JPS61107303A - 色分解用光学フイルタの形成方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、無機質の材料を用いた光学フィルタの形成法
に関し、さらに詳しくは、単管もしくは二管の撮像管を
用（・てカラーテレビジョン信号を得る場合の簡易型撮
像管、あるいはＣＣＤ方式。

ＭＯ８方式等に用いられる単板もしくは二板方式のカラ
ー固体撮像素子さらにカラーファクシミリ用センサ、フ
ルカラー液晶表示装置、フルカラーＥＬ表示装置、アモ
ルファスカラーセンサの色分解用光学フィルタの形成方
法に関する。

〔発明の背景〕

簡易型カラー撮像管あるいはＣＣＤ方式、　ＭＯ８方式
等に用いられるカラー固体撮像素子の色分解用光学フィ
ルタとして、無機質の高屈折率誘電体物質と低屈折率誘
電体物質の交互層を主体とする多層干渉薄膜、あるいは
半導体の光の吸収特性を利用した反射または吸収型の色
分離機能を有する無機質の薄膜があげられる。これらの
無機質の色分解用光学フィルタは、有機染色フィルタに
比べて耐熱性、耐光性、耐薬品性、耐洗浄性等の物性に
優れる利点があるが、一方、製造工程が繁雑でありコス
ト高になるという欠点がある。

（・ま、多層干渉薄膜よりなるダイクロイックフィルタ
（１）ｉｃｈｒｏｉｃ　Ｆｉｌｔｅｒ　）を例にとって
説明すると、ダイクロイックフィルタは、低屈折率誘電
体物質と高屈折率誘電体物質とを交互に所定の設計膜厚
（通常は、Ｈｚ、ＨＬＨＬ−−−−−Ｈ構成の場合、光
学膜厚を２．５λ／４，２λ／４，２λ／４゜λ／４．
λ／４−−−−−　　ｏ、ｓλ／４　とする。ここでＨ
は高屈折率誘電体層、Ｌは低屈折率誘電体層、λはモニ
タ波長である）ずつ６〜２０層というような多層蒸着を
行ない、リフトオフ法およびウェットあるいはドライエ
ツチング法によって所定形状のパターニングを行なって
色要素を形成する。そしてこの色要素を形成するパター
ニングの方法として、一般に寸法精度の良いパターンを
与えるドライエツチング法が採用されている。

通常、プラズマエツチング、スパッタエツチングあるい
はイオンビームエツチング等のドライエツチング法によ
って、多層干渉薄膜等の無機質薄膜を所定のパターン形
状にエツチングする場合に。

有機質のホトレジストあるいはホトレジストを用いてホ
、トリノ、グラフィ法によりエツチング加工した金属層
あるいは金属酸化物層をマスクとして用いうが、有機質
Ｏｖシュ、層、）４アは耐ド、イエ　　ｉ□；ッチング
性が低いために、その膜厚を大きくすることが必要であ
る。しかしそのために、パターンの解像度が低下し、ま
た膜厚を十分に太き（した場合においても、エツチング
の条件等によってはレジスト層の変質や焼損が生じパタ
ーンが崩れる等の問題が起り易く、そのために耐ドライ
エツチング性の優れた金属層または金属酸化物層をマス
クとして使用しパターニングする必要がある。

一方で１色分解用光学フィルタには２通常、所定のパタ
ーン形状の光遮断層を設ける必要があり。

これにはＯｒ等の金属の単層またはＯｒ等の金属層と酸
化クロム等の金属酸化物層とを積層にした薄膜を光遮断
層として用いていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、多層干渉薄膜等の無機質の薄膜によっ
て色分解用光学フィルタを作製する場合に、従来技術に
おいては、無機質の薄膜に所定のパターン形状の色要素
を形成するためのマスク層の成膜と、光遮断層の成膜と
を、それぞれ別工程で２工程によって形成していたのを
、光遮断層および多層干渉薄膜のマスキング層となる金
属または金属酸化物層を一工程によって成膜するだけで
。

容易に高性能な色分解用光学フィルタを形成することが
できる方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、所定パターンの光遮断層を有する色分解用光
学フィルタの作製において、多層干渉薄膜等の無機質の
薄膜に、所定パターンの色要素を形成するための耐ドラ
イエツチング性に優れた金属または金属酸化物よりなる
マスキング層を形成させ、それをさらに元始断層にも適
用することによって２色分解用光学フィルタの作製工程
の短縮をはかるものである。

