JPH07120763B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH07120763B2 JPH07120763B2 JP31799589A JP31799589A JPH07120763B2 JP H07120763 B2 JPH07120763 B2 JP H07120763B2 JP 31799589 A JP31799589 A JP 31799589A JP 31799589 A JP31799589 A JP 31799589A JP H07120763 B2 JPH07120763 B2 JP H07120763B2
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- Japan
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- color filter
- solid
- state imaging
- imaging device
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像装置に関し、特に固体撮像装置のカラ
ーフィルターの光透過特性を調整する方法に関する。
ーフィルターの光透過特性を調整する方法に関する。
固体撮像装置としては、MOS型固体撮像装置,CCD型固体
撮像装置,CPD型固体撮像装置などが開発され、その実用
化が開始された。これらの固体撮像装置は、複数個の光
電変換素子群及び電荷転送素子群などより成っている
が、これらの素子は本来色を区別する機能を持たないた
め、色信号を取り扱うカラー固体撮像装置では各光電変
換素子のそれぞれの光入射面上部に例えばシアン・イエ
ロー・マゼンタ・グリーンの補色系の４色素のうちの一
種の光透過特性を持つカラーフィルター素子を形成し、
隣接する他の色素を持つ光電変換素子の出力との演算処
理により色信号を生成している。
撮像装置,CPD型固体撮像装置などが開発され、その実用
化が開始された。これらの固体撮像装置は、複数個の光
電変換素子群及び電荷転送素子群などより成っている
が、これらの素子は本来色を区別する機能を持たないた
め、色信号を取り扱うカラー固体撮像装置では各光電変
換素子のそれぞれの光入射面上部に例えばシアン・イエ
ロー・マゼンタ・グリーンの補色系の４色素のうちの一
種の光透過特性を持つカラーフィルター素子を形成し、
隣接する他の色素を持つ光電変換素子の出力との演算処
理により色信号を生成している。
これらのカラーフィルター素子の製法には、半導体基板
上に直接に順次にカラーフィルター層を形成してゆく
「オンチップ方式」と、あらかじめ別のガラス板上にカ
ラーフィルターを形成しておき半導体基板とこのガラス
板を貼合わせる「貼合わせ方式」とがあるが、現在では
前者のオンチップ方式が主流となっている。以下では、
このオンチップ方式でのカラーフィルター素子の製法に
ついて従来行なわれていた方法を述べる。
上に直接に順次にカラーフィルター層を形成してゆく
「オンチップ方式」と、あらかじめ別のガラス板上にカ
ラーフィルターを形成しておき半導体基板とこのガラス
板を貼合わせる「貼合わせ方式」とがあるが、現在では
前者のオンチップ方式が主流となっている。以下では、
このオンチップ方式でのカラーフィルター素子の製法に
ついて従来行なわれていた方法を述べる。
第３図はカラーフィルターを備えた固体撮像装置の縦断
面図である。第３図では本発明に直接関係のない部分に
関してはその構造を省略して図示している。半導体基板
１中には光電変換素子及びMOS型,CCD型,CPD型等の電荷
転送素子が微細加工工程・拡散工程・イオン注入工程を
経て形成されている。遮光膜２は前記光電変換素子以外
の部分に撮映光が入射し不要な雑音電荷を生成するのを
防ぐ目的で形成されており、0.5μｍから2.0μｍ程度の
アルミニウム膜が通常用いられる。平坦化膜３は後工程
で形成されるカラーフィルターの製造プロセスを容易に
するために基板表面を平坦にする目的で形成されてお
り、その材質としては多種多様のものが使用可能である
が、通常PGMA（ポリグリシジルメタクリレート）,PMMA
（ポリメチルメタクリレート）,CMS（クロルメチル化ポ
リスチレン）,SOG（スピン−オン−グラス），ポリイミ
ド等の塗布膜やCVD酸化膜あるいはそれらの組合せがよ
く用いられる。第１染色層5,第２染色層6,第３染色層７
は狭義のカラーフィルター本体で通常ゼラチン，カゼイ
ン，グルー等のタンパク質と重クロム酸アンモニウム
（ADC），重クロム酸カリウム等の感光剤の混合液を塗
布成膜し、逐次露光装置等の露光装置で露光を行い、20
℃から50℃程度の水（H2O）で現像し、シアン，イエロ
ー，マゼンタ，グリーン，レッド，ブルー等の分光特性
