JPH0149239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、凹凸のある基板、例えば固体撮像素
子上に直接カラーフイルターを形成するカラー撮
像装置に関する。

従来のカラー撮像装置のフイルターは、ガラス
基板などの平担な基板上に、感光性材料を塗布し
てのち、所定のパターンのマスクを介して露光
し、現像処理を行なつてパターンを形成し、これ
を染料を用いて染色して着色パターンを得てい
た。しかし、基板表面が平担でなく凹凸面を有し
ていると、露光の際基板面に対して垂直に入射し
てきた紫外線は上記凹凸部で乱反射を起し、紫外
線を遮光すべきパターンの内側にまで回り込んで
パターンの形状を正確に形成しない。この様子を
従来のカラー撮像装置の断面を示した第１図を用
いて説明すると、１はSi基板、２は感光領域、３
はAlの配線、４１，４２，４３はそれぞれ赤、
緑、青に染色したゼラチンパターン、５は混色を
防止するための保護層である。ここで、ゼラチン
パターンは、感光領域を完全に被覆し、かつ隣接
する感光領域にはにじみ出ないように形成しなく
てはならない。しかしながら感光化したゼラチン
は解像度が悪く、かつ、配線部３のAl面からの
反射が大であるため、かぶりを生じ、隣接した感
光領域上ににじみ出す。これにより、光透過率の
減少すなわち、撮像デバイスの感度低下が生じ
る。

すなわち上記ゼラチンパターンは解像度の点に
おいて通常のホトレジストに比べて劣つており、
乱反射した露光用紫外線によつてパターン精度が
低下してしまう。なぜならば、所望の領域にのみ
にこのゼラチンパターンを形成しようとしても、
例えば配線層（通常Al等によつて形成される）
によつて乱反射された紫外線の影響を大きく受
け、本来パターンが形成されるべきでない領域に
もパターンが裾を引くように残つてしまう（いわ
ゆるかぶり現象の発生）。この部分が染色される
と、隣接した領域の分光感度特性を悪化させる。

本発明は上記欠点を除去して、かぶりのない感
度の良好なカラー撮像装置を提供することを目的
とする。

上記目的を達成するために本発明は、基板とカ
ラーフイルタとの間に紫外線吸収特性を有する層
（かぶり防止層）を設けてなることを特徴とする。

本発明は上記構成になるので、マスクパターン
を使用して露光及び蝕刻を行いフイルターパター
ンを形成する際、Al等の配線層等の凹凸面で乱
反射して逆入射（露光源とは逆方向から入射）し
てくる紫外線が生じてもこの紫外線吸収特性を有
する層によつて殆ど吸収されるので、所定のパタ
ーン外のゼラチン裏面（基板側）を照射すること
がなく、所望の正確なパターンを形成することが
できる。

この様に本発明によると、反射して感光樹脂内
を通過する光は吸光性材料によつて光が吸収もし
くは弱められて急激に減衰し、上記感光性樹脂を
重合させることが少なくなり、実質的に露光マス
クに相当したパターンだけを正確に形成できる。
この吸光性材料としては直接染料、酸性染料、塩
基性染料、媒染染料、反応性染料などがあるが、
400nｍ以上の波長の光、すなわち可視光を透光
し、400nｍ以下の波長の光、すなわち紫外光を
吸収する特性を有することが必要である。

以下具体的実施例を用いて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例としてのカラー撮像
装置の概略断面図である。

所定の感光領域２、およびアルミ（Al）配線
３を有したシリコン（Si）基板１上に、かぶり防
止層６が形成される。このかぶり防止層の厚み
は、この層の吸光度、基板の凹凸に応じて設定さ
れる。一般には0.5μｍないし2μｍ程度を用いてい
る。上記層６上に所定のパターンのゼラチンから
なる赤色のカラーフイルタ４１が形成され、上記
防止層６及びフイルタ４１上に混色防止保護層５
が形成される。次いで同様に上記保護層５上に所
定のパターンのゼラチンからなる緑色のカラーフ
イルタ４２が形成され、上記保護層５及び上記フ
イルタ４２上に混色保護層５が形成され、上記保
護層５上に所定のパターンのゼラチンからなる青
色のカラーフイルタ４３が形成され、上記保護層
５及び上記フイルタ４３上に混色防止保護層５が
形成される。この様にしてカラー撮像装置が構成
される。上述のカラーフイルタ４１，４２および
４３は互いに他の色の感光領域２に重り合うこと
がないことは云うまでもない。

上記装置を構成する際、カラーフイルタを所定
のパターンに形成するため３回の露光及び写真蝕
刻が必要となる。しかし、同様な露光方法及び写
真蝕刻方法が繰り返えされるだけなので、初めの
方法だけ詳述し他を省略することになる。

