JPS5978312A - 色フイルタの製造方法 - 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】 〔発明の技術外野〕 本発明は、色フィルタの製造方法に関し、更に詳しくは
、混色等が生ずることなく、良好カ分光特性を有する色
フィルタを、簡便に得ることが可能な色フィルタの製造
方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

カラーテレビジョンカメ２等に使用される固体撮像素子
用色フィルタは、従来、例えば、第１図に示したような
方法で製造されている。

即ち、先ず、ガラス基板又は固体撮像素子等の基板上に
、例えば、ポリビニルアシコール（Ｐ　ＶＡ　）−重ク
ロム酸アンモニウム（ＡＤＯ）等のフォトレジスト材料
を塗布する。次いで、銀塩又はクロムマスクを介して紫
外線露光することにより透明ノくタンを形成し、現像、
リンス、加熱乾燥処理を施す。

この透明バタンを、染料等の着色物質を含有する染色溶
液中に浸漬して、染色、埋入処理を施した後、水洗、乾
燥することにより定着され、１層の色フィルタが形成さ
れる。そして、上記操作を繰シ返すことにより、目的と
する色フィルタが製造される。

しかしながら、上記した製造方法においては、製造工程
が非常に複雑、且つ、煩瑣であるという問題点を有して
いる。即ち、上記処理において、透明バタン形成時に加
熱乾燥処理を十外行なわないト、透明バタンか染色工程
において膨Ｉｔ′司し、場　　　。

合によっては基板から剥離することがある。そのだめ、
１層の色フィルタを形成するには少なくとも数時間〜１
日程度を要し、色フイルタ完成品を短時間で１８ること
ができないという問題点を有している。

又、染色処理後の乾燥時に訃いて、乾燥条件によって（
４透明パタ／が失透する場合があるため、条件の制＋Ｍ
Ｉに注意を払わねばならないという問題点を有している
。

史に、形成された色フィルタ層の上に他の色フィルタ層
を形成゛する場合に、透明パタンの位置がずルＣいると
それぞれの着色バタン同士が混色し、外光特性が低下す
るという問題点を有している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した問題点を解消し、混色等が生
ずることなく、良好な外光特性を有する色フィルタを、
簡便Ｖ（得ることが可能な色フィルタの製造方法を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、着色層を顔料、
染料又Ｃ１色素を蒸着法で（膜形成し、フォトエツチン
グプロセスによりパター７ニングすることにより、混色
等が生じることがなく良好な分光特性を有する色フィル
タをｒｔ０便にりｆる方法の発明を完成するに到った。

即ち、本発明の色フィルタの製造方法は、固体撮像素子
上に着色層を積層し又形成−Ｊ−る色フィルタにおいて
、前記着色ｌ・層を染料、顔おト又は色素を蒸着法で膜
形成し、ポジ型フォトレジストを用いてバタン形成し、
着色層以外をエッチ７ダ液でエツチングすることにより
形１戎し、１］つ、それぞれの着色層の表面に透明保勲
層を形成すること勿特徴とするものである。

以「においで、本発ヴｊを更に詳しく説明ツーる。

本発明においては、先ず、同体撮１象素子表面を平どけ
化する目的から、高鋒子材月を・塗布し、乾燥すること
により、固体撮像素子上１川に透明層を設けることが好
ましい。この透明層の１模ｔ’Ｊｌは、平滑化のために
充分な厚さであれはよく、０．１〜５ｔｔｍであること
が好ましい。

次いで、第２図に示したようなフローンート図に従って
、色フィルタを製造することが可能である。即ち、固体
撮像素子を真空焦眉装置内に固足し、染料、顔料又は色
素を蒸発源として蒸着用ボート（タンタル、タングステ
ン又はモリブデンなど）に入れ、１０’−３〜１０　”
　Ｔｏｒｒ程度の減圧下で魚屑用ボートを１００〜５０
０°ＯＫ：　７ＪｌｌＩ熱して、蒸着を行ない固体撮像
素子上に着色層を設ける。次いでフォトレジストをこの
着色層を全面に形成した固体撮１隊素子上に塗布、プリ
ベークし／ヤドウマスクを介して染外線露光する。次い
で、この素子を現１象、リンス及び加熱処理（ポストベ
ーキング）することによ９色フィルタの着色層が形成さ
れる。

ことが好ましい。又、ポストベーキング処理は、例えば
、８０〜１５０００においてｌＯ〜６０シ上程度施すこ
とが好まし７い。− 染外線ｐａｒ光に際しＣは、例えば、半２７４体４ｑ造
用マスクアライナ−等を使用して適宜露光せしめること
が可能である。

現像及びり／スは、通常、フォトエツチングプロセスに
際して採用されている方法でよく、例えば、蒸留水等に
１０〜３０秒桿度浸漬して現１象し、メタノール等を用
いてリンスをする方法が採用される。

