JPS60205502A - 固体撮像素子用色分解フイルタ−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】 本発明は側面部に高周波方式のイオンブレーティング法
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は素子
用色分解フィ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＠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、色分解フィルター層を直接固
体撮像素子の受光部の上に設ける場合と、別に作成した
色分解フィルターを固体撮は素子に貼り合わせる場合と
がある。現状では、フィ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、色分解フィルターは、
ある厚み（例えば０．５〜ｉ、ｏｍｍ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、
色分解フィ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、カメラにかふり現像が発生しがちであ
った。

第１図に、従来の色分解フィルター（側面に遮光層がな
い）を用いた固体撮は装置の説明図を示す。

これによれば、ＣＣＤ　ｉｌ）の受光部（上面）にフィ
ルター層を接して色分解フィルター（２１が接着剤層（
３）を介して貼り合わされている。Ｃ０Ｄ（１）６）ら
は導線（４）およびリードフレーム（５）を経由して固
体撮像素子パッケージ（６）の外部へ画はに関する電気
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ィ）レ
ター（２）の透明基板（９）の側面より入射し、フレア
やかぶり現象を起こすのであり、これを防止するために
フレア防止板（８）が必要であったのである。

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は素子用の色分解フィル
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
のフィルター層を所定の色数で所望のパターン状に形成
してなる固体撮像素子用色分解フィルターの側面に高周
波方式のイオンブレーティング法による金属遮光層を形
成してなる事を特徴とする。

金属遮光層の形成法として無電解めっき法が考えられる
が、洗浄、脱脂、鋭敏化、活性化及びめっきという工程
の複雑さ、まためっ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ブレーテ
ィ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って得られる色分解用カラ
ーフィルターの一実施例を示す第２図に従って詳細に説
明すると、ガラス透明基板（１０）は失言したように０
．５〜１０關程度の厚みを有し、材質としては、石英ガ
ラス、低膨張ガラス、硼硅酸環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
のフィルター層ａυが設けられる。該フィルター層ａυ
は、特公昭５２−１７３７５号公報や特公昭５２−１７
１７６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ィルター層があ
るが、そのほか、’１＋Ｃ）＋　Ｓ＋Ｑ、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１
０〜２０層程度積層してなる無機の干渉フィルター層も
当然採用できる。

フィルター層αυ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、固体撮は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ィルター層αυのみな
らず、フィルター層Ｕυ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、あるいは各色のフィル
ター層の間隙や周辺に光速光層が設けられているもので
あり、フィルター層Ｑｌ）と透明基板（１０）のみから
なる色分解フィルターというものは例が少ない。

しかしながら、フィルター層０υ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
知の色分解フィ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図に示す色分解フィルターの側面には、
金属を高周波方式のイオンブレーティング法により施し
て、金属遮光膜０２）を設ける。金属遮光膜（１２＋の
材質としては、ニッケル、アルミニララム、クロム、チ
タン、銅、鉄、銀、金等から選択される。この場合、イ
オンブレーティングを行なっている間に、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。

本発明の固体撮は素子用色分解フィルターの製造方法を
工程順に示す図面の第６図（ａ）〜ｆｅ）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ィル
ターは、「多面付け」と称して、フィルター製造段階で
は、一枚の大きな透明基板（１０ａ）の上面に色分解用
のフィルター層（１ｏ）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６図（
ａ）に示すように、多面付けにて色分解フィルター層ａ
υを作成した上面には保護膜Ｑ３１を施してフィルター
層（１１）を被覆し、下面には例えば粘着層Ｉを有する
塩化ビニル樹脂フィルム等の伸張性フィルム膜αＳを貼
着する。第６図ｆｂｌは、ダイシング装置等で各色分解
フィルター層Ｕυ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（１３ｉは
、断裁用冷却液や、断裁時に発生するガラス（ずにより
フィルター層が（１１）汚染されるのを防いでいるもの
である。続いて第６図（Ｃ１に示すように、伸張性のフ
ィルム膜ｆ１５１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ｔｔｅ
の幅を拡大して溝Ｃ６ビとする。この状態で、各個に断
裁された色分解フィルター（＋８１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ブレーティ
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ブレーティ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げ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、他方式のイオンブレーティング法に比べ基板
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。

