JPH0214569A

JPH0214569A - カラーセンサーの製造方法

Info

Publication number: JPH0214569A
Application number: JP63164212A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Nishizumi; 雅史西角; Masahiko Shimizu; 雅彦清水
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1990-01-18

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】［産業上の利用分野］本発明は、カラーセンサーの製造方法に関するものであ
り、例えばカラー用の固体撮像素ギや分光測定用の分光
検出素子等の製造に用いられるものである。

［従来の技術］従来、カラーフィルターを製造する際には、ポリビニル
アルコールやグリユー、ゼラチン、カゼイン等の水溶性
高分子化合物に重クロム酸アンモニウム等の感光剤で感
光性を持たせて必要なパターンを形成し、所望の分光感
度を得るべく染料で染色する方法が一般に用いられてい
る。

しかしながら、このようにして得られたカラーフィルタ
ーは、−最に耐光性、特に紫外光に対する耐性に問題が
あった。このため、ビデオカメラの撮像素子やホワイト
バランスセンサー（測色センサー）等のカラーフィルタ
ーとして用いる場合には、屋外で頻繁に用いられる関係
上、紫外光を多く浴びるので、カラーフィルターの前方
に紫外線カツトフィルターを付加することが必要であっ
た。また、上述のカラーフィルターは耐熱性においても
劣るという問題があり、半導体受光素子用のカラーフィ
ルターとして用いる場合には、カラーフィルターを取り
付けた後のグイボンディング、ワイヤーボンディング、
樹脂モールド等のアセンブリ工程において、熱的な制約
が生じるという問題があった。さらに、染料は一般的に
は水に溶けるので、耐湿性も劣るという問題があった。

しかも、上記染色方法の場合、重クロム酸アンモニウム
等の重金属を用いる関係上、排水処理の問題を残すもの
であった。

これに対し、ポリイミド系の樹脂に有機顔料等の着色材
を混入したカラーペーストは、上記の各耐性に優れてお
り、また製造工程においてもポジ型レジストを用いたフ
ォトリングラフィ法により現像とエツチングを同時に行
えるので、容易にパターニングできる（特開昭６１−７
７８０４号公報参照）、このカラーペーストは、 ■ポリイミド前駆体 ■溶剤　・・・Ｎ−メチル−２−ピロリシン■着色剤・
・・赤：キナクリジン系顔料縁：フタロシアニン系順料青：フタロシアニン系厘料 ■添加剤・・・界面活性剤等から成る材料で、ある程度の粘性を持ったものである
。これを用いたカラーセンサーの製造方法は、次の（Ａ
）〜（Ｎ）の工程よりなる（第２図参照）。

（Ａ−）周知のＩＣ技術を用いて、半導体基板１に少な
くとも受光素子２及びアルミニウムよりなる電極被膜４
を形成する工程（第２図（Ａ）参照）、半導体基板１の
表面は酸化膜（又はＣＶＤＪＩり３にて覆われて保護さ
れている。但し、電極被膜４の部分の酸化膜３は除去さ
れている。

（Ｂ）前記半導体基板１上にポリイミド樹脂よりなる保
護膜５を回転塗布し、セミキュアする工程（第２図（Ｂ
）参照）、このポリイミド樹脂としては、例えば東し製
ＣＰ−９１７を用い、回転塗布法により塗膜する。セミ
キュアは、１３０℃〜１５０℃で３０分間恒温槽中で熱
処理するか、若しくは１３０℃〜１５０℃で１００〜２
００秒間ホットプレート上で熱処理して行う、雰囲気は
Ｎ２ガス中でも空気中でも良い、この状態では、ポリイ
ミド前駆体は完全に硬化するに至る手前の状態にあるた
め、後述のアルカリ水溶液に溶解する。

（Ｃ）保護膜５の上に、さらにポジ型レジスト６を回転
塗布し、セミキュアした後、電極液ＩＩ！４の部分を遮
光するフォトマスク７１を用いて、紫外線を選択露光す
る工程（第２図（Ｃ）９照）。

