JPS58147704A - カラ−固体撮像素子の製造方法 - 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】 本発明は０ＯＤ（チャージ　カップルドデバイＸ）、Ｂ
ＢＤ（パケット　ブリゲート・デバイス）、０ＩＤ（チ
ャージ・インジェクション・デバイス）等のカラー固体
撮像素子の製造方法に関する。

色分峨用カラーフィルターを備えた固体撮儂稟子、即ち
、カラー固体撮像素子の作成法とし−Ｃ，固体撮１象素
子の形成さ九たウェハー上にカラーフィルターを直接形
成する方法（Ｉ′［接形成法）が、精度に優れ歩留の高
い方法として知られているこの直接形成法として染料や
順科の色材の蒸着膜を利用する方法がある。

この方法は、ウェハー上に色材を蒸着により成膜し、レ
ジストによりマスクを形成した後、色材を選択的に溶解
する溶剤を用いてバターニングを行なうウェット・エツ
チングあるいは、ガス状態のプラズマ・イオン等を用い
−Ｃ５色材の灰化を行なうドライエツチングで色要素を
形成する工程を透明中間保護膜（ウェハーや既に形成さ
れた色要素が、エツチングされないように設けられ喪保
護膜）を介して必要なカラーフィルターの色要素の色数
だけ、繰返すものである、ところでエツチング方法の内
、ウェットエツチング法はレジストマスクに影響を与え
ず色材のみを溶解する溶剤の選択がむずかしく、又、色
材の溶解を利用するため、レジストマスクＦ部の色材へ
の侵食を紡ぐのは、むずかしく微細な形状を得ることが
困難である。以上のような欠点はドライエツチング法に
は見うけられない。

しかし、ドライエツチングにより蒸着膜をバターニング
する際蒸着膜と、同時にレジストマスクも除去されるの
で、レジストマスクをかなり厚くシなければならず、し
たがってパターン１度の劣ｆヒを招くといった欠点があ
る。又、ウェハー自体や既にバターニングされたカラー
フィルターの色９！素を、ドラ・イエッチングによって
１傷させないように透明中間保護膜を、−色の色要素形
成ごとに必髪とし、この保護膜やレジストマスクが存在
するため、フィルターの透過率が城少し、フレアー光が
増大するといった欠点もある。さらに色材膜自体は蒸着
によるため、耐熱性に優れるにもかかわらず中間保護膜
セフシストマスクが、耐熱性に劣るためカラーツイヤタ
ー全体としての耐熱性も劣化する、しかし−〔、本発明
は上記した如き欠点のないカラー固体１涜素子の製造方
法を堤供することを、１念る目的とする、叩ち、本発明
は色材の蒸着膜を利用しなから蒸；ＩＩ膜のエツチング
及び中間保護膜を不要とし、ウニバー上に色材の蒸着膜
のみからなる色要素を有するカラー固体撮像素子の製造
方法を提供するものである。

本発明によるカラー固体撮像素子のａ漬方法は固体撮嗜
素子が形成されているウェハー上にｖ　シＸ　）−ｒス
フを形成する工程、レジストマスクが形成されたウェハ
ー上に色材１ｋｌ！！１着する［程およびレジストマス
クを溶解除去するコトニよりレジストマスク上の色材蒸
着１を選択的除去する工程を有することを特徴とするも
のである０ 本発明の方法によれば、カラーフィルター・パターニン
グの際１色材膜のエツチング処理が不要のためウェハー
や既に形成された色１！素が、さらに浸食される啼れは
なく、よって中間保護膜を必要としない。したがって１
色要素は色材膜のみとなるため中間保護膜やレジストマ
スクによる光の吸収や反射がなく、透過光の減少１１．
を生じない。また、耐熱性に劣る中間保護膜セレジスト
マスクがなくてもよいので耐熱性の優れたカラーフィル
ターが得られる。）また色材は蒸着により成膜するため
、たとえ蒸着されるウェハーの表面が凹凸となっていて
も、その表面に沿って平行に色材膜が形成されるため、
分光特性の場所的なばらつきは生じないなど顕著な効果
を有するものである。

