JPH02244101A - カラー固体撮像装置の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、固体撮像素子の形成されたウェハー上に、直
接色分解用のモザイク状カラーフィルタの形成、特番こ
カラーフィルタの耐熱性向上を図った、カラー固体撮像
装置の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、固体撮像装置上にカラーフィルタを直接形成する
方法としては、まず、素子表面の平坦化のために透明高
分子樹脂を塗布し、続いてカラーフィルタ層として、感
光性を持たせかつ粘度調整された。ゼラチン、カゼイン
、グリユー、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）等の材
料を塗布し、露光・現像により所望のパターンを形成す
る。さらに、所望の分光透過率特性を得るために適切な
染料により染色する。さらに１次工程の染色工程での混
色を防止する目的から、平坦化に使用しているものと同
じ透明高分子樹脂を中間層として塗布する。カラー化方
式の違いにより、イエロー・シアン・マゼツン・グリー
ン、イエロー・シアン・グリーン・ホワイトあるいはレ
ッド、グリーン・ブルー等の色群よりなるカラーフィル
タを、前記プロセスを繰り返すことにより実現している
。

この中で、平坦化層、中間層、トップコート層として用
いる透明高分子樹脂として、紫外線硬化型樹脂、熱硬化
型樹脂、ポリグリシジルメタクリレート（以下、ＰＧＭ
Ａと記す）、ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭ
Ａと記す）等の電子線レジストなどが主に使用されてい
る。紫外線硬化型樹脂を使用する場合、ポンディングパ
ッド部、スクライブライン部上の透明高分子樹脂は、各
透明樹脂形成工程中に除去していかねばならないため、
平坦化層、中間層、トップコート層の各層でホトエッチ
工程があり、工数が大でコストアップの要因が多い、ま
た、各層でホトエッチすることによりポンディングパッ
ド部、スクライブライン部での段差が工程を経る度に大
、きくなり、染色ベース（ゼラチン、カゼイン、グリユ
ー、ＰＶＡ等）を塗布する際に、その段差部より塗布ム
ラが発生しカラー固体撮像素子の画質劣化の原因となる
。さらに、カラーフィルタを形成しているイメージエリ
ア部は透明樹脂の露光時に複数回紫外線が照射されるこ
とになり、カラーフィルタの分光透過率特性の耐光性劣
化を促進させていることになる。

一方、熱硬化型樹脂の場合、上記の問題は全て解決され
、かつ耐熱性、耐薬品性が良好であるという長所を持つ
、しかしながら、ポンディングパッド部、スクライブラ
イン部上の透明樹脂を除去する際、ドライエツチング工
程が必要となり、固体撮像素子に対しダメージを与え画
質を著しく劣化させる恐れがある。

電子線レジストとして知られているＰＧＭＡ。

ＰＭＭＡ等を平坦化層、中間層、トップコート層に用い
た場合、ポンディングパッド部、スクライブライン部の
透明樹脂は最終工程で一括ウエツト除去できるため、前
記熱硬化型樹脂のもつ問題点はなく、前記原因で発生す
る塗布ムラに対しても有利である。さらにこれらの材料
は衆知の如く遠紫外線を照射することによって、遠紫外
線のエネルギにより主鎖切断による低分子量化がおこり
、溶剤に可溶となるポジ型として働くため、イメージエ
リア部のカラーフィルタに照射されず、分光特性の変化
をおこさないというメリットを持つ。

反面、熱可塑性を持つという耐熱性に不利な面があるが
、工数、ダメージ、＊布ムラの問題を考慮すると最も適
切な材料とえる。

一方、カラーフィルタのモザイクパターンについては、
例えば第４図に示す、イエロー・シアン・マゼンタ・グ
リーンよりなるカラーフィルタを作成する場合、イエロ
ー・シアン・マゼンタの３層のマスクを用いるが、各色
版のパターンとしては従来第５図に示すものを使用して
いる。モザイクパターンを形成する領域についても、従
来は第６図に示すようにイメージエリアにのみ形成して
いた。第６図において、１はボンディングバット、２は
イメージエリア、３はフィルタ形成領域である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、透明樹脂として熱可塑性のあるＰＧＭＡ
、ＰＭＭＡ等を用いた場合、熱をかけたときイメージエ
リア周辺部のカラーフィルタが収縮・移動し、固体撮像
素子のフォトダイオードとずれてくるという問題があっ
た。

本発明は上記従来のＰ　Ｇ　Ｍ　Ａ　、　Ｐ　Ｍ　Ｍ　
Ａ等の電子線レジストを用いた場合の問題点を解決する
ものであり、カラー固体撮像素子の耐熱性を向上させる
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、平坦化層。

中間層、トップコート層にＰＧＭＡとＰＭＭＡの共重合
体を用いるとともに、カラーフィルタのモザイクパター
ンを各画素単位を分離し、かつイメージエリア以外の周
辺部にダミーモザイクパターンを、１５〜５０ビット設
けるようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例におけるモザイクパターンの
形状を示している。第１図（ａ）はイエローパターン、
第１図（ｂ）はシアンパターン、第１図（Ｃ）マゼンタ
パターンである。

次に本実施例の特徴について説明する。

（１）各モザイクパターンの隣接したパターンどうし接
触しないように、モザイクパターンのコーナ一部の面を
とっである。

（２）色の配列は第４図の色の配列と同一とした。

第５図に示す従来のモザイクパターンの形状では。

イエロー、シアンのパターンの場合、隣接したパターン
がコーナ一部でつながってしまい、熱が加わった場合、
透明樹脂との応力差により結果的に周辺のモザイクパタ
ーンが中央方向に引っばられパターンの移動が発生し、
初期に固体撮像素子の一画素を形成するフォトダイオー
ドとカラーフィルタの１画素と精度良く合致させておい
てもずれてしまい正常なカラー画像を実現できない、し
かし、本実施例では第１図に示す如く各モザイクパター
ンが分離しているため、透明樹脂との応力差が発生しに
くく、パターンの移動が軽減される。

第２図は本発明の他の実施例におけるモザイクパターン
の形状を示すものである。第２図において、４はフォト
ダイオードである。

第３図は本発明の一実施例のモザイクパターンの配置を
示したものである。第３図において２はイメージエリア
、３はフィルタ形成領域であるイメージエリア２の周辺
にカラーフィルタ１５〜５０ビット拡張することにより
、収縮の影響を有効イメージエリアに及ぼさないように
する効果がある。

これも４辺とも均等に拡張する必要のないことは勿論で
ある。

ＰＧＭＡ、ＰＭＭＡの共重合体の軟化温度の改善効果を
ＰＧＭＡと比較すると表１が得られ、表１から明らかな
ように約３５℃の軟化温度が上昇し、耐熱性の向上が図
られる。

表１ （発明の効果） 本発明は上記実施例から明らかなように、固体撮像素子
のカラー化を目的とした色分解用カラーフィルタの直接
形成の製造方法を用いることにより、従来のプロセスを
変えることなく、耐熱性を向上させることができる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のモザイクパターン形状図、
第２図は本発明の他の実施例のモザイクパターン形状図
、第３図は本発明の一実施例のモザイクパターン形成領
域を示す図、第４図はカラーモザイクパターンの例を示
す図、第５図は第４図のカラーフィルタを実現する従来
のゼラチンパターンを示す図、第６図は従来のモザイク
パターン形成領域を示す図である。 １・・・ポンディングパッド、　２・・・イメージエリ
ア、　３　・・・　フィルタ形成領域、４　・・・　フ
ォトダイオード。 第 図 ４１０−２ｖターン （ｂ） シアンパターン （Ｃ） マぜンタノＶターン 第２図 特許出願人　松下電子工業株式会社 ７４７ォトグイ才−ド 第 図 第 図 イエローパターン シアンパターン マロ”ンタパダン 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に、所望の形状・分光特性を有する有機カラーフ
   ィルタを形成する製造方法において、前記有機カラーフ
   ィルタの耐熱性向上のために、下地層・防染用中間層・
   トップコート層として用いる有機高分子透明材料を、ポ
   リグリシジルメタクリレート（ＰＧＭＡ）とポリメチル
   メタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体とし、遠紫外線
   感光ポジ型でウェット現像する工程と、前記有機カラー
   フィルタのモザイク状パターンを１画素ずつ分離させ、
   かつカラーフィルタの使用有効領域の周囲に、１５〜５
   ０ビットのダミーモザイクパターンを設けることを特徴
   とするカラー固体撮像装置の製造方法。