエツチングマスクによって決められるため
、各色フィルターパタンの寸法精度及び各フィルターパ
タン間のアライメント精度はそれぞれのエツチングマス
クのバターニング精度によって決定されることになる。
[Detailed description and operation of the invention] In the present invention, a first color and a second color having mutually different spectral transmittances are used.
A color filter of the first color among the color filters of the color, and a color filter of the first color.
Creation of a color separation filter formed by arranging a fourth color filter obtained from the overlapping portion of a color filter and a second color filter, and a third color filter in a desired pattern on a substrate. At this time, the color filter pattern of the first color and the color filter pattern of the fourth color obtained from the overlapping part of the color filters of the first color and the second color are transferred between the layers of the color filters of the first color and the second color. The first feature is that the etching prevention films provided on the surfaces of the two color filters are formed by one etching process using them as masks. According to this method, the areas to be left after patterning the first color filter and the fourth color filter are the etching mask formed on the surface of the first color filter and the surface of the second color filter, respectively. Since it is determined by the formed etching mask, the dimensional accuracy of each color filter pattern and the alignment accuracy between each filter pattern are determined by the patterning accuracy of each etching mask.

エツチングマスクのバターニング精度はフォトリソグラ
フィー法を用いれば寸法及びアライメントの誤差をそれ
ぞれ±0.2μm以下に抑えることができる。また、第
2色の色フィルター表面にエツチングマスクを形成する
際には第1色の色フィルター表面に形成されたエツチン
グマスクによって第2色の色フィルター表面に起伏が生
ずるが、エツチングマスクの厚みは0.2μm以下とす
ることができるため、この起伏のパターニング精度への
影響は無視できる。
The patterning accuracy of the etching mask can be suppressed to ±0.2 μm or less in size and alignment by using photolithography. Furthermore, when an etching mask is formed on the surface of the second color filter, the etching mask formed on the surface of the first color filter causes undulations on the surface of the second color filter, but the thickness of the etching mask is Since the thickness can be set to 0.2 μm or less, the influence of these undulations on patterning accuracy can be ignored.