また、本発明のカラー固体撮像素子の製造方法は、ウェ
ハーが酸化、エツチング、デポジション、拡散などの工
程を経て撮像素子の機能を持った時点で引きつづいて行
うこともできる。

とれによって、ウェハーの製造とカラーフィルターの製
造とを連続的に行うことができる。また、本発明による
方法においてはウェハーにカラーフィルターを貼り付け
る歩留秒低下の原因となる工程は存しない。

次に第１図から第４図により本発明の代表的な態様を説
明する。

まず第１図のようにウェハー１上にレジスト膜２をスピ
ンナー等の塗布装置を用い塗布した後、プリベークし、
ストライプあるいはモザイクといった任意形状のマスク
を用い、露光現偉を行な゛い、第２図のようにマスクパ
ターン形成を行なう。このレジストマスク３は蒸着後、
溶解除去するため、必要に応じて全面露光を行なってお
く。そして、第３図のように希望の分光特性を有する色
材を１層あるいは２層以上、蒸着し色材蒸着膜４を形成
する。しかるのち、レジストマスクを溶解除去すること
により、レジストマスク上の色材蒸着膜を選択的に除去
し、第４図のような所望の色材蒸着膜の色要素５を得る
。？：、のようにレジストマスクは蒸着膜のド層にあっ
て除去されるので以下、アンダーマスクと称する。

以上のような工程を、希望の色の数繰返すことによシ、
色材蒸着膜のみからなるカラーフィルターを、ウェハー
上に形成できる。また、さらに必要に応じてカラーフィ
ルター形成工程が終了した時点でｉ）ラーフィルター及
びウェハーの保護膜を兼ねて、ポリウレタン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、シリコン樹脂、ガラスレジン、ポリ
パラキシレン樹脂、Ｓｉ、Ｎい５１０２、Ａｊｌｏ、、
Ｔａ、Ｏ，ｌなどを、スピンナー塗布法あるいは蒸着法
等によって被覆層として形成することにより、層耐久性
に優れるカラー固体撮峰素子を製造することができる。

ここで、蒸着に用いられる色材は昇華あるいは蒸発可能
な染料、あるいは顔料で、アンダーマスクを溶解する除
用いる溶剤に不溶であるものが適宜用いられる。

これらの条件を満たす染料、顔料について、いくつかの
具体例（商品名）を挙げると、７・′ ７、′ °　ユニ゛） ２′／ 、、−””４４：；’ｅｊ”ｉ その他 鉛　　　　７タＣＩＶアニン 亜鉛 クロム ニッケル 鉄 金 又、アンダーマスクに使用されるレジストは市販されて
いる各種のレジストが適宜用いられる。その代表的なも
の（商品名）を挙げると、フォト・レジストとしては、 ’０ＩＦＰＲ７１Ｊ　−、（（２，７７、７８，８００
）″”ＯＭＲシリーズ（８１，８３，８５，８７）″Ｔ
ＰＲ″″’８ＶＲ”’０ＥＩＲ””ＴＰ８″以上東京応
化製、”ＫＭＰＲ−８０９″”ＫＭＲ−７４７”＠ＫＭ
Ｒ−７５２”＠ＫＴＦＲ″”ＫＰＲ””ＫＰＲ−３″″
ＫＰＲ−４”以上コダック製、　＠ＪＢＲ−Ｃ！ＢＲ”
Ｊ８Ｒ−ＯＢＲ−９Ｑ１″”　Ｊ８Ｒ−ＣＩＲ−７０１
″以上日本合成ゴム製”　Ｗａｙｃｏａｔ　Ｌ８工ＲＡ
ｓｉａｔ″”ＨＰＲＰｏｓｉｔｉｖｅ　Ｒｅ５ｉｓｔ　
（１０４，１０６）−＠Ｗａｙｃｏａｔ（ＨＮＲ。