（Ｄ）強アルカリ性の現像液を用いて、ポジ型レジスト
６の現像及びセミキュア状態のポリイミドよりなる保護
膜５のエツチングを同時に行う工程（第２図（Ｄ＞参照
）。

（Ｅ）レジスト６を剥離した後、ポストキュアし、ポリ
イミド樹脂よりなる保護膜５を固める工程（第２図（Ｅ
）参照）、ポストキュアは約３００℃の高温処理により
行われ、ポリイミド樹脂は完全にイミド化される。

（Ｆ）第１色目のカラーフィルター８を回転塗布し、セ
ミキュアする工程（第２図（Ｆ）参照）。

（Ｇ）セミキュアされたカラーフィルター８の上に、さ
らにポジ型レジスト６を回転塗布し、セミキュアした後
、１個の受光素子２の部分を遮光するフォトマスク７２
を用い、紫外線を選択露光する工程（第２図（Ｇ）参照
）。

（Ｈ）強アルカリ性の現像液を用いて、ポジ型レジスト
６の現像及びセミキュア状態のカラーフィルター８のエ
ツチングを同時に行う工程（第２図（Ｈ）参照）。

（Ｌ）レジスト６を剥離した後、ポストキュアし、カラ
ーフィルター８を固める工程（第２図（Ｉ）参照）。

（Ｊ）第２色目のカラーフィルター９及び第３色目のカ
ラーフィルター１０を、前記（Ｆ）〜（Ｉ）の工程によ
り夫々形成する工程（第２図（Ｊ）参照）。

（Ｋ）ネガ型レジスト１１を回転塗布し、セミキュアし
た後、電極被膜４の部分を遮光するフォトマスフ７１を
用いて、紫外線で選択露光する工程（第２図（Ｋ）参照
）。

（Ｌ）ネガ型レジスト１１を現像し、電極被膜４の部分
の窓開けを行い、レジスト１１をポストキュアする工程
（第２図（Ｌ）参照）。

（Ｍ）ヒドラジンヒトラード（エチレンジアミンを含有
したものが望ましい）により、ポリイミド樹脂よりなる
保護膜５をエツチングする工程（第２図（Ｍ＞参照）。

（Ｎ）フェノール系Ｍｌｌｌｉ液を用いて、ネガ型レジ
スト１１を剥離する工程（第２図（Ｎ）参照）。

以上のように、従来の製造方法は、電極被膜４を強アル
カリ性のエツチング液から保護するための保護膜５を形
成する第１の工程（Ａ）〜（Ｅ）と、カラーフィルター
８．９．１０を形成する第２の工程（Ｆ）〜（Ｊ）と、
前記保護膜５を除去する第３の工程（Ｋ）〜（Ｎ）とか
らなる、そして、第１の工程（Ａ）〜（Ｅ）では、フォ
トリソグラフィの工程や熱処理の工程が必要であった。

［発明が解決しようとする課！！！］上述のように、着色ポリイミド樹脂よりなるカラーフィ
ルターをバターニングする際に、ポジ型レジストを使っ
たフォトリングラフィ法を用いれば、ポジ型レジストの
現像液は強アルカリ性であるので、現像工程とカラーフ
ィルターのエツチング工程とを同時に行うことができる
。ところが、ガラス基板等にカラーフィルターを形成す
る場合には支障が無いが、電極被膜４を備えるカラーセ
ンサーでは、カラーフィルターのエツチング中に電極被
膜４のアルミニウムが露出し、これが強アルカリ性の現
像液に触れて溶解するという問題が生じる。これを防止
するために、上述の従来例にあっては、電極被膜４を覆
うように、ポリイミド樹脂よりなる保護ＪＩＩ５を形成
し、その後、カラーフィルター８を形成しているが、こ
の方法では、ポリイミド樹脂よりなる保護膜５を形成す
るために、フォトリソグラフィ工程が１口金分に必要と
なり、また、カラーフィルターの形成前にポリイミド樹
脂よりなる保護ｆｌ１５を約３００℃で高温処理して完
全にイミド化する必要があるので、半導体基板１に加わ
る熱的ストレスも大きくなるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、電極被膜の保護膜をフォトリン
グラフィや熱処理の工程を増やすことなく形成し得るよ
うにしたカラーセンサーの製造方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］本発明に係るカラーセンサーの製造方法にあっては、上
述のような問題点を解決するために、第１図に示すよう
に、受光素子２と電極被膜４とが形成された半導体基板
１の受光面上に、着色されたポリイミド樹脂よりなるカ
ラーフィルター８をフォトリソグラフィ法により形成す
るカラーセンサーの製造方法において、カラーフィルタ
ー８の形成時に電極液１１ｊ４を覆う保護膜５をカラー
フィルター８の構成材料を用いて同時に形成する工程と
、カラーフィルター８の形成後に前記保護膜５をフォト
リソグラフィ法により除去する工程とを含むことを特徴
とするものである。

