JPH04248502A - 多層干渉パターンの形成方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は多層干渉パターンの製
造方法に関する。さらに詳しくは、この発明は、基板上
に複数の多層干渉膜からなるパターンを製造する方法で
あって、各種カラーフィルターの製造に好適な多層干渉
パターンの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板上に２種類以上の多層干
渉膜からなるパターンを形成する技術は、撮像素子用の
色分解フィルター等を、ガラス上に形成する方法あるい
は撮像素子上に直接形成する方法等として使用されてい
る。

【０００３】このようなパターンの形成方法としては、
一般的にはリフトオフ法や、腐食法等のようにウェット
エッチングを使用する方法が多く用いられている。

【０００４】たとえば、リフトオフ法により、３種類の
多層干渉膜からなる色分解フィルターを形成する場合に
は、まず、第１の多層干渉膜からなる色分解フィルター
のパターンを形成するために基板上のパターン非形成部
にレジストを形成し、次にその基板上の全面に第１の色
分解フィルターとなる多層干渉膜を膜付し、これを溶剤
に浸すことによりレジストを除去すると共にそのレジス
トの上に形成された多層干渉膜も除去する。このように
して第１の色分解フィルターのパターンを形成した後、
同様の工程を繰返して第２の色分解フィルターおよび第
３の色分解フィルターについてもパターンを形成し、３
種類のフィルターからなる色分解フィルターを得る。

【０００５】また、腐蝕法により同様の色分解フィルタ
ーを形成する場合には、まず、第１の色分解フィルター
のパターンを形成するために基板上の全面に第１の色分
解フィルターとなる多層干渉膜を膜付し、その多層干渉
膜のパターン形成部上にレジストを形成する。次いで、
多層干渉膜を溶かし去るエッチング液を用いて、レジス
トが載っていない部分、すなわちパターン非形成部の多
層干渉膜を除去し、さらにレジストを溶かし去る溶剤を
用いてパターン形成部の多層干渉膜の上に形成されてい
るレジストも除去し、第１の色分解フィルターのパター
ンを得る。そして同様の工程を繰返して第２の色分解フ
ィルターおよび第３の色分解フィルターについてもパタ
ーン形成し、３種類のフィルターからなる色分解フィル
ターを得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなウェットエッチングを伴う従来のパターン形成方法
では、レジストと基板あるいは多層干渉膜との密着性が
悪い場合にはその間にエッチング液が浸み込み、パター
ニング精度が著しく低下する。また、ウェットエッチン
グは等方性のエッチングを行うことから、所謂アンダー
カットによってもパターニング精度が低下する。さらに
、先に形成された色分解フィルターは後の色分解フィル
ターの形成の度に新たにエッチング液やレジストの現像
液にさらされることとなり、先に形成された色分解フィ
ルターが損傷を受ける割合が多くなる。特に、腐蝕法に
よる場合にはエッチング工程の数が多いので、そのよう
な損傷の問題が顕著となり、また製造工程も繁雑になっ
て製品のコストが高くなる。

【０００７】また、色分解フィルターとしては、固体撮
像素子等のチップ上に直接カラーフィルターを形成した
もの（以下、オンチップカラーフィルターという）とし
、低コストで製造できるようにすることが望まれている
。しかしながら、従来のウェットエッチングを伴うパタ
ーン形成方法では上述のように、精密にかつ歩留まり高
く色分解フィルターを製造することは困難なので、特に
オンチップ化の要請には応えることができない。このた
め、色分解フィルターの製造プロセスをドライ化するこ
とが求められている。

【０００８】これに対して、腐食法のエッチング液によ
るエッチング工程をスパッタリングやイオンビーム等に
よるドライエッチング工程に置き換えた単純パラエッチ
ング法が提案されている。

【０００９】しかしながら、単純パラエッチング法によ
っても、腐蝕法と同様にエッチング工程の数は多いので
製造工程が繁雑となり、製品コストを低下させることは
困難となっている。また同様に、先に形成した色分解フ
ィルターは後の色分解フィルターの形成の際に損傷を受
け易いので、デバイス等の基板の劣化を防止し、製品の
歩留まりを向上させることも困難となっている。そのた
め、特にオンチップ化の要請には十分に対応できる方法
とはなり得ていない。