ＦＩＮＲ−９９９、Ｎｅｇａｔｉｖｅ　ＨＲ，ＩＣ、Ｔ
ｙｐｅ　３ＩＣ，ｓａ）”以上ハント製、 遠紫外用レジストとしては、 ”０ＤＵＲシリーズ（１０００，１００１、１０１θ、
１０１４゜１１０ＷＦｔ、　１２０　）　”東京応化製
、”　Ａ　Ｚ　２４００−ＤＵＶ”７プレイ製”　ＨＰ
Ｒ（２０４，２０６）″ハント製、電子ビーム用レジス
トとしては、 ”　ｏｇＢＲ（１ｏｏｎ、１ｏ１ｏ、１ｏ３ｏ、ｔｎｎ
）　”東京応化製＠５ｚＬ（ａ、Ｔｙｐｅ人、　Ｔｙｐ
ｅ　ＩＦ　）″ソマール製、”ＦＭＲ（１１０１，１１
０２）”富士薬品製、＠ＥＢＲ（１゜９）′東し製など
が挙げられる。

実施例 固体撮像素子が、１０個形成されたウェハー上にスピン
ナー癒布法により、ポジ型レジスト（商品名：　ＯＤ　
Ｕ　Ｒ１０１３，東京応化製）を、５（１（１０〜７０
００人の膜厚に塗布した。

１２０℃２０分のプリベークを行なった後、遠紫外光に
てマスク露光を行ないＯＤ　１７　Ｒ１０１０シリーズ
用専用現像液に３分浸漬し、同じく専用リンス液に２分
浸漬して、アンダーマスクを形成し７た。次にアンダー
マスクの形成されたウェハー全面に露光を行ない、溶剤
に可溶とした。続いてウェハーと、　Ｍｏボートに詰め
九Ｎ１−フタロシアニンを真空容°器内に設置し、真空
度１０〜１０ｔｏｒｒ　においてＭｏボートを４５０〜
５５００に加熱しＮ１−７タロシアニンの蒸着を行なつ
九。膜厚は３０００人とした。しかる後に０ＤＵＲＩＯ
Ｉｒｌシリーズ専用現像液中にて浸漬攪拌を行ない、７
ンタ゛−・マスクを溶解すると、同時に蒸着膜の不要部
分を除去し、青色要素Ｂをウエノ・−上に形成した。

続いて、青色要素の形成されたウェハー上に同様Ｋ　０
ＤＵＲ１０１３をスピンナー塗布し露光、現前、リンス
工程を経て、膜厚１μのアンダーマスクを形成した。全
面露光後、ウェハーを真空容器内に設置してリオノゲン
マゼンタＲ（東洋インキ製）を４００〜５００°Ｃに加
熱し蒸着を行なった。膜厚は３０００Ａであった。しか
る後に現懺液中にて浸漬攪拌し、赤色要素Ｒ４形成した
。

さらに同様の工程によりリオノゲンイエローＲＸ（東洋
インキ製）を４００〜５００“°Ｃに加熱して蒸着後、
不要部分を除去し黄色要素Ｙを得た。膜厚は４０００人
であった。

以上のように、顔料を３色繰返してバター二／グする仁
とＫより、第５図に示されるような青、赤、黄の３色か
らなるカラーフィルターがウェハー上に形成された。各
色要素の大角さμｍ０Ｉ浦Ｘ２０μ溝であった。

なお、従来法との比較の意味で以下の方法によるカラー
固体撮像素子の作成を試みた。

まず、色材を、蒸着後ネガ型レジストと１７で（商品名
：　０ＤＵＲＩＩＯＷＲ，東京応化製）を用いレジスト
マスク６を形成し、酸素ガスプラズマにてドライエツチ
ングを行ない青色要素Ｂを形成した後、スピンナー装置
によＨ０ＤＵＲＩＩＯＷＲｔ。