上述のごとく、本発明のかぶり防止層６は波長
400nｍ以下の光を吸収し、400nｍ以上の光を完
全に透過する層すらわちかぶり防止層６を設ける
ことにより、かぶりを除去することが出来る。か
ぶり防止層としては例えばポリグリシジルメタク
リレート（PGMA）の如き高分子樹脂に２，2′，
４、4′−テトラヒドロキシベンゾフエノン
（THBP）の如き紫外線吸収剤を混入すればよ
い。樹脂膜形成には溶液塗布後加熱硬化せしめ
る。第３図に、その分光透過率を示す。図は
PGMA／THBP＝１／0.4、膜厚1μｍの場合を示
す。露光はこの紫外線の吸収特性に合致させて行
なえば良い。

通常、ゼラチンに重クロム酸アンモンを加えて
感光化した膜では400nｍ以上の長波長光に対し
ても感度を有するため、この場合は、400nｍ以
上の光を吸収するフイルタを紫外線光源に付加し
て露光した方がより良い結果を得る。一方、アジ
ド化したゼラチンでは、400nｍ以上の長波長光
に対して感度がないため、高圧水銀灯を使用して
通常の露光すればよい。

紫外線吸収剤としては前述の２，2′，４，4′−
テトラヒドロキシベンゾフエノンの他、ジヒドロ
キシベンゾフエノン、２ヒドロキシ−４メトキシ
ベンゾフエノン、２（2′ヒドロキシ−5′−メチル
フエニール）ベンゾトリアヅール等がある。前二
者は特にかぶり防止層の形成に際し、硬化温度
200℃程度にも十分使用出来るものである。

第４図は本発明の他の実施例としてのカラー撮
像装置用フイルタの断面図を示す。前述の第２図
と構成はほぼ同じであるがガラス基板１０上にか
ぶり防止層６が形成され、上記防止層６上にカラ
ーフイルタ４１，４２および４３が形成され、さ
らに所定の位置に混色防止保護層５が形成されて
なる。

上記構成の撮像装置でカラーフイルタを形成す
る場合は、従来の装置を形成する場合と同じよう
に、ガラス基板１０の下にAl治具（図示せず）
を保持台として露光が行なわれる。ただ、従来は
Al表面からの反射を避けるため上記Al表面全面
に遮光性の塗料等が塗布されていた。しかし本発
明は、上述のようにかぶり防止層６が形成されて
いるので、Al表面から反射してくる光は殆んど
かぶり層により吸収されてしまうので、塗料塗布
層を設ける必要がなく、ゼラチン層上に形成され
た写真蝕刻用のホトレジ層を所定のパターン以外
に感光させることなく正確なフイルタ用のマスク
パターンが形成できる。

また、これまで述べてきた撮像装置に限らず、
一般に凹凸面を有する基板にカラーフイルターを
形成するに本発明に開示された方法を用いて有用
なことはいうまでもない。

以上本発明について述べてきたがかぶり層樹脂
中に吸光剤を添加し、上記樹脂中の光の透過率を
低下させることにより、表面に凹凸のある反射率
の高い基板表面を有したもの、あるいは、反射率
の高い保持台を用いるものであつても微細なパタ
ーンを形成することができる。なお上述の実施例
においてはかぶり層樹脂としては前述のPGMA
を用いたがこれに限らないことはいうまでもな
い。又吸光剤としては前述のTHBPに限らず樹
脂内に在つて光を吸収させる性質の材料であり、
さらに特徴としてはパターン形成後現象処理を行
なうことにより吸光剤が除去されるものであれば
本発明が適用できることはいうまでもない。

また、カラーフイルタの色として赤、緑、青に
ついてのみ述べたが、これに限らず、シアン、イ
エロー（黄）、マゼンダなどの補色系統のものを
用いてもよいことは云うまでもなく、さらに３色
に限定することなく２色あるいは４色以上でも本
考案が適用されることは当業者であれば容易に推
察できるであろう。

以上詳述してきたように本発明は吸光剤を含有
したかぶり層樹脂を用いて所定の露光マスクに対
応させ正確な色フイルタを製造できるカラー撮像
装置を提供するもので工業的利益大なるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカラー撮像装置の概略断面図、
第２図は本発明の一実施例としてのカラー撮像装
置の概略断面図、第３図は本発明のかぶり層の透
光特性、第４図は本発明の他の実施例としてのカ
ラー撮像装置用フイルタの概略断面図である。 １……基板、２……感光領域、３……Al配線、
６……かぶり防止層、５……混色防止保護層、４
１，４２および４３……カラーフイルタ（ゼラチ
ン層）、１０……ガラス基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に形成された所定のパターンのカラー
   フイルタを有するカラー撮像装置において、上記
   基板と上記カラーフイルタとの間に紫外線吸収特
   性を有する層を設けてなることを特徴とするカラ
   ー撮像装置。 ２ 上記基板上に配線層を有し、この配線層を覆
   つて上記紫外線吸収特性を有する層を設けてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカ
   ラー撮像装置。 ３ 上記紫外線吸収特性を有する層が、波長
   400nｍ以下の光を吸収する特性を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載のカラー撮像装置。 ４ 上記紫外線吸収特性を有する層が、テトラヒ
   ドロキシベンゾフエノンを含有したポリグリシジ
   ルメタクリレート層であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のカラー撮像
   装置。