さらにエツチング法としては好ましくは反応性イオンエ
ツチング(以下RIEと略す)等の異方性エツチング法
を用いればパタン変換差が殆どゼロであるエツチング加
工が可能である。さらに最終的に色フィルターとして残
される領域はエツチング終了後にエツチングマスクを除
去するまでエツチングマスクによって保護されるため、
製造工程における色フィルターの劣化も生しにくい。ま
た本発明の第二の特徴は第1色の色フィルターと第4色
の色フィルターをパタン化した後エツチングマスクを残
したまま第3色の色フィルター層を形成し、引き続いて
エツチングマスクの溶解除去を行いエツチングマスク上
にある第3色の色フィルター層をリフトオフすることに
より第1色の色フィルターと第4色の色フィルターが存
在しない領域に第3色の色フィルターパクンを形成する
ことにある。先に述べたようにリフトオフ法では色フィ
ルターパタンのエツジ部分がリフト材のエツジ付近を被
覆している色フィルター層に生じる亀裂によって形成さ
れるため、リフト材のエツジ断面の傾斜がなだらかであ
るほど、また色フィルター層の被覆性が良いほどリフト
オフ後のパタン形状を制御することは困難となる。しか
し逆にリフト材パタンのエツジ断面の形状を垂直あるい
はオーバーハング状とし、かつ基板に対し色フィルター
層を垂直方向にのみ形成することができればリフトオフ
後の色フィルターバクンの断面形状を垂直に近く形成す
ることも可能である。本発明では第1色と第4色の色フ
ィルターのエツチングにRIEを用いれば、第1色と第
4色の色フィルターパクンのエツジ断面の形状を垂直と
することができると共に、色フィルターパクン表面のエ
ツチングマスクをリフト材として用い、さらに第3色の
色フィルター層を真空蒸着等による異方性成膜法によっ
て形成すれば、リフトオフ後に形成される第3色の色フ
ィルターパタンのエツジ断面の傾斜を急、峻とすること
ができることを見出した。このようにして形成された第
3色の色フィルターバクンは予め形成されている第1色
の色フィルターパタンと第4色の色フィルクーパタンに
よって位置ぎめされるため、第3色の色フィルターパク
ンの第1色及び第4色の色フィルターパタンとの境界付
近の位置関係のばらつきは発生しない。このように本発
明によれば各色フィルターのパタン寸法及びアライメン
トの誤差をそれぞれ±0.2μm以下に抑えた色分解フ
ィルターも容易に形成することができる。また本発明は
基本的にどのような物質を色フィルター層として用いた
場合でも色フィルター層とのエツチング選択比がとれ、
またリフト材として用いることができるエツチングマス
クを用い、かつリフトオフ法によって形成する色フィル
ター層を異方性を制御して成膜することができれば応用
することができる。−例を挙げれば色フィルター層とし
てTi0l−SiOlから成る光学多層膜のような金属
酸化物を用いエツチング法としてChCIz等のハロゲ
ン化炭化水素によるRIEを用いた場合には、エツチン
グマスク兼リフト材としてアルミニウム、クロム、銅等
を用いることにより微細かつ高精度の色フィルターバク
ンを持つ色分解フィルターを形成することができる。
Further, as the etching method, preferably an anisotropic etching method such as reactive ion etching (hereinafter abbreviated as RIE) is used, thereby making it possible to perform an etching process in which the difference in pattern conversion is almost zero. Furthermore, the area that will ultimately be left as a color filter is protected by the etching mask until it is removed after etching.
Color filters are less likely to deteriorate during the manufacturing process. The second feature of the present invention is that after patterning the first color filter and the fourth color filter, a third color filter layer is formed while leaving the etching mask, and then the etching mask is dissolved. By removing and lifting off the third color filter layer on the etching mask, a third color filter layer is formed in the area where the first color filter and the fourth color filter are not present. be. As mentioned earlier, in the lift-off method, the edges of the color filter pattern are formed by cracks that occur in the color filter layer that covers the vicinity of the edges of the lift material. Moreover, the better the coverage of the color filter layer, the more difficult it becomes to control the pattern shape after lift-off. However, on the other hand, if the shape of the edge cross section of the lift material pattern is vertical or overhanging, and the color filter layer can be formed only in the vertical direction with respect to the substrate, the cross-sectional shape of the color filter bag after lift-off can be formed close to vertical. It is also possible to do so. In the present invention, if RIE is used for etching the color filters of the first and fourth colors, the shape of the edge cross section of the color filter pads of the first and fourth colors can be made vertical, and the surface of the color filter pads can be made vertical. If an etching mask is used as a lift material and a third color filter layer is formed by an anisotropic film formation method such as vacuum evaporation, the slope of the edge cross section of the third color filter pattern formed after lift-off can be made steeper. , found that it can be made steeper. The third color filter pattern formed in this way is positioned by the first color filter pattern and the fourth color filter pattern that have been formed in advance. There is no variation in the positional relationship near the boundary between the color filter patterns of the first color and the fourth color. As described above, according to the present invention, it is possible to easily form a color separation filter in which the pattern size and alignment errors of each color filter are suppressed to ±0.2 μm or less. Furthermore, the present invention basically ensures that the etching selectivity with respect to the color filter layer can be maintained no matter what kind of material is used for the color filter layer.
Further, it can be applied if an etching mask that can be used as a lift material is used and a color filter layer formed by a lift-off method can be formed with controlled anisotropy. - For example, when a metal oxide such as an optical multilayer film made of TiOl-SiOl is used as a color filter layer and RIE using a halogenated hydrocarbon such as ChCIz is used as an etching method, it can be used as an etching mask and lift material. By using aluminum, chromium, copper, etc., it is possible to form a color separation filter with fine and highly accurate color filter separation.

以下、本発明の実施例について第1図を用いて具体的に
説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to FIG.