を有する酸性染料，塩基性染料等で所望の濃度に染色し
て形成する。層間膜４は各染色層間での混色を防ぐ為の
防染効果と各染色層で生じる段差を平坦化する効果を目
的とした膜で、PGMA,PMMA,CMS,LMR等のレジストで形成
され遠紫外光（λ＝180〜250nm）での露光あるいはドラ
イエッチング配線パッド部にコンタクトホールを形成す
る。以上の工程で固体撮像装置の製造工程は完了したわ
けであるが、通常この後に各電極に動作電圧を加え各画
素からの出力を種々の状況下でチェックし少しでも動作
不良のある固体撮像装置は除去される。
面図である。第３図では本発明に直接関係のない部分に
関してはその構造を省略して図示している。半導体基板
１中には光電変換素子及びMOS型,CCD型,CPD型等の電荷
転送素子が微細加工工程・拡散工程・イオン注入工程を
経て形成されている。遮光膜２は前記光電変換素子以外
の部分に撮映光が入射し不要な雑音電荷を生成するのを
防ぐ目的で形成されており、0.5μｍから2.0μｍ程度の
アルミニウム膜が通常用いられる。平坦化膜３は後工程
で形成されるカラーフィルターの製造プロセスを容易に
するために基板表面を平坦にする目的で形成されてお
り、その材質としては多種多様のものが使用可能である
が、通常PGMA（ポリグリシジルメタクリレート）,PMMA
（ポリメチルメタクリレート）,CMS（クロルメチル化ポ
リスチレン）,SOG（スピン−オン−グラス），ポリイミ
ド等の塗布膜やCVD酸化膜あるいはそれらの組合せがよ
く用いられる。第１染色層5,第２染色層6,第３染色層７
は狭義のカラーフィルター本体で通常ゼラチン，カゼイ
ン，グルー等のタンパク質と重クロム酸アンモニウム
（ADC），重クロム酸カリウム等の感光剤の混合液を塗
布成膜し、逐次露光装置等の露光装置で露光を行い、20
℃から50℃程度の水（H2O）で現像し、シアン，イエロ
ー，マゼンタ，グリーン，レッド，ブルー等の分光特性
を有する酸性染料，塩基性染料等で所望の濃度に染色し
て形成する。層間膜４は各染色層間での混色を防ぐ為の
防染効果と各染色層で生じる段差を平坦化する効果を目
的とした膜で、PGMA,PMMA,CMS,LMR等のレジストで形成
され遠紫外光（λ＝180〜250nm）での露光あるいはドラ
イエッチング配線パッド部にコンタクトホールを形成す
る。以上の工程で固体撮像装置の製造工程は完了したわ
けであるが、通常この後に各電極に動作電圧を加え各画
素からの出力を種々の状況下でチェックし少しでも動作
不良のある固体撮像装置は除去される。
上述した従来行なわれていた固体撮像装置の製造方法に
おいては、固体撮像装置の製造工程が完了した後にその
装置の動作チェックを行っているが、そこで各カラーフ
ィルター素子の染色濃度のばらつきが比較的大きい素子
やある一種類の色のカラーフィルター素子群が他の色の
ものに比べ全体に若干濃くあるいは薄くなっており白色
が着色されて見える（白バランスが一致しない）場合が
発見されても、染色された有機感光性樹脂層が基板の内
部にあるため追加の染色や水洗脱色などの外部からの化
学的処置によりその特性を改善することができないとい
う欠点があった。
おいては、固体撮像装置の製造工程が完了した後にその
装置の動作チェックを行っているが、そこで各カラーフ
ィルター素子の染色濃度のばらつきが比較的大きい素子
やある一種類の色のカラーフィルター素子群が他の色の
ものに比べ全体に若干濃くあるいは薄くなっており白色
が着色されて見える（白バランスが一致しない）場合が
発見されても、染色された有機感光性樹脂層が基板の内
部にあるため追加の染色や水洗脱色などの外部からの化
学的処置によりその特性を改善することができないとい
う欠点があった。
本発明の目的は、このような欠点を除き、これらの染色
濃度が本来あるべき濃度より若干はずれている１個以上
のカラーフィルター素子の光透過特性を所望の濃度に改
善することにより均質な画質の固体撮像装置を提供する
ことにある。
濃度が本来あるべき濃度より若干はずれている１個以上
のカラーフィルター素子の光透過特性を所望の濃度に改
善することにより均質な画質の固体撮像装置を提供する
ことにある。
本発明の構成は、半導体基板に光電変換素子群と電荷転
送素子群とを少なくとも備え、光電変換素子群の光入射
面上部に形成された一種以上の染料で染色された有機感
光性樹脂からなる複数個のカラーフィルター素子群を有
する固体撮像装置を形成した後に、前記カラーフィルタ
ー素子群の透過率のチェックを行い、光透過率の低いカ
ラーフィルターに対して近紫外光線を照射することによ
って前記光透過率の低いカラーフィルターを退色させ、
各カラーフィルタの光透過率をほぼ一定にすることを特
徴としている。
送素子群とを少なくとも備え、光電変換素子群の光入射
面上部に形成された一種以上の染料で染色された有機感