【００１０】この発明は、このような従来の多層干渉パ
ターンの形成方法に伴う問題点を解決しようとするもの
で、近年のオンチップ化の要請に対応すべく、基板上に
多層干渉膜からなる複数種類のパターンを製造するにあ
たり、その製造プロセスをドライ化して精密なパターン
を得られるようにすると共に、製造プロセスにおけるデ
バイス等の劣化も防止して製品の歩留まり高くし、低コ
ストで製造できるようにすることをを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は、基板上に複数の多層干渉膜がパターン
化されている多層干渉パターンの製造方法において、少
なくとも１つの多層干渉膜を膜付後、その多層干渉膜の
パターン形成部上に多層干渉膜をドライエッチングによ
りパターン化するためのレジストを形成し、パターン化
後、そのレジストを残存させて後に膜付する多層干渉パ
ターンのパターン化においてパターン非形成部に形成す
るレジストの少なくとも１部として利用することを特徴
とする多層干渉パターンの製造方法を提供する。

【００１２】このように、この発明の多層干渉パターン
の製造方法においては、基板上で少なくとも１つの多層
干渉膜のパターン形成を多層干渉膜の膜付、レジストパ
ターニング、ドライエッチングの各工程から行い、他の
多層干渉膜のパターン形成に際しては同様の工程を繰り
返すかあるいはリフトオフ法を併用する等して２種類以
上の多層干渉膜からなる多層干渉パターンを形成するに
あたり、ドライエッチングによりパターン化する少なく
とも１つの多層干渉膜については、そのドライエッチン
グの工程において当該多層干渉膜をパターンの非形成部
について除去した後、当該多層干渉膜のパターン上に形
成されているレジストをその度毎に除去することなく、
そのレジストを残存させたままの状態で次ぎの多層干渉
膜を膜付する。そして、所定の種類の多層干渉膜につい
てパターン形成を終了した後、それまで多層干渉膜上に
残存させていたレジストをあわせて除去する。

【００１３】

【作用】この発明によれば、多層干渉パターンの製造工
程をドライ化できるので、精密なパターンを形成するこ
とが可能となる。

【００１４】また、多層干渉膜のドライエッチングの工
程においてパターン形成した当該多層干渉膜上のレジス
トに対しては別途除去工程を設けることなく、レジスト
を残存させたままの状態で次ぎの工程の多層干渉膜を形
成するので、そのレジストが、以降の工程におけるレジ
ストパターニング時の現像液や多層干渉膜のドライエッ
チングから当該多層干渉膜を保護し、損傷を防止する。 このため製造工程における歩留まりが著しく向上する。

【００１５】さらに、多層干渉膜上のレジストの除去を
各多層干渉膜のパターン形成の度毎に行わないので製造
工程が簡略化され、製品の製造コストを低下させること
も可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。

【００１７】図１は、緑色透過フィルター、赤色透過フ
ィルター、青色透過フィルターの３種の色分解フィルタ
ーパターンをシリコンウェハー上に２次元的に配列した
オンチップカラーフィルターをこの発明の多層干渉パタ
ーンの製造方法により製造する場合の製造工程図であり
、図中（Ａ）〜（Ｋ）は工程中の各状態を表している。

【００１８】すなわち、この方法においては、まず状態
Ａに示すように、基板となるシリコンウェハー（１）の
受光部以外の区域、すなわちカラーフィルターの非形成
部をレジストパターニングしてプロテクト層（２ａ）を
形成する。

【００１９】この場合、プロテクト層（２ａ）に使用す
るレジストとしては、高解像度をもち、全工程を通じて
シリコンウェハーに対する十分な付着力を有し、加熱に
対しても形状が安定でドライエッチングのレジストとし
て好適に使用できる耐熱レジストを使用することが好ま
しい。例えば、約１３０℃までの加熱に耐え得るＦＨ５
６００Ｆ（富士ハント社製）を使用することができ、こ
れをスピンコート法により塗布して膜厚３．４μｍに形
成する。

【００２０】なお、このプロテクト層（２ａ）のパター
ニングの方法は常法によることができる。また、このプ
ロテクト層（２ａ）に対しては、その耐熱性およびシリ
コンウェハーに対する付着力を向上させるため、プラス
マ処理、あるいは基板をホットプレート上で加熱しなが
ら真空中で紫外線を照射するハードニング処理を施すこ
とが好ましい。これにより、プロテクト層（２ａ）の耐
熱温度を約１５０℃程度に上げることができ、次の工程
の低温蒸着層の形成において、レジストが剥離したり、
レジストダレが生じて受光部に覆いかぶさったりするこ
とを防止することができる。