〔実施例] 厚さ0.5mm、直径3inchのバイレックスガラス
(米国コーニング社製)からなる透明基板l上に真空蒸
着法によりTiO2−3iOz交互多層膜(膜厚Q、9
μm)からなるシアンフィルター層2を形成し、その表
面にスパッタリング法によりCr膜3(膜厚0.15μ
l11)を形成した。このCr成膜表面にフォトリソグ
ラフィー法によりポジ型フォトレジスト51400−2
7 (シブレイファーイースト社製ンからなるマスクパ
タン4を形成しく第1図(a)参照)、硝酸第二セリウ
ムアンモニウム−過塩素酸系エツチング液を用いてマス
クパタン4に覆わ牲た以外のCr膜3をエツチング除去
した後マスクパタン4をリムーバー140(シブレイフ
ァーイースト社製)を用いて溶解除去することによりC
r1flからなるエツチングマスク5(第一のエツチン
グ防止膜)を得た(第1図(b)参照)。次に真空蒸着
法によりTiO□−5ing交互多層膜(膜厚0.7μ
m)からなるイエローフィルター層6を形成し、その表
面にエツチングマスク5の一形成と同様な方法でCr膜
から成るエツチングマスク7(第二のエツチング防止膜
)を形成した(第1図(c)参照)。
[Example] A TiO2-3iOz alternating multilayer film (thickness Q, 9 cm) was deposited on a transparent substrate 1 made of Vilex glass (manufactured by Corning, USA) with a thickness of 0.5 mm and a diameter of 3 inches.
A cyan filter layer 2 consisting of a Cr film 3 (thickness 0.15 μm) is formed on its surface by sputtering.
l11) was formed. A positive photoresist 51400-2 was applied to the surface of this Cr film by photolithography.
7 (For forming a mask pattern 4 made of Cr made by Sible Far East Co., Ltd., see FIG. 1(a)), Cr other than the mask pattern 4 was covered with a ceric ammonium nitrate-perchloric acid based etching solution. After removing the film 3 by etching, the mask pattern 4 is dissolved and removed using a remover 140 (manufactured by Sible Far East Co., Ltd.).
An etching mask 5 (first etching prevention film) consisting of r1fl was obtained (see FIG. 1(b)). Next, a TiO□-5ing alternating multilayer film (film thickness 0.7 μm) was formed by vacuum evaporation method.
An etching mask 7 (second etching prevention film) made of a Cr film was formed on the surface of the yellow filter layer 6 in the same manner as in the formation of the etching mask 5 (see Fig. 1(c)). )reference).

次にRIHによりエツチングマスク5及び8により保護
される領域以外にあるシアンフィルター層2及びイエロ
ーフィルターN6を除去した(第1図(d)参照)。エ
ツチングガスとしてはcp、c+、を用い、ガス流ff
i50secm、ガス圧力20mmTorr、印加電力
密度0.33W/cfflで約30分間エツチングを行
うことによりエツチングマスク5及び7のパタン寸法に
忠実でありエツチング断面形状が垂直であるエツチング
マクンを得ることができた。次いで真空蒸着法によりT
iOアー5ift交互多層膜(膜厚1.3μm)からな
るレッドフィルター層8を形成した(第1図(e)参照
)後、硝酸第二セリウムアンモニウム−過塩素酸系エツ
チング液に浸すことによりCrIIIからなるエツチン
グマスク5及び7を溶解除去し、エツチングマスク5及
び7の上に乗っていたレッドフィルター層8をリフトオ
フした(第1図Cf)参照)。
Next, the cyan filter layer 2 and the yellow filter N6 outside the areas protected by the etching masks 5 and 8 were removed by RIH (see FIG. 1(d)). As the etching gas, cp and c+ are used, and the gas flow is ff.
By performing etching for about 30 minutes at i50sec, gas pressure of 20mmTorr, and applied power density of 0.33W/cffl, it was possible to obtain an etching mask that was faithful to the pattern dimensions of etching masks 5 and 7 and whose etched cross-sectional shape was perpendicular. . Then, by vacuum evaporation method, T
After forming a red filter layer 8 consisting of an iOAr5ift alternating multilayer film (film thickness 1.3 μm) (see Figure 1(e)), CrIII was removed by dipping it in a ceric ammonium nitrate-perchloric acid etching solution. The etching masks 5 and 7 consisting of the above etching masks 5 and 7 were dissolved and removed, and the red filter layer 8 placed on the etching masks 5 and 7 was lifted off (see FIG. 1 Cf).

以上の工程によりシアン、グリーン、レッド各色フィル
ターパタンを線幅3μm、ピンチ寸法9μmでストライ
ブ状に配置することにより構成されるカラー撮像素子用
色分解フィルターを得ることができた。
Through the above steps, it was possible to obtain a color separation filter for a color image sensor, which was constructed by arranging cyan, green, and red color filter patterns in a stripe shape with a line width of 3 μm and a pinch size of 9 μm.