光性樹脂からなる複数個のカラーフィルター素子群を有
する固体撮像装置を形成した後に、前記カラーフィルタ
ー素子群の透過率のチェックを行い、光透過率の低いカ
ラーフィルターに対して近紫外光線を照射することによ
って前記光透過率の低いカラーフィルターを退色させ、
各カラーフィルタの光透過率をほぼ一定にすることを特
徴としている。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図である。本実施例
において、まず、前述の従来例と同様の製造工程を経て
カラーフィルター素子がMOS型固体撮像装置,CCD型固体
撮像装置,CPD型固体撮像装置等の固体撮像装置の光電変
換素子群の光入射面上部に形成される。次いで、本発明
の方法が適用される。なお、カラーフィルター素子とは
本明細書では平坦化膜3,層間膜4,第１染色層5,第２染色
層6,第３染色層７よりなる積層構造を総称するものとす
る。各染色層5,6,7は異なる染料で染色された有機感光
性樹脂層で各層の間は層間膜４で分離されておりさらに
最上層の第３染色層の上部にも層間膜が形成されてい
る。
において、まず、前述の従来例と同様の製造工程を経て
カラーフィルター素子がMOS型固体撮像装置,CCD型固体
撮像装置,CPD型固体撮像装置等の固体撮像装置の光電変
換素子群の光入射面上部に形成される。次いで、本発明
の方法が適用される。なお、カラーフィルター素子とは
本明細書では平坦化膜3,層間膜4,第１染色層5,第２染色
層6,第３染色層７よりなる積層構造を総称するものとす
る。各染色層5,6,7は異なる染料で染色された有機感光
性樹脂層で各層の間は層間膜４で分離されておりさらに
最上層の第３染色層の上部にも層間膜が形成されてい
る。
いま、第２染色層６の光透過特性が他のカラーフィルタ
ー素子の光透過特性に比べわずかに低いとし、この素子
の光透過特性を所望の特性に改善する場合について説明
する。固体撮像装置には通常酸性染料，塩基性染料など
が用いられる。これらの染料は固体撮像装置の通常の使
用状況においてはその光透過特性が変化することはほと
んどないが、強い紫外光線を照射すると染料分子中に含
まれるアゾ基やフタロシアニン構造等の吸光基が分解し
その染料の吸収波長での透過率が上昇すること、さらに
この反応は不可逆的であることが確認されている。第２
図にマゼンタの分光特性を持つアゾ染料（住友化学製
ベストロン VSD−103）に紫外線を照射した場合の光透
過率11と紫外線照射のない場合の光透過率10の例を示し
てある。本発明ではこの反応を積極的に利用している、
つまり水銀灯等で発生させた紫外光線を遠紫外線除去フ
ィルターで250nmから400nmの近紫外光線８に変換し、レ
ンズや反射鏡を用いて平行光線とし、目的のカラーフィ
ルター素子以外を覆う遮光マスク９を通してこの固体撮
像装置に照射する。ここで遠紫外光線を除去するのは極
端にエネルギーの高い光子で光電変換素子が破壊される
のを防ぐためである。また遮光マスクは固定開口マスク
以外にも可変開口マスクが使用可能なのは言うまでもな
い。
ー素子の光透過特性に比べわずかに低いとし、この素子
の光透過特性を所望の特性に改善する場合について説明
する。固体撮像装置には通常酸性染料，塩基性染料など
が用いられる。これらの染料は固体撮像装置の通常の使
用状況においてはその光透過特性が変化することはほと
んどないが、強い紫外光線を照射すると染料分子中に含
まれるアゾ基やフタロシアニン構造等の吸光基が分解し
その染料の吸収波長での透過率が上昇すること、さらに
この反応は不可逆的であることが確認されている。第２
図にマゼンタの分光特性を持つアゾ染料（住友化学製
ベストロン VSD−103）に紫外線を照射した場合の光透
過率11と紫外線照射のない場合の光透過率10の例を示し
てある。本発明ではこの反応を積極的に利用している、
つまり水銀灯等で発生させた紫外光線を遠紫外線除去フ
ィルターで250nmから400nmの近紫外光線８に変換し、レ
ンズや反射鏡を用いて平行光線とし、目的のカラーフィ
ルター素子以外を覆う遮光マスク９を通してこの固体撮
像装置に照射する。ここで遠紫外光線を除去するのは極
端にエネルギーの高い光子で光電変換素子が破壊される
のを防ぐためである。また遮光マスクは固定開口マスク
以外にも可変開口マスクが使用可能なのは言うまでもな
い。
近紫外光線の照射量は別経路に置いた積算光量計で監視
しながら光路途中に設けたシャッターで行なう。透過率
の変化量は照射光の波長分布が一定の場合照射エネルギ
ー量に比例するからあらかじめ目的とする画素の出力を
測定しておけば透過率の微妙な調節が可能である。
しながら光路途中に設けたシャッターで行なう。透過率
の変化量は照射光の波長分布が一定の場合照射エネルギ