１μに塗布し中間保護膜７とした。以上の工程を、実施
例と同一め顔料を用いて行い、第６図に示すような青、
赤および黄色の色要素、Ｂ、ＲおよびＹを形成した。

上記の従来法によるものと、本発明によるものとの性能
比較を、以下に示す。

第１表 以上のように本発明によるカラー固体撮像素子は、従来
法により作成したものと比較して、ウニ・・−表面凹凸
によって、色要素中間保！！膜およびレジストマスクの
厚さが、場所によって異なり分光特性のばらつきが少な
く又、光透過率に優れ、撮像特性は良好であった。又、
２（１０ｒＦ１時間の耐熱試験後も何ら特性に影響は見
られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図は本発明によるカ
ラー固体撮像素子の製造工程を示し、第１図はレジスト
膜製造工程、第２図はレジストマスク製造１椙、第３図
は色材蒸着膜製造り程、および第４図は色要素製造工程
の説明図である。第５図は、本発明により製造した育、
赤、黄３色からなるカラー固体撮像素子の一例である。 又、第６図は、色材を蒸着後ドライエッチンクニよりパ
ターンニングを行なう従来法によシ製造した青、赤、黄
３色からなるカラー固体撮像素子の一例である。 １・・・固体撮像素子の形成されているウニ・・−２・
・・レジスト膜 ３・・・レジストマスク ４・・・色材蒸着膜 ５・・・色要素 Ｙ・・・黄色要素 Ｂ・・背合要素 ６・・・レジストマスク ７・・透明中間保護膜 出願人　　キャノン株式会社 手続補正書（自発） 昭和５７年８月２５日 特許庁長官　着膨　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許願　第　６１２６１　　　号２、発明
の名称 カラー固体撮像素子の製造方法 ３、補正をする者 １９件との関係　　　　　　　ｔ！ｊＩ：’ｆ小出１ｆ
ｉと１称　（１００）キャノン株式会社 代表若賀米龍三部 ５、補正の対象 一明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 １　明細書第１０頁第４行目における［パリオゲンレッ
ドＬ３８７０　（ＢＡＳＦ）　７１１４５　Ｊなる記載
ｍｌ削除する。 ２　明細書第１１頁第５行目における「パリオゲンレッ
ドＬ３８８ｏＨＤ（ＢＡＳＦ）　７１１５５　Ｊなる記
載を削除する。 ３　明細書第１１頁第６行目における［パリオゲンマル
ーンＬ３８２０　（　ｕ　）　７１１３０　Ｊなる記載
を削除する。 ４　明細書箱１１頁第１、４行目における「カヤセラト
スカーレットＥ−２Ｒ　　（日本化薬）」なる記載を削
除する。 ５　明細書第１２頁第９行目における「イルガジンレツ
ドＢＰＴ（＃）Ｊなる記載を削除する１、６　明細書第
１２頁最下行における「インダンスレンレッドＣＧ（　
Ｎ　）　　７１１３０　Ｊなる記載を削除−・する。 ７　明細書第１３頁第２行目における「インダンスレン
スカーレットＲ（バイエル）　　７１１４０Ｊ　する記
載を削除する。 ８　明細書第１６頁第４行目における「インダンスレン
ブリリアントレッドＬＧＧ　（ＢＡＳＦ）７１１３５Ｊ
なる記載を削除する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固体撮偉素子が形成されているウェハー上にレジストマ
   スクを形成する工程、レジストマスクが形成され九ウェ
   ハー上に色材を蒸着する工程およびレジストマスクを溶
   解除去することによりレジストマスク上め色材蒸着層を
   選択的除去する工程を有することを特徴とするカラー固
   体撮僧素子の製造方法〕