色フィルタを製造するには、次いで、上記）Ｌフィルタ
層上に高外子材料を塗布し、乾燥゛ｒることにより、透
明保循層を形成した後、上ｄにと同様に着色レジストを
塗布して同じ操作５Ｉ：繰り返せばよいＯ 本発明の製造方法においては、赤、ｎ′及び緑の１３色
の着色層か、ら１戊る色フィセタを製造することは勿調
可能であるが、工程の簡略化等の点から、宵及び黄色の
２色の着色層から成る補色型色フィルタを製造すること
が好ましい。

本発明において形成されるそれぞれの腐色層の膜厚は、
０．０５〜２μｍであることが好ましい。膜Ｆｔｊ　カ
Ｕ、０５　／Ｚｎ１未満であると、色フィルタトシテノ
色Ｐ度を得ることが固唾であり、２μｍを超えると、紫
外様照射によシ膜が硬化しない等の欠点を４１″ｊ−る
ためである。

又、本発明Ｖこおいて、それぞれのＭ色層の間にｊ形成
さ、１ｔ６透明保ｎφ泗の膜厚は、０．１〜２μｍであ
ることが好ましい。

又、本発明の席色レジストの他の成５）ソある染料は、
巴フィＩレタ分光ｌ峙１生曲線をイ岡足するものであれ
ばい７ハなるものでも１史用叫能である。このような染
料として（」１、補色型色フィルタを製造する際に１史
用される１￥色染料、黄色染料＼１１２びに通常の色フ
ィルタを製造Ｉ６際しこ１史用される赤色染料、緑色染
料及び前ｄｅｋ色染料があり、具体的には次シて示−ｊ
−Ｊ：うな染料が使用される。

イ色染料としては、例えば、スミフィックスターキスブ
Ｉｌ／−Ｇ　、スミフィックスターキスブルー１、、　
ｌｊｌ　スミフィックスターキスブルー１１　ｆＪ　Ｊ
仁、スミノールミーリノグプリリア／トスカイブルーＳ
Ｅ１スミノールレベリングスカイブルー１も、スミノー
ｔレレベリ７グブ’−ＡＧ（Ｊｖ　スミライトスゲラブ
ｎ＝　−Ｑ　（以上、住友化学（株）製う、ソーラーン
アニン６Ｇ１ソーラーピユアーブルーＡＦＸ。

アシドブリリアントブルー（三井東圧（株）製）等が挙
げられる。

黄色染料としては、例えば、スミノールミーリングイエ
ローＭｌも、スミノールミーリングイエローＮＲ，、ス
ミノールファーストイエロー２　（Ｊ　Ｐスミノールミ
ーリングイエロー３（）、スミノールミー’）７”イエ
ロー４Ｇ、　スミノールファーストイエローＯ、スミラ
イトイエローＵ　Ｉｔ　、スミカロンイエローＩＤ　４
０　Ｌ　（以上、住友化学（１２り製）、カヤノールミ
ーリングイエローｏ１カヤノールイエローＮ５（Ｊ、カ
ヤンオンイエローＰ５Ｇ、カヤ／ルイエロー〇（Ｊ（以
上、日本化学（株）製）、セルマゾールイエローＲ、セ
ルマゾールイエローＯＩｔ　、　　クリソフェニンＫＯ
，ダイレクトフ−アーストイエロー、アミニルイエロー
５０　Ｌ　、ソーラーヒュアーイエロー等が挙げｑ）ｉ
Ｌる。

赤色染料としては、例えば、スミノールファーストレッ
ドＢ（住友化学（沫）　ｎ　）、アイゼンブリリアント
スカーレット３　Ｊｌ、　Ｉｆ　（床土ケ谷化学（昧ン
＃）、カヤクアシドローダミンド１３（日本（ｆＪ４゜
’４，１１製）等が挙げられる。

緑色染料としては、例えば、スミラングリーンＨＬ　（
住友化学（株）製）、アイゼンブースランオリーブグ！
Ｊ−１０ＬＨ（採土ケ谷化学（株）製）、ダイヤアンド
シアニングリーンＧＷＡ（三菱化成工業（株）製）、ア
ンドブリリア／トミーリンググリーンＢ（三井東８Ｅ　
（株）装）等が芋げられる。

本発明において１吏用される染料は、上記し７た群より
選ばれた１種もしくは２種以上のものを適宜選択したも
のである。

尚、これらの染料の使用に際しては、市販の染料である
場合に、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム（ボウ硝）等
が含有されているため、減用下で蒸着しないことがある
。このような問題を避けるだめには、必要に応じて、適
宜、精製等の処理を施して使用することが好ましい。

本発明における着色層の形成に際しては、上記ポジ型フ
ォトレジストを用いるが、これらけ電解像度を与えるも
のであればいすれのものでもよい。

例えＨＨＵ　）ｉ’　Ｐ　Ｌ（（東京応化工業製）、Ａ
　Ｚ　−１５（ＪＯ（ノツプレー社製）などが挙げられ
る。

本発明において、固体撮ｆ象素子表面を平滑化する目的
で形成される透明層又は肴色層の上に形成される透明保
護層に使用される商汁子材オ」は、透明な被、嘆を形成
することが町目目なものであれば特に制限はない。この
ような篩汁子材料としては、例工ば、ポリビニルアルコ
ール、ゼラチン、カゼイン、ポリスチレ／、ポリアクリ
ル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル等のアクリル
樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリイミド１財脂等が
挙けられ、これらから成る群より選ばれた１陳もしくは
２種以上のものが筒用さｉする。