ー量に比例するからあらかじめ目的とする画素の出力を
測定しておけば透過率の微妙な調節が可能である。
あらかじめ出力を測定したCCD型固体撮像装置に以上の
処置を行なったところ、当初約３％透過率が低かった素
子が目的とする透過率に対して±１％以内に改良され均
質な画質の固体撮像装置が得られる効果を果たしてい
た。
処置を行なったところ、当初約３％透過率が低かった素
子が目的とする透過率に対して±１％以内に改良され均
質な画質の固体撮像装置が得られる効果を果たしてい
た。
以上説明したように本発明は、カラーフィルター素子に
紫外光線を含む光線を照射することにより染色農度のば
らつきが大きいカラーフィルター素子や白バランスが一
致しないカラーフィルター素子の光透過特性を所望の濃
度に改善する事により均質な画質の固体撮像装置が得ら
れるという効果がある。
紫外光線を含む光線を照射することにより染色農度のば
らつきが大きいカラーフィルター素子や白バランスが一
致しないカラーフィルター素子の光透過特性を所望の濃
度に改善する事により均質な画質の固体撮像装置が得ら
れるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は紫外線
照射による染料の分光特性の変化を表わす図、第３図は
従来の固体撮像装置の一例の縦断面図である。 １……半導体基板、２……遮光膜、３……平坦化膜、４
……層間膜、５……第１染色層、６……第２染色層、７
……第３染色層、８……近紫外光線、９……遮光マス
ク、11……近紫外線を照射前の分光特性、11……近紫外
線を照射後の分光特性。
照射による染料の分光特性の変化を表わす図、第３図は
従来の固体撮像装置の一例の縦断面図である。 １……半導体基板、２……遮光膜、３……平坦化膜、４
……層間膜、５……第１染色層、６……第２染色層、７
……第３染色層、８……近紫外光線、９……遮光マス
ク、11……近紫外線を照射前の分光特性、11……近紫外
線を照射後の分光特性。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板に光電変換素子群と電荷転送素
子群とを少なくとも備え、光電変換素子群の光入射面上
部に形成された一種以上の染料で染色された有機感光性
樹脂からなる複数個のカラーフィルター素子群を有する
固体撮像装置を形成した後に、前記カラーフィルター素
子群の透過率のチェックを行い、光透過率の低いカラー
フィルターに対して近紫外光線を照射することによって
前記光透過率の低いカラーフィルターを退色させ、各カ
ラーフィルタの光透過率をほぼ一定にすることを特徴と
する固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31799589A JPH07120763B2 (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31799589A JPH07120763B2 (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03178167A JPH03178167A (ja) | 1991-08-02 |
| JPH07120763B2 true JPH07120763B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=18094311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31799589A Expired - Fee Related JPH07120763B2 (ja) | 1989-12-06 | 1989-12-06 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120763B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4543470B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2010-09-15 | 株式会社ニコン | 固体撮像素子及びデジタルカメラ |
| JP5056709B2 (ja) * | 2008-10-03 | 2012-10-24 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
-
1989
- 1989-12-06 JP JP31799589A patent/JPH07120763B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03178167A (ja) | 1991-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |