JPH042162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は側面部に高周波方式のイオンプレーテ
イング法による金属もしくは金属化合物の遮光層
を形成して、外部からの無用な光を遮断し、固体
撮像素子カメラとして光学的なフレアやかぶり現
象を防止できる固体撮像素子用色分解フイルター
の製造方法に関する。 CCD（電荷結合型素子）に代表される固体撮像
装置はテレビカメラの心臓部に用いられている
が、このテレビカメラのカラー化には、色分解フ
イルター層を直接固体撮像素子の受光部の上に設
ける場合と、別に作成した色分解フイルターを固
体撮像素子に貼り合わせる場合とがある。現状で
は、フイルターおよび素子の製造歩留まりが低い
等の理由から、後者の貼り合わせ方式が主流であ
る。貼り合わせ方式では、色分解フイルターは、
ある厚み（例えば0.5〜1.0mm程度）を有するガラ
ス透明基板の上に形成されるのであり、そのた
め、色分解フイルターの側面部から無用な光が入
射し、光学的フレアが生じ、カメラにかぶり現像
が発生しがちであつた。 第１図に、従来の色分解フイルター（側面に遮
光層がない）を用いた固体撮像装置の説明図を示
す。 これによれば、CCD１の受光部（上面）にフ
イルター層を接して色分解フイルター２が接着剤
層３を介して貼り合わされている。CCD１から
は導線４およびリードフレーム５を経由して固体
撮像素子パツケージ６の外部へ画像に関する電気
信号を伝えられるように構成されている。この固
体撮像装置にはカメラのレンズ系（図示せず）を
通過した光線が入射するものであるが、封止ガラ
ス板７の下面には、図示するように、フレア防止
板８が周辺部に設けられて外部から斜めに入射す
る無用の光線をさえぎるように工夫されている。
斜めから光線が入射すると、その光線が色分解フ
イルター２の透明基板９の側面より入射し、フレ
アかぶり現像を起こすのであり、これを防止する
ためにフレア防止板８が必要であつたのである。 このようなフレア防止板８は、封止ガラス板７
を装着する前に、位置合わせを行ない、接着する
必要があるものであり、工程的に手間を要するば
かりでなく、近年の固体撮像装置の小形化にとも
ない、作業的にも極めて困難なものになりつつあ
る。 本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、
上述のフレア防止板を不要にした固体撮像素子用
の色分解フイルターを提供するものである。 具体的には、ガラス透明基板の片面に少なくと
も色分解用のフイルター層を所定の色数で所望の
パターンが形成され、かつガラス透明基板の側面
に遮光層が形成された固体撮像素子用色分解フイ
ルターの製造方法において、多数の色分解フイル
ターを分離し、その間隔を拡大した状態で、前記
遮光層を前記ガラス透明基板に直流電圧を印可し
ない状態で高周波方式のイオンプレーテイング法
を用いて、金属もしくは金属化合物を蒸発させる
ことによつて形成することを特徴とする。 金属遮光層の形成法として無電解めつき法が考
えられるが、洗浄、脱脂、鋭敏化、活性化及びめ
つきという工程の複雑さ、まためつきできる材料
が限定されるという点からみて、これから述べる
高周波方式のイオンプレーテイング法と比べると
大きなマイナス点がある。 ここで本発明の製造方法によつて得られる色分
解用カラーフイルターの一実施例を示す第２図に
従つて詳細に説明すると、ガラス透明基板１０は
先言したように0.5〜1.0mm程度の厚みを有し、材
質としては、石英ガラス、低膨張ガラス、硼硅酸
塩系ガラスまたはソーダライムガラス等を代表と
する通常ガラスが用いられる。 このようなガラス透明基板１０の片面に、色分
解用のフイルター層１１が設けられる。該フイル
ター層１１は、特公昭52−17375号公報や特公昭
52−17376号公報において公知のように、ゼラチ
ン、グリユー、カゼイン等の水溶性樹脂の感光材
料が光硬化した薄膜を、染料にて染色した有機樹
脂系のフイルター層があるが、そのほか、TiO₂
−SiO₂に例示されるような高屈折率の薄膜と低
屈折率の薄膜を互い違いに10〜20層程度積層して
なる無機の干渉フイルター層も当然採用できる。 フイルター層１１は、その厚さは10μ程度もし
くはそれ以下であり、第２図ではその厚みを透明
基板１０と比べて非常に誇張して画かれている。
しかも第２図からは明らかでないが、所望の色
数、例えば、シアン、イエローの２色あるいは
赤、緑、青等の３色が、所望のパターンすなわ
ち、固体撮像素子の受光部の形状に対応して、設
けられているものである。多くの場合、透明基板
１０の片面には色分解用のフイルター層１１のみ
ならず、フイルター層１１の表面を保護するため
のオーバーコート層が付加されていたり、あるい
は各色のフイルター層の間隙や周辺に光遮光層が
設けられているものであり、フイルター層１１と
透明基板１０のみからなる色分解フイルターとい
うものは例が少ない。しかしながら、フイルター
層１１についてのこのような付加的要素は従来公
知であり、本発明は、これら従来公知の色分解フ
イルターの全てについてあてはまるものであるこ
とは言うまでもない。 このような第２図に示す色分解フイルターの側
面には、金属を高周波方式のイオンプレーテイン
グ法により施して、金属遮光膜１２を設ける。金
属遮光膜１２の材質としては、ニツケル、アルミ
ニウム、クロム、チタン、銅、鉄、銀、金等から
選択される。この場合、イオンプレーテイングを
行なつている間に、窒素、酸素、アセチレン等の
活性なガスを導入し、窒化物、酸化物、炭化物等
の金属化合物とし、表面の光反射率の低い金属遮
光層とすることがあげられる。 該金属遮光層１２は、マクベス濃度計にて2.0
以上の濃度という高い遮光性能があるのが良く、
かかる意味から遮光層として金属を用いるのが都
合が良い。 本発明の固体撮像素子用色分解フイルターの製
造方法を工程順に示す図面の第３図ａ〜ｅに基い
て、以下詳細に説明する。 第３図ａに示すように固体撮像素子用色分解フ
イルターは、「多面付け」と称して、フイルター
製造段階では、一枚の大きな透明基板１０ａの上
面に色分解用のフイルター層１０を多数形成し、
しかる後に１個毎に断裁する工程がある。この断
裁の直前に、第３図ａに示すように、多面付けに
て色分解フイルター層１１を作成した上面には保
護膜１３を施してフイルター層１１を被覆し、下
面には例えば粘着層１４を有する塩化ビニル樹脂
フイルム等の伸張性フイルム膜１５を貼着する。
第３図ｂは、ダイシング装置等で各色分解フイル
ター層１１の間に、断裁溝１６が形成された状態
である。すでに明らかなように、保護膜１３は、
断裁用冷却液や、断裁時に発生するガラスくずに
よりフイルター層が１１汚染されるのを防いでい
るものである。続いて第３図ｃに示すように、伸
張性のフイルム膜１５を図の矢印に示すように両
側に拡げるように力を加えることにより、前記し
た断裁溝１６の幅を拡大して溝１６′とする。こ
の状態で、各個に断裁された色分解フイルター１
８は、その側面同士の間隔が拡がり、この部分の
洗浄などを容易に行なえるようになる。 充分、水洗し乾燥した後高周波方式のイオンプ
レーテイング法により金属膜を側面に形成させ
る。高周波方式のイオンプレーテイング法は物理
蒸着法の一種であり、蒸発源を電子ビームにて加
熱蒸発させ蒸発した物質が基板に到達するまでに
基板と蒸発源の間に設けられた高周波のかけられ
たコイル近傍で放電している領域を通過する間に
イオン化するため通常の真空蒸着法と比べ基板と
の密着性とつきまわり性が良い方法である。しか
も、他方式のイオンプレーテイング法に比べ基板
温度を低く抑えられ、比較的高真空で作業できる
ため様々な基板を選べ質の良い膜が得られる方法
である。 著者らは上記の高周波方式のイオンプレーテイ
ング法でアルゴンガスを導入し、ある条件で蒸発
させると蒸発源に対して垂直方向の面にもかなり
の量が析出されるという事実に着眼し、本発明の
大きな特徴である固体撮像素子用色分解フイルタ
ーの側面へ金属遮光膜を形成する手段としてこの
方法を用いる事にした。 本発明で用いる高周波方式のイオンプレーテイ
ング装置における条件は、アルゴンガスを導入し
た作業圧として10^-5〜10^-4torr台、蒸発源を加熱
する電源として電子ビーム（加速電圧10kV）蒸
発された物質をイオン化するためプラズマ放電を
生じさすための電源として13.56MHzの高周波電
源（Max 1kw）を用い、基板との距離を10〜50
cmにとる事である。この範囲にて基板である固体
撮像素子用色分解フイルターを第３図ｃに示され
た状態で保護膜面１３を蒸発源にむけて前記金属
材料を蒸発させたところ、蒸発源に対向している
面（保護膜面１３）と、垂直方向である側面に付
着する膜厚比は１：0.1〜１：0.7の範囲になり、
かなり高い割合で側面に付着する事ができた。 このように高周波方式のイオンプレーテイング
法を行なう事で第３図ｄに示すように金属層１７
が色分解フイルター１８の保護膜１３面と側面の
全面に形成される。 この後、粘着層を有する伸張性フイルム膜１５
から、個々の色分解フイルター１８を剥離し、し
かる後、保護膜１３も剥せば第３図ｅに示すよう
に個々に分離独立した色分解フイルター１８であ
つて、その側面に高周波方式によるイオンプレー