芸去らはヒ記の高周波方式のイオンブレーティング法で
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個体撮は素
子用色分解フィ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ブレーティング装置
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’ｔｏｒｒ台、蒸発源を加熱する電源と
して電子ビーム（加速電圧１゜ｋＶ　）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．　ｓ　６　Ｍｌ（ｚの高周波電源（Ｍａｘ
　１　ｋｗ）を用い、基板との距離を１０〜５０ｃｒｎ
にとる事である。この範囲にて基板である固体撮像素子
用色分解フィルターを第３図（ｃ）に示された状態で保
護膜面α濁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α３１）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ブレーティング法を行な
う事で第６図（ｄ）に示すように金属層（１７）が色分
解フィルターαａの保護膜（１３１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ィルム膜（１５１から
、個々の色分解フィルター（１８１を剥離し、しかる後
、保護膜αＪも剥せば第６図（ｅ）に示すように個々に
分離独立した色分解フィルター（１８１であって、その
側面に高周波方式によるイオンブレーティング法を行な
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ブレーティング法において基
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
えって悪くなるため、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ｉ、　ａ　ｍ、直径１０ｃｒｎ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１０馴の角形のフィ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、表面フィルター側に易剥離
性塗膜となるコート材［シリテクト■：米国コントロラ
イン社製商品名」を塗布し−Ｑ乾隊・シ”保楓膜とする
。次に伸張性のポリ塩化ビニルフィルムの片面に粘着層
を設けた伸張性テープ５ｐｖ−２２４（日東電工■製部
品名）と透明基板の下面とを貼り合わせ図面の第６図（
ａ）の状態とする。続いて６ｏｏメツシユのレジンブレ
ードを用いた断裁機により１表面より断裁溝を入れ、前
記の伸張性テープの端部な引張り、第６図（ｃ）の状態
とした。次いで、高周波方式のイオンブレーティング法
にて、表１の条件で側面が５８ｏｏＡの膜厚になるよう
にニッケル蒸着を施した。

この後、色分解フィ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
のみニッケル層が施された固体撮像素子用色分解フィル
ターが得られた。このニッ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
った。

（表１） 〔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
フィ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ブレーティング法にて表２の
条件で側面が３００ＯＡの膜厚になるようにアルミニウ
ム蒸着を施した。

この後色分解フィ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ィル
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±０５の値を有し、接着強度も満足すべきも
のであった。

（表２） 以上説明したように本発明の色分解フィルターは一枚の
ガラス透明基板の上に多面付けにて色分解用のフィルタ
ー層を形成した場合、断裁工程の中において付加的に高
周波方式のイオンブレーティング法による蒸着工程を設
定する事により、フィ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、無電解めっき
法より得られる金属遮光層と比ベニ程が簡略であるため
製造コストが低く、また無電解めっ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ィルタ
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０２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ィルターの製造方法は、
製造の簡便さと固体撮は装置に組み込んだときの便宜さ
が相俟っ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、従来の固体撮は装置の一例を示す説四回であ
り、第２図は、本発明による固体撮像素子用色分解フィ
ルターの実施例を示す模式断面図であり、第６図（ａｔ
〜ｔｅｌは、本発明による色分解フィルターの製造方法
の一例を工程順に示す断面図であり、第４図は本発明に
よる色分解フィルターを固体撮帥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　αυ・・・フィルター層０２
　・・・金属遮光層 特許出願人 凸版印刷株式会社 代表者鈴木和夫 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス透明基板の片面に少なくとも色分解用のフ
   ィルター層を所定の色数で所望のパターン状に形成させ
   た後、側面に高周波方式のイオンブレーティング法から
   得られる金属もしくは金属化合物の遮光層を形成させる
   事を特徴とする固体撮像素子用色分解フィルターの製造
   方法。