【００２１】プロテクト層（２ａ）を形成した後は、状
態Ｂに示すように、シリコンウェハー（１）上に、１色
目の多層干渉フィルターとして緑色透過フィルターとな
る緑色低温蒸着層（３）をベタに膜付する。なお、この
ような蒸着層は、公知の蒸着法により所定の膜厚の高屈
折率誘電体層と低屈折率誘電体層とを交互に多層積層す
ることにより形成できるが、その蒸着温度を約１５０℃
とする低温蒸着法により形成することが好ましい。これ
により、蒸着温度を約３００℃とする通常の蒸着法に比
して耐熱レジストパターンだれの発生を防止し、製品の
デバイス評価の面でも表面再結合速度を向上させること
ができる。また、その膜厚は所定の分光カーブにより異
なるが、一般には１．２〜２μｍであり、例えば１．９
４μｍとすることができる。

【００２２】次いで、状態Ｃに示すように、緑色低温蒸
着層（３）上に緑色透過フィルターのレジストパターニ
ングを状態Ａのレジストパターニングと同様に行い、緑
色透過フィルターのプロテクト層（２ｂ）を形成する。 なお、このレジストパターニングのアライメントの整合
が良好でない場合は、プロテクト層（２ｂ）を剥離し、
再度レジストパターニングを行えばよい。

【００２３】次に、状態Ｄに示すように、緑色低温蒸着
層（３）をドライエッチングする。このドライエッチン
グ条件としては、プロテクト層（２ａ）、（２ｂ）のレ
ジストの変質が最少限となり、エッチング選択比（ドラ
イエッチングの場合に生じるレジストの膜減りとフィル
ターの膜減りとの比）が高くなるように設定する。

【００２４】例えば、エッチング条件を、１．０Ｐａ、
０．２５Ｗ／ｃｍ２、Ｃ２Ｆ６ガス１０ＳＣＣＭとする
ことにより、低温蒸着層（３）のエッチング速度を２０
０オングストローム／分、プロテクト層（２ｂ）のエッ
チング速度を１５０オングストローム／分とすることが
できる。そして、このエッチングが終了した時点におい
て、シリコンウェハー（１）の受光部の緑色低温蒸着層
（３）上には緑色透過フィルターのプロテクト層（２ｂ
）を約１．６μｍ程度残存させることが可能となる。 また、シリコンウェハー（１）の非受光部に形成したプ
ロテクト層（２ａ）は、ドライエッチングの開始時には
受光部と同様に緑色低温蒸着層（３）が形成されている
ので、受光部のオーバーエッチングの間のみエッチング
されることとなり、その減少量は僅かなものとなる。

【００２５】状態Ｅは、２色目の多層干渉フィルターと
して赤色透過フィルターとなる赤色低温蒸着層（４）を
、状態Ｂの緑色低温蒸着層の形成と同様にしてベタに膜
付したところを表している。なお、この赤色低温蒸着層
（４）の膜厚としては、例えば１．５３μｍとすること
ができる。

【００２６】そしてこの赤色低温蒸着層（４）に対して
も、上記の緑色透過フィルター部の形成と同様にレジス
トパターニングして赤色透過フィルターのプロテクト層
（２ｃ）を形成し（状態Ｆ）、ドライエッチングする（
状態Ｇ）。

【００２７】このように、この発明においては、１色目
の緑色低温蒸着層（３）上のプロテクト層（２ｂ）を除
去することなく２色目の赤色低温蒸着層（４）を形成す
る。したがって、２色目の赤色低温蒸着層（４）の形成
に際して１色目の緑色低温蒸着層（３）上のプロテクト
層（２ｂ）を完全に除去していた従来法に比べて、レジ
ストの除去のための工程数を減らすことができる。また
、状態Ｇからわかるように、２色目の赤色低温蒸着層（
４）のエッチング時に赤色透過フィルターとなる部分が
プロテクト層（２ｃ）により保護されているだけでなく
、緑色透過フィルター部となる緑色低温蒸着層（３）も
プロテクト層（２ｂ）により保護されているので、緑色
透過フィルター、赤色透過フィルターのいずれについて
もエッチングによるフィルター面の損傷を低減させるこ
とが可能となる。さらに、２色目の赤色低温蒸着層（４
）のレジストパターニングの位置合わせに関し、プロテ
クト層（２ｃ）のパターンがずれて緑色低温蒸着層（３
）のパターン上に及んでも、緑色低温蒸着層（３）上に
赤色低温蒸着層（４）が直接形成されることはないので
、最終的に製品が損品となることはない。そのため、レ
ジストパターニングの位置合わせの不良による損品の発
生率も低下させることができ、製品の歩留まりを向上さ
せることが可能となる。