(発明の効果) 本発明によれば、3色の色フィルターを1度のエツチン
グ処理と1度のリフトオフによって形成できる上にそれ
ぞれの色フィルターに対応するエツチングマスクを寸法
精度、アライメント精度を共に高く保って形成すること
ができる。従って従来法と比較して色フィルクーパクン
のパターニング精度が大幅に向上すると共に製造工程も
短縮することができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, three color filters can be formed by one etching process and one lift-off, and the etching masks corresponding to each color filter can be formed with high dimensional accuracy and alignment accuracy. It can be kept and formed. Therefore, compared to the conventional method, the patterning accuracy of the color filter can be greatly improved and the manufacturing process can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)〜(f)は本発明の色分解フィルター製造
方法の実施例を工程順に示す説明図である。 1、ガラス基板 2、シアンフィルター層 3、C「膜 4、マスクパタン 5.7.エツチングマスク 6、イエローフィルター層 8、レッドフィルター層
FIGS. 1(a) to 1(f) are explanatory diagrams showing an example of the method for manufacturing a color separation filter of the present invention in the order of steps. 1. Glass substrate 2, cyan filter layer 3, C film 4, mask pattern 5.7. Etching mask 6, yellow filter layer 8, red filter layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)特定の波長領域の光を選択的に透過させる3種の
色フィルターをそれぞれ所望パタン状に基板上に配置す
ることによって形成される色分解フィルターの製造方法
において、基板上に第1色の色フィルターを形成し、該
色フィルターを配置すべき領域にあたる該色フィルター
表面に第1のエッチング防止膜を形成する工程と、第2
色の色フィルターを形成し、該第2色の色フィルターを
配置すべき領域にあたる該第2色の色フィルター表面に
第2のエッチング防止膜を形成する工程と、エッチング
処理を行なうことにより前記第2色の色フィルターと前
記第1色の色フィルターを連続して除去し、前記第1の
エッチング防止膜によって保護される前記第1色の色フ
ィルターと、前記第2のエッチング防止膜によって保護
される前記第2色の色フィルター及びその下部にある前
部第1色の色フィルターを基板上に残す工程と、第3色
の色フィルターを形成した後前記第1及び前記第2のエ
ッチング防止膜を溶解することによって前記第1及び前
記第2のエッチング防止膜上の第3色の色フィルターを
リフトオフする工程を経て、前記第1色及び前記第3色
の色フィルター、及び前記第1色と前記第2色の色フィ
ルターが重なりあう部分から得られる第4色の色フィル
ターを、それぞれ所望パタン状に基板上に配置すること
を特徴とする色分解フィルターの製造方法。
(1) In a method of manufacturing a color separation filter formed by arranging three types of color filters that selectively transmit light in a specific wavelength range on a substrate in a desired pattern, a first color filter is formed on the substrate. forming a first etching prevention film on the surface of the color filter corresponding to the area where the color filter is to be disposed;
forming a second anti-etching film on the surface of the second color filter corresponding to the area where the second color filter is to be disposed; The two color filters and the first color filter are successively removed, and the first color filter is protected by the first etching prevention film and the second color filter is protected by the second etching prevention film. a step of leaving the second color filter and the front first color filter below it on the substrate; and after forming the third color filter, removing the first and second etching prevention films. The third color filters on the first and second etching prevention films are lifted off by dissolving the first and third color filters, and the first color and A method for manufacturing a color separation filter, characterized in that color filters of a fourth color obtained from the overlapping portions of the color filters of the second color are respectively arranged on a substrate in a desired pattern.
(2)第2色の色フィルターと第1色の色フィルターを
連続してエッチング処理する手段が、反応性イオンエッ
チング等の異方性エッチング法である特許請求の範囲第
1項に記載の色分解フィルターの製造方法。
(2) The color according to claim 1, wherein the means for sequentially etching the second color filter and the first color filter is an anisotropic etching method such as reactive ion etching. Method for manufacturing a decomposition filter.
(3)第3色の色フィルター層を形成する手段が真空蒸
着等による異方性成膜法である特許請求の範囲第1項ま
たは第2項に記載の色分解フィルターの製造方法。
(3) The method for manufacturing a color separation filter according to claim 1 or 2, wherein the means for forming the third color color filter layer is an anisotropic film formation method such as vacuum evaporation.
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