ここで、カラーフィルターの形成工程では、ポジ型レジ
スト６を使用し、保護膜５の除去工程ではネガ型レジス
ト１１を使用することが望ましい。

また、２色以上のカラーフィルター８．９．１０を順次
形成する場合には、保護膜５は第１色目のカラーフィル
ター８の構成材料を用いて、第１色目のカラーフィルタ
ー８の形成時に同時に形成し、最後の色のカラーフィル
ター１０を形成した後に除去するものである。

［作用］本発明にあっては、カラーフィルター８の形成時に電極
被膜４を覆う保護膜５が無着色のポリイミド樹脂ではな
く、カラーフィルター８の構成材料となる着色ポリイミ
ド樹脂を用いてカラーフィルター８と同時に形成される
。このため、従来用いていた無着色のポリイミド樹脂よ
りなる保護膜５の形成工程（第２図（Ａ）〜（Ｅ　）？
照）を省略できる。したがって、カラーフィルター８の
製造に要する工程が少なくて済むと共に、フォトリング
ラフィの工程や熱処理の工程により半導体基板１にダメ
ージを与えるような不都合もなくなるものである。

［実施例］第１図（Ａ＞乃至（Ｆ）は本発明の一実施例に係るカラ
ーセンサーの製造方法の各工程を説明するための説明図
である。以下、各工程について説明する。

（Ａ）周知のＩＣ技術を用いて、半導体基板１に少なく
とも受光素子２及びアルミニウムよりなる電極被膜４を
形成する工程（第１図（Ａ）参照）、半導体基板１の表
面は酸化膜（又はＣＶＤ膜）３にて覆われて保護されて
いる。但し、電極被膜４の部分の酸化膜３は除去されて
いる。

（Ｂ）前記半導体基板１上に保護膜５及びカラーフィル
ター８を形成するべく、第１色目のカラーペースト８ａ
を回転塗布し、セミキュアする工程（第１図（Ｂ）参照
）１回転塗布では、カラーペース）８ａの粘度にもよる
が、３０００　ｒｐ＋＊で約１μ鋼の膜厚が得られる。

カラーペースト８ａは、上述のように、ポリイミド前駆
体と、溶剤と、例えば有機顔料よりなる着色剤とを混合
したもので成り立っており、セミキュアにより、このポ
リイミド前駆体が完全に硬化（イミド化）するに至る手
前の状右になるものであり、この状態ではアルカリ水溶
液に溶解する。セミキュアの条件は、１３０℃〜１５０
℃で３０分間恒温槽中で、若しくは１３０℃〜１５０℃
で１００〜２００秒間ホットプレート上で熱処理する。

雰囲気はＮ２ガス中又は空気中とする。

（Ｃ）セミキュアしたカラーペースト８ａ上にポジ型レ
ジスト６を回転塗布し、ポジ型レジスト６のセミキュア
を行い、フォトマスク７３を用いて、紫外線を選択露光
する工程く第１図（Ｃ）参照）。