そして本発明は、有機染色フィルタに比べて。

耐熱性、耐光性、耐薬品性、耐洗浄性などの物性に優れ
た多層干渉薄膜等よりなる無機質の薄膜を。

プラズマエツチング、スパッタエツチング、イオンビー
ムエツチング等のドライエツチング法によって１寸法精
度の高いパターニングを行ない、光学特性にすぐれた色
分解用光学フィルタを、ｒＩＲ略化した工程で容易に、
かつ低コストで作製する方法である。

以下に１本発明による色分解用光学フィルタの形成法の
一例をあげ図面に基づいて説明する。第１図（ａ）〜（
ｉ）は本発明による色分解用光学フィルタを形成するプ
ロセスの一例を示す説明図である。

まず、第１図（ａ）に示すごとく、透明ガラス基板１上
に、高屈折率誘電体物質であるＴｉＯ２、０ｅ０２゜Ｚ
ｒ０９．　ＺｎＳ　、等と低屈折率誘電体物質であるＳ
１ｏ□。

０ａＦ２．　’ＭｇＦ２　、　　ＰｂＦ２　、　ＡｌＦ
３’３ＮａＦ　、　　ＴｈＦ４等とを交互に積層して、
交互多層薄膜よりなるシアン光透過型の多層干渉薄膜２
を、真空蒸着法、スパッタリング法ある（・はイオンブ
レーティング法等によって形成した後、第１図（ｂ）に
示すごとく９例えば金属Ｃｒ層３あるいは金属Ｃｒ、　
Ｎｉ　、　Ｔａ、　Ａｌ。

丁ｎ、　　　Ｓｂ、　　　Ａｇ、　　　Ｃｏ、　　　Ｗ
、　　　Ｆｅ　　、　　　Ｍｏ、　　　Ｔｉ　　、　　
　Ｚｒ　　またはＧｅからなる金属層、もしくはそれら
の金属の酸化物からなる金属酸化物層を、多層干渉薄膜
２の上に、ドライエツチングの際のマスキング層および
光の遮光層として上記の多層干渉薄膜２の成膜方法と同
じ方法によって積層する。この多層干渉薄膜２の上に積
層した金属層または金属酸化物層（以下単に金属Ｃｒ層
３と略称する）を、ホトレジストを用いてホトリソグラ
フィ法によって所定のパターン形状、すなわち１色分解
用光学フィルタとしてのストライプ形状またはモザイク
形状と。

光遮断層部分のパターン形状とを合わせた形状にホトレ
ジスト層４をパターニングする〔第１図（Ｃ）〕。

次に、第１図（ｄ）に示すごとく、上記の所定のパター
ン形状にパターニングしたホトレジスト層４をマスクと
して金属Ｃｒ層３のエツチングを行なう。

この金属Ｃｒ層３のエツチング方法はウェットあるいは
ドライエツチング法のいずれでもかまわない。

金属Ｃｒ層３のエツチング加工をドライエツチング法に
よって行なう場合には、金属Ｃｒ層３のエッチ、ングと
多層干渉薄膜２のエツチングとを連続して行なうことも
できる。金属Ｃｒ層３のエツチングを行なった後１．金
属Ｃｒ層３を７スキング層として多層干渉薄膜２をＣＦ
４　、　ＣＨＦａ等の反応性ガスを用い　　□たドライ
−・チング法によ−て工７チングし１色　　１：ｆ。

分解用光学フィルタとしてのパターン形状と光遮断層部
分のパターン形状とを合わせた形状に加工する〔第１図
（ｅ）〕。ここで、いったん金金属Ｃｒ層上に残るホト
レジスト層４を、レジスト剥離液またはプラズマ灰化処
理等により除去した後、改めてホトレジストを塗布し、
ホトリングラフィ法によって光遮断層のパターンに対応
するマスクを。

精密に位置合わせして露光を行ない光遮断層部の上に所
定のパターン形状のレジスト層５を形成させる〔第１図
（ｆ）〕。そして、光遮断層以外の部分の金属Ｃｒ層３
をエツチングして除去し〔第１図（ｇ）］。

さらに光遮断層上のレジスト層５を除去する〔第１図（
ｈ）〕。この後、さらに、リフトオフ法等によるイエロ
ー光透過の多層干渉膜（イエロー光透過層６）、あるい
は染色フィルタによりパターニングを行な（・、第１図
（１）に示すごとき１本発明による色分解用光学フィル
タを得る。

〔発明の実施例〕

次に１本発明の一実施例をあげさらに詳細に説明する。

透明ガラス基板１上に、真空蒸着法によりＴｉ０９と５
１ｏ２とを交互に１６層積層し、シアン特性を有する多
層干渉薄膜２を形成した〔第１図（ａ）〕。この多層干
渉薄膜２上に金属Ｏｒをスパッタリング法てより金属Ｃ
ｒ層３を成膜した〔第１図（ｂ）〕。次に。