テイング法を行なう事で金属遮光層１２が形成さ
れたものが得られる。 なお、高周波方式のイオンプレーテイング法に
おいて基板に直流電圧（陰極）をかけ、イオン化
された蒸発物質を加速させる方法もあるが、側面
へのつきまわり性がかえつて悪くなるため、この
場合好ましくない。 以下に本発明の実施例を述べる。 実施例 １ 厚さ1.0mm、直径10cmのパイレツクスガラス
（米国コーニング社製）からなる透明基板上に、
１辺約10mmの角形のフイルター層を公知の方法に
て24個多面付けしたものに対して、表面フイルタ
ー側に易剥離性塗膜となるコート材料「シリテク
ト：米国コントロライン社製商品名」を塗布し
て乾燥し保護膜とする。次に伸張性のポリ塩化ビ
ニルフイルムの片面に粘着層を設けた伸張性テー
プSpv−224（日東電工(株)製商品名）と透明基板の
下面とを貼り合わせ図面の第３図ａの状態とす
る。続いて600メツシユのレジンブレードを用い
た断裁機により、表面より断裁溝を入れ、前記の
伸張性テープの端部を引張り、第３図ｃの状態と
した。次いで、高周波方式のイオンプレーテイン
グ法にて、表１の条件で側面が3800Åの膜厚にな
るようにニツケル蒸着を施した。 この後、色分解フイルターの裏面に付着してい
た伸張性テープおよび表面の保護膜を剥離する事
により、側面にのみニツケル層が施された固体撮
像素子用色分解フイルターが得られた。このニツ
ケル層はマクベス濃度計にて５±0.5の値を有し
接着強度も満足すべきものであつた。

【表】 実施例 ２ 実施例１と全く同様にして透明基板上に多面付
けされたフイルター層を形成したものを図面の第
３図ｃの状態にし高周波方式のイオンプレーテイ
ング法にて表２の条件で側面が3000Åの膜厚にな
るようにアルミニウム蒸着を施した。 この後色分解フイルターの裏面に付着していた
伸張性テープおよび表面の保護膜を剥離する事に
より側面にのみアルミニウム層が施された固体撮
像素子用色分解フイルターが得られた。このアル
ミニウム層はマクベス濃度計にて4.5±0.5の値を
有し、接着強度も満足すべきものであつた。

【表】

【表】 以上説明したように本発明の色分解フイルター
は一枚のガラス透明基板の上に多面付けにて色分
解用のフイルター層を形成した場合、断裁工程の
中において付加的に高周波方式のイオンプレーテ
イング法による蒸着工程を設定する事により、フ
イルターの側面という所望の区域にのみ金属遮光
層を施す事ができるのでありその製造方法の簡便
さは産業上大いに利用するものである。 さらに本発明より得られた金属遮光層は、無電
解めつき法により得られる金属遮光層と比べ工程
が簡略であるため製造コストが低く、また無電解
めつきではできない金属材料（特にアルミニウ
ム）を選べる事により様々な要求に答えられるも
のでありこの点からも新規性のある産業上大きな
意味のある方法である。 第４図は、本発明による固体撮像素子用色分解
フイルターをCCDタイプの固体撮像装置に組入
れたところを示す。図から明らかなように、側面
に金属遮光層１２が施されているので固体撮像装
置にフレア防止板を設ける必要がなく、作業的に
は極めて容易に固体撮像装置を作製する事ができ
る。 以上のように本発明の色分解フイルターの製造
方法は、製造の簡便さと固体撮像装置に組み込ん
だときの便宜さが相俟つて実用上極めて優れたも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の固体撮像装置の一例を示す説
明図であり、第２図は、本発明による固体撮像素
子用色分解フイルターの実施例を示す模式断面図
であり、第３図ａ〜ｅは、本発明による色分解フ
イルターの製造方法の一例を工程順に示す断面図
であり、第４図は本発明による色分解フイルター
を固体撮像装置に組み込んだ際の様子を示す説明
図である。 １０……透明基板、１１……フイルター層、１
２……金属遮光層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス透明基板の片面に少なくとも色分解用
   のフイルター層を所定の色数で所望のパターンが
   形成され、かつガラス透明基板の側面に遮光層が
   形成された固体撮像素子用色分解フイルターの製
   造方法おいて、 多数の色分解フイルターを分離し、その間隔を
   拡大した状態で、前記遮光層を前記ガラス透明基
   板に直流電圧を印可しない状態で高周波方式のイ
   オンプレーテイング法を用いて、金属もしくは金
   属化合物を蒸発させることによつて形成すること
   を特徴とする固体撮像素子用色分解フイルターの
   製造方法。