ポジ型レジスト６としては、例えばシプレー社マイクロ
ポジットＳ−１４００が使われる。これをセミキュアし
たカラーペースト８ａ上に回転塗布し、セミキュアする
。セミキュアはＮ２ガス中又は空気中で行い、９０℃で
３０分間恒温槽中で、若しくは９０℃で１００秒間ホッ
トプレート上で行う、フォトマスク７３における暗部の
下のレジスト６は露光されないで残り、明部の下のレジ
スト６は露光されて残らない０本発明では、第１色目の
カラーペースト８ａを、保護膜５及びカラーフィルター
８として用いるものであるから、フォトマスク７３の暗
部は１個の受光素子２の部分と、３個の電極被膜４の部
分を遮光する。カラーペースト８ａはポリイミド系の樹
脂から成り立っており、高温処理をしてしまえばカラー
ペースト８ａも従来例のポリイミド圀脂よりなる保護膜
５と同様にアルミニウムを保護するのに十分な性質を有
している。

（Ｄ）強アルカリ性の現像液を用いて、ポジ型レジスト
６の現像及びセミキュア状態のカラーペースト８ａのエ
ツチングを同時に行い、有機溶剤により、カラーフィル
ター８及び保護膜５の上のレジスト６を剥離したｆ＆、
ポストキュアし、カラーフィルター８及び保護１１１５
を固める工程（第１図（Ｄ＞参照）。

現像工程は、露光処理した基板１を現像液に浸漬して行
う、現像液はアルカリ水溶液からなるもので、例えばシ
プレー社のマイクロポジットＭＰ−３１２デベロッパー
等が使用できる。この現像処理により、露光されたポジ
型レジスト６は勿論のこと、その下部のカラーペースト
８ａも同時にエツチングされる。これは、第１図（Ｂ）
のセミキュアにおいて、ポリイミド前駆体はアルカリ可
溶の状態にあるためである。また、ポリイミド前駆体に
ほぼ物理的に閉じ込められたような形で存在する着色材
も溶は出す、現像時間は２５℃で１〜２分であり、エツ
チングを効果的に行うためには超音波をかけることも有
効である。一方、未露光部にはレジスト６が残り、この
レジスｌ−６に覆われている保護１１１５及びカラーフ
ィルター８はそのまま残る。レジスト６の剥離液として
は、例えば酢酸ｎブチル等の溶剤が使用できる。剥離時
間は２５℃で約１０分である。レジスト６のｋＩＭを行
った後、残存する第１色目のカラーフィルター８及び保
護膜５を高温で熱処理する。これで、ポリイミド前駆体
は完全に硬化（イミド化）し、そのポリイミド中に顔料
等の着色材が閉じ込められたような形に残り、カラーフ
ィルター８及び保護膜５を形成する。熱処理条件は、ポ
リイミド前駆体が硬化する温度であり、且つ中に含まれ
る着色材が分解しない温度、時間に設定する必要がある
５着色材として顔料を用いる場合には、熱処理はＮ２ガ
スの雰囲気中で行い、熱処理温度は２５０℃〜３００°
Ｃ１熱処理時間は３０分とするのが望ましい。

（Ｅ）第２色目及び第３色目のカラーフィルター９．１
０は、第１図（Ｂ）〜（Ｄ＞の工程に代えて、第２図（
Ｆ）〜（Ｉ＞の工程を２回繰り返すことにより、所定の
受光素子２の上に形成することができる。つまり、１個
の受光素子２及び３個の電極波１１１４の部分を遮光す
るフォトマスク７３に代えて、１個の受光素子２のみを
遮光するフォトマスク７２を用いるものである。したが
って、第２色目以降のカラーフィルター９．１０の形成
工程において、レジスト６の現像及びカラーフィルター
９゜１０のエツチングを同時に行う際に、電極被膜４の
保護膜５の上のレジスト６は除去されて、保護膜５が現
像液にさらされることになるが、この段階では既に保護
膜５は完全に硬化（イミド化）しているので、溶は出さ
ない。