上記した透明層又は透明保護層の形成は、」；記した高
分子材料を適当な粘度に調整したものを、例エバ、スビ
／コート法、シルクスクリーン法等の方法を用いて塗布
し、次いで、８０〜１５０００の温度範囲で１０〜３０
分程Ｖ乾燥することにより達成することが可能でちる。

〔発明の効果〕

本発明方法は、従来のネカレジストパターンを形成した
後、染色を施す方法に比較して、着色層のバター／ユン
グとしてポジ型レジストを用いるため＾解Ｉ象度を得る
ことができ、かつ小型化、高梢細固体撮１象素子を得る
ことができる。

又、本発明方法により得られる色フィルタは、谷着色層
が透明保護層によυ被覆されているために、混色等の問
題が生ずることのないものである。

従って、分光特性が良好な固体撮諌素子を得ることが８
Ｊ能である。

〔発明の実施例〕

以下において、実施例を掃け、本発明を更に群しく説明
する。

電荷結合型素子（ＣＯＤ）固体撮像素子上にポリノタジ
エ／淘脂を塗布し、２００’０　、６０　ｆ）で乾燥１
２、表面を平滑化した。

続いてこの基根をＪ４望＃后装置６ビタに設置、ｆ、　
Ｌ　、蒸発源として灯色染料アンドブルー１８５をタン
タ少ポートに入れ、系内を２　Ｘ　１０−”　Ｔｏｒｒ
の兵をに保持した後、タンタレボートを３００°Ｃに力
ｌ熱し、ＣＯＤ基板上Ｖこ１色層色！−を全面ｖｃ設け
た。その後、ポジ型フォトレジスト０ＦＰＲ（東京応化
工業製）を膜厚０．５μｍとなるように塗布し、８０°
０３０汁間乾燥し、マスクを介して３６５ｎｍの紫外線
を６００　、ｍＪ　７ｃｍ２の条件で露光した。次いで
、刀ルカリ水で２０秒間現像し、メタノールでリンスを
した後、１００°Ｃ×３０外乾燥させ酸性水（ｐｌ−１
４）にαし、１色着色層をエツチングし、パターン化し
た宵色着色層を形成した。

上記処理によシ得たＣＯＤ固体崩像累子の分光特性を測
定したところ、従来の染色法によシ゛形成したものと比
較して、何ら遜色のないものであることが確認された。

この固体撮障素子に、ポリブタンエンを用いて乾燥時の
膜厚が１μｍとなるように塗布し、１５０’ＯＸ　３０
５＋　間ポストベーキング処理を施すことにより透明保
＾層を形成した。

次いで、真空熱漬装置内に設置し、蒸発礫とし−Ｃ黄色
染料アンドイエロー４２をタノタルボートニ入れ系内を
２　Ｘ　１０　”ｉ’ｏｒｒの真空に保持し、タンタル
ホートラ３ｏＯ０Ｃに加声へし、ｃｃＪ）基設−二に１
１色着色層を全面に設けた。

その後、ポジ型フォトレジストＡＺ−１５００（７ツブ
レイ社製）を膜厚０．５μｍとなるように塗布し、８０
°０　、３０　ｆ＋間乾燥しマスクをづｔして３６５ｎ
ｍの紫外線を２０００　ｍＪ／ｃｍ２の条件で露光した
。次いで、水で１０秒間現像し、メタノールでリンスを
した後、１００°（３Ｘ３ＯＳ乾燥させ、酸性水（ｐｌ
−１，４）　Ｋ浸し、黄色着色層をエツチングし、ノ（
ターフ化した黄色漸色層を形成した。

史に、Ｆ８．）ｌ、（富士薬品工業（抹）製）を用いて
、乾燥時の膜厚が１．５μｍとなるように塗布し、露光
し１１１５０°０Ｘ３０Ｂポストベーキング処理を施す
ことにより、透明保護層を形成し、補色型色フイｌレタ
を形成した。

このようにして得られた色フイセタについて。

顕微鋒尤尤度計を用いて観察したところ、９色及び黄色
のそれぞれの着色層が全く混色していないものでちるこ
とが確認された。又、この色フイｌレタＶこついて、そ
の分光特性を測定したところ、紫色法ＶＣより得た色フ
イＩレタと比較して遜色ないものでちることが確認され
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による色フイｌレタ裏造時のフローシー
ト図、第２図は本発明方法による１ρフイｌレタ製造時
のフローノート図である。 代理人　弁理士　則　近　慾　佑（肖か１名）第　　１
　　図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子上に着色層を積層して形成する色フィルタ
   の製造方法において、 前記着色層を、染料、顔料又は色素を蒸着法で膜形成し
   、ポジ型フォトレジストを用いてバタン形成し、着色層
   以外をエツチング液でエツチングすることにより形成し
   、且つ、それぞれの着色層の表面に透明保順層を形成す
   ることを特徴とする色フイＩレタの製造方法。