【００２８】以下同様にして、３色目の多層干渉フィル
ターとして青色透過フィルターとなる青色低温蒸着層（
５）をベタに膜付し（状態Ｈ）、レジストパターニング
して青色透過フィルターのプロテクト層（２ｄ）を形成
し（状態Ｉ）、ドライエッチングする（状態Ｊ）。そし
て最後にアッシングによりプロテクト層（２ａ）（２ｂ
）（２ｃ）（２ｄ）の除去を行い、緑色、赤色、青色か
らなるカラーフィルタを形成する（状態Ｋ）。

【００２９】なお、青色低温蒸着層（５）を形成した後
（状態Ｈ）は、そのレジストパターニング（状態Ｉ）や
ドライエッチング（状態Ｊ）をすることなく、リフトオ
フ法によりプロテクト層（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）
、（２ｄ）を除去し、緑色、赤色、青色からなるカラー
フィルタ（状態Ｋ）を形成してもよい。具体的には、例
えば、青色低温蒸着層（５）を形成した後、浴温１００
℃のリムバー１１６５（シプレイ社製）に約１時間程度
浸積しておくことにより各プロテクト層（２ａ）、（２
ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）のレジストを除去することが
でき、さらに、同様の条件の別槽の浴中にて清浄化し、
リンサードライアーで乾燥してもよい。

【００３０】以上、この発明の実施例について説明した
が、この発明はこれに限られることなく種々の態様をと
ることができる。たとえば、上記の実施例においては、
形成する多層干渉膜は緑色、赤色、青色の３種の低温蒸
着層としたが、２種以上であれば任意の多層干渉膜とす
ることができる。また、そのパターン形状もストライプ
状のフィルターを平行に形成したものをはじめとして種
々のものとすることができる。基板についても、シリコ
ンウェハー（１）やＣＣＤのようにデバイス表面に凹凸
がある場合の素子を直接基板として使用する他、透明ガ
ラスを基板としてもよい。

【００３１】

【発明の効果】この発明よれば、多層干渉パターンの製
造工程をドライ化できるので、精密なパターンを形成で
きる。また、パターン形成した多層干渉膜上のレジスト
を残存させたままの状態で次ぎの工程の多層干渉膜を膜
付するので、レジストパターニング時の現像液や多層干
渉膜のドライエッチングから多層干渉膜が保護され、そ
の損傷を低減させることができる。このため製造工程に
おける歩留まりを著しく向上させることが可能となる。 さらに、レジストの除去工程が簡略化されているので、
製品の製造コストを低下させることも可能となる。

【００３２】また、表面に凹凸が形成されているＣＣＤ
等の基板上でも、従来法とは異なり容易に精密な多層干
渉パターンを形成することができ、多層干渉パターンを
オンチップ化して有利に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の多層干渉パターンの形成方法による
カラーフィルターの製造工程図である。

【符号の説明】

１　　シリコンウェハー ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ　　プロテクト層３　　緑色低
温蒸着層 ４　　赤色低温蒸着層袋状部の大人に接する側５　　青
色低温蒸着層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に複数の多層干渉膜がパターン化さ
   れている多層干渉パターンの製造方法において、少なく
   とも１つの多層干渉膜を膜付後、その多層干渉膜のパタ
   ーン形成部上に多層干渉膜をドライエッチングによりパ
   ターン化するためのレジストを形成し、パターン化後、
   そのレジストを残存させて後に膜付する多層干渉パター
   ンのパターン化においてパターン非形成部に形成するレ
   ジストの少なくとも１部として利用することを特徴とす
   る多層干渉パターンの製造方法。
2. 【請求項２】　　全ての多層干渉膜のパターン化がドラ
   イエッチングにより行われる請求項１に記載の多層干渉
   パターンの製造方法。
3. 【請求項３】　　最後の多層干渉膜のパターン化がリフ
   トオフにより行われ、他の多層干渉膜のパターン化がド
   ライエッチングにより行われる請求項１に記載の多層干
   渉パターンの製造方法。
4. 【請求項４】　　多層干渉膜を低温蒸着することにより
   膜付する請求項１に記載の多層干渉パターンの製造方法
   。
5. 【請求項５】　　耐熱レジストによりレジストパターニ
   ングする請求項１に記載の多層干渉パターンの製造方法
   。
6. 【請求項６】　　基板が固体撮像素子である請求項１に
   記載の多層干渉パターンの製造方法。