（Ｆ）最後に、上述の第２図（Ｋ）乃至（Ｎ）の工程と
同様にネガ型レジスト１１を使ったフォトリソグラフィ
工程により、アルミニウムの電極被膜４上の保護Ｍ５と
して使用していた着色ポリイミド樹脂を除去する。ネガ
型レジスト１１としては、例えば東京応化製ＯＭＲを用
いる。このネガ型レジスト１１のセミキュアは、約８０
℃で約３０分間行う、ネガ型レジスト１１では、露光さ
れた部分のみが光架橋されて残るので、保護膜５の部分
が暗部となるようなフォトマスク７１を使用する。

露光処理された基板１を現像するための現像液としては
、例えば東京応化製のＯＭＲ現像液（キシレン）等を使
用する。その後、残ったレジスト１１のボストキュアを
約１５０℃で３０分間行う。

これにより、保護１１！５が露出することになる。露出
した保護膜５はヒドラジンヒトラード（エチレンジアミ
ンを含有したものが望ましい）でエツチングする。この
ヒドラジンヒトラードを用いるために、ネガ型レジスト
１１を使用しているものである。エツチング後に、ネガ
型レジスト１１の剥離を行う、剥離液としては、例えば
東京応化製ＯＭＲ剥離液等が使用できる。ここでは、ア
ルミニウムを溶かす酸を含むような剥離液は使用できな
い。

以上で第１色目乃至第３色目のカラーフィルター８．９
．１０の形成が完了し、３色のカラーフィルター８　９
．１０が所望の受光素子２の上に形成されたことになる
。必要とあらば、これら３色のカラーフィルター８．９
．１０の上にトップコート層を設けても良い。

このように、第１色目のカラーフィルター８の構成材料
をアルミニウムの電極被膜の保護膜５として用いること
により、従来方法で用いていた第２図（Ａ）〜（Ｅ）の
工程が省略され、フォトリングラフィ工程が１つ削減さ
れることにより、工数の削減、歩留まりの向上が可能と
なる。

［発明の効果］本発明は上述のように、カラーフィルターの形成時に電
極被膜を覆う保護膜をカラーフィルターの構成材料を用
いてカラーフィルターと同時に形成したので、カラーフ
ィルターの形成前に、ポリイミド樹脂よりなる保護膜を
設ける必要がなく、そのためのフォトリソグラフィや熱
処理の工程を省略できるので、工程を簡略化できるとい
う効果があり、また、半導体基板にダメージを与えるこ
とが少なくなり、歩留まりが向上するという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）乃至（Ｆ）は本発明の一実施例に係るカラ
ーセンサーの製造方法の各工程を説明するための説明図
、第２図（Ａ）乃至（Ｎ）は従来の製造方法の各工程を
説明するための説明図である。１は半導体基板、２は受光素子、４は電極被膜、５は保
護膜、６はポジ型レジスト、８，９．１０はカラーフィ
ルター、１１はネガ型レジストである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）受光素子と電極被膜とが形成された半導体基板の
受光面上に、着色されたポリイミド樹脂よりなるカラー
フィルターをフォトリソグラフィ法により形成するカラ
ーセンサーの製造方法において、カラーフィルターの形
成時に電極被膜を覆う保護膜をカラーフィルターの構成
材料を用いて同時に形成する工程と、カラーフィルター
の形成後に前記保護膜をフォトリソグラフィ法により除
去する工程とを含むことを特徴とするカラーセンサーの
製造方法。
（２）カラーフィルターの形成工程ではポジ型レジスト
を使用し、保護膜の除去工程ではネガ型レジストを使用
することを特徴とする請求項１記載のカラーセンサーの
製造方法。
（３）２色以上のカラーフィルターを順次形成し、保護
膜は第１色目のカラーフィルターの構成材料を用いて、
第１色目のカラーフィルターの形成時に同時に形成する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のカラーセンサー
の製造方法。