手記の金属Ｏｒ層／多層干渉薄膜／透明ガラス基板上に
１通常の手段を用いてホトレジスト層４を所定のパター
ン形状に製版マスキング後〔第１図（Ｃ）　〕。

金金属Ｃｒ層を硝酸セリウム系エツチング液によってエ
ツチングした〔第１図（ｄ）〕。さらに上記基板のホト
レジスト層／金属Ｃｒ層をマスキング層として、　　Ｃ
！Ｆ４ガスを用いてドライエツチングすることにより、
多層干渉薄膜２のパターニングを行なった〔第１図（ｅ
）〕。次に、金属Ｏｒ層３上のレジスト層４をレジスト
剥離液により除去した後、再びホトレジストを塗布し、
所定のパターン形状のマスクを介して露光、現像を行な
（・、光遮断層部にレジスト層５を形成させ〔第１図（
０〕、光遮断層部分外の部分の金属Ｃｒ層３をエツチン
グして除去した〔第１図（ｇ）〕。次に、光遮断層上の
レジスト層５を除去して、光遮断性能を持つシアン特性
の多層干渉薄膜２のパターン（シアン光透過層）を形成
した〔第１図（ｈ）　）。さらに２重クロム酸塩により
感光性を付与したゼラチンを用（・て所定形状にパター
ニングした後、黄色染色液により着色し。

イエロー光透過層６を形成し〔第１図（ｉ）　〕、最後
に透明保護層を塗布形成して、補色タイプの分光特性に
優れた色分解用光学フィルタを作製した。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく１本発明による所定パターン
の光遮断層を持つ色分解用光学フィルタの作製方法にお
（・ては、多層干渉薄膜等の無機質の薄膜をドライエツ
チングして色要素を形成するための金属または金属酸化
物よりなる耐ドライエツチング性に優れたマスキング層
を、そのまま光遮断層の形成に利用すφことができるの
で、従来のマスキング層の成膜と光遮断層の成膜とをそ
れぞれ別工程で行なっていたのと比較して２本発明法で
は一工程の成膜によって優れた光学特性を持つ色分解用
光学フィルタが形成でき、大幅な作製工程の簡略化をは
かることができ、低コスト化が可能である。また、有機
染色フィルタに比べて。

耐熱性、耐光性などの物性に優れた多層干渉膜等の無機
質の薄膜を、ドライエツチング法によって寸法精度の高
し・パターニングを行なうことができ分光透過率特性の
優れた色分解用光学フィルタを。

シンプルな工程で容易に作製することができ、実用上の
価値は極めて大きし・。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、　（ｄ）、　（ｅ）、
　（ｆ）、　（ｇ）、　（ｈ）、（ｉ）は本発明による
色分解用光学フィルタを形成するプロセスの一例を示す
説明図である。 １・・・透明ガラス基板、２・・・多層干渉薄膜、３・
・・金属または金属酸化物層（金属Ｃｒ層）、４・・・
ホトレジスト層、５・・・ホトレジスト層、６・・・イ
エロー光透過層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、支持体上に、所定のパターン形状の光遮断層および
   多層干渉薄膜を有する色分解用光学フィルタを形成する
   方法において、上記支持体上に多層干渉薄膜を形成し、
   該多層干渉薄膜上に、上記光遮断層および多層干渉薄膜
   のマスキング層を構成するＣｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉ
   ｎ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒも
   しくはＧｅからなる金属層、該金属の酸化物からなる金
   属酸化物層を積層し、該金属層または金属酸化物層の上
   部にホトレジスト層を形成して、ホトリソグラフィ法に
   よって、上記光遮断層をパターニングする所定形状のパ
   ターンと多層干渉薄膜をパターニングする所定形状のパ
   ターンとを合わせた形状のパターニングを行なって、上
   記金属層または金属酸化物層よりなるマスクパターンを
   形成し、該マスクパターンをマスクとしてドライエッチ
   ング法によって、上記多層干渉薄膜のパターニングを行
   なった後、上記光遮断層部のパターンを除いて、多層干
   渉薄膜のパターン上の金属層または金属酸化物層をエッ
   チング法によって除去することにより、所定のパターン
   形状の多層干渉薄膜を形成する工程、および光遮断層の
   パターン上のレジストを除去することにより、所定のパ
   ターン形状の上記金属層または金属酸化物層によって構
   成される光遮断層を形成する工程を含むことを特徴とす
   る色分解用光学フィルタの形成方法。