JPS58144803A - 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ＣＯＤ　（チャージ・カップルドデバイス）、
ＢＢＤ（パケット・プリゲート・デバイス）、ＣＩＤ　
（チャージ・インジエクシ■シ・デバイス）等の力５−
ｔａｉ１体操像素子の製造方法に関する。

色分離用力２−フィルターを備えた固体撮像素子、即ち
、カラー固体撮像素子の作成法として固体撮像素子の形
成されたウニノー−上にカラーフィルターを直接形成す
る方法（直接形成法）が、精度に優れ歩漏の高一方法と
して知られているこの直接形成法として染料や顔料の色
材の蒸着膜を利用する方法がある０ この方法線、ウェハー上に色材を蒸麺により成膜し、レ
ジストによ〕マスクを形成し九後、色材を選択的に溶僻
する溶剤を用いてパ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グツズ！、イオン勢を用いて
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
る工程を透明中関保饅膜（ウニノー一や既に形成され九
色要素が、エツチングされないように設けられた保１Ｉ
Ｉｌ［）を介して必要な力２−フィルター〇色要素の色
数だけ繰返すものである。とζ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丸め、レジストマスク下部の色材へ
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）蒸着膜をパターニング
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夛厚くしな轄ればならず、した
がってパターン精度の劣化を招くといりた欠点がある。

又、ウェハー自体や既にパターニングされたカラ−フィ
ルターの色要素をドライエツチングによりて損傷させな
いように透明中間保嚢膜を一色の色要素形成ごとに必要
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４−の透過率が、減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やレジスト
マスクが耐熱性に劣るため、カラーフィルター全体とし
ての耐熱性も劣化する。

しかして本発明は上記した如き欠点のないカラー固体撮
像素子の製造方法を提供することを主たる目的とする。

即ち、本発明は色材の蒸着膜を利用しながら蒸着膜のエ
ツチング及び中間保護膜を不要とし、ウェハー上に色材
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。

本発明による力？　−ＩＩＩ体撮曹素子の製造方法は同
体撮像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たウェハ
ー上に色材を蒸着する工程シよびレジストマスクを溶解
除去することＫよシレジストマスク上の色材蒸着層を選
択的除去する工程を有することを特徴とするものである
Ｏ 本発明の方法によれはカラーフィルター・パターニング
の際、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！！素が、さらに浸食される惰れは
なく、よって中間保護膜を必要としない。し九がって、
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、透過光の減少は生じ
ない。また、耐熱性に劣る中間保護膜やレジストマスク
がなくてもよいので耐熱性の優れ九カラーフィルターが
得られる。また色材＃ｉ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。

まえ、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、デポジシ曹ン、拡散などの工
程を経て撮像素子の機能を持つた時点で引きつづいて行
うこともできる。

これによりて、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０また、本発１ｊｌｌ
Ｋよる方法においてはウェハーにカラフィルタ−を貼〕
付ける歩溜シ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２ｔ−ス
ピンナー等の塗布装置を用い塗布し死後、グリベークし
、ストライプあるいは、モザイクといり九任意形状のマ
スクを用い露光現像を行ない、第２図のようにマスクパ
ターン形成を行なう。仁のレジストマスク３は蒸着後、
溶解除去するため、必ｇ！に応じて全面露光を行なって
おく。そして、第ｉｓｏ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０しかるのちレジストマスクを溶解除去する仁とに
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５ｔ−得る。

このようにレジストマスク社蒸着膜の下層にあ″りて除
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Ｋよル色材蒸着膜の
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
が終了した時点でカ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；ン樹脂、ｔＩラスレジン、ホＩＪパラキシレン
樹脂、５ｉｊｓ、　、　ｓｔｏ、　、　Ａ／、０１　。

Ｔ−へ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）一層耐久性に優れる
カラー固体撮像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、 青色色材としては、 リオノゲン・ブルーＲ（東洋インキ製：　Ｃ，１，轟６
９８００）Ｎｉ　　・フタロシアニン 黄色色材としては、 リオノゲン・イエローＲＸ（東洋インキ製）シコ・イエ
ローＤＩ２５Ｇ（ＢＡＳＦ製：　Ｃ，１，雇１１６８０
）シコ・イエローＬＯ９５０（ＢＡＳＦ製：　Ｃ，１，
Ａ　１１７１０）パーマネント・イエローＧ（ＦＨ製：
　Ｃ，１，Ａ　２１０９５）赤色色材としては、 リオノケン・マゼンタ・Ｒ（東洋インキ製）ファースト
・レット″Ａ６二二−（東洋インキ製：　Ｃ，１，Ａ　
１２３５５）シ：Ｆ”７フースト・レッドＬ３８５５　
（ＢＡＳＦ製：Ｃ，１，４１２３７０）ダイニチ・ファ
ースト・スカーレットＧ（大日精化ａｌｌ：　Ｃ，１，
Ａ　１２３１５）シコ・レッド・Ｌａ２Ｓ３（ＢＡＳＦ
製：　Ｃ，１，Ａ　１２１２０）などが挙けられる。

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）を挙けると、フォト・レジストとしては ”　０ＦＰＲシリーズ（２、７７、７８、８００）’″
”″ＣＣクシリーズ　８１　、８３　、８５　、８７　
）″”　ＴＰＲ’″”　ＳＶＲ″′″Ｏ８Ｒ”　”　Ｔ
ＰＳ”以上東京応化製、 ’　ＫＭＰＲ−８０９”　”　ＫＭＲ−７４７”　”　
ｆｃＭＲ−７５２””　ＫＴＦＲ″”　ＫＰＲ”　”　
ＫＰＲ−３”−即Ｒ−４”以上コダック製、 ”　ＪＳＲ−ＣＢＲ”　”　ＪＳＲ−ＣＢＲ−９０１”
”　ＪＳＲ−ＣＩＲ−７０１”以上日本合成ゴム製　＠
Ｗａｙｃｏａｔ　ＬＳＩＲｅ５ｉｓｔ″＠ＨＰＲＰｏ５
ｉｔｉｖｅ　Ｒｅ５ｉｓｔ　（１０４。

１０６）″”　Ｗａｙｃｏａｔ　（ＨＮＲ，ＨＮＲ−９
９９，ＮｅｇａｔｉｖｅＨＲ，ＩＣ，Ｔｙｐｅ　３ＩＣ
，ＳＣ）　”以上７％ント製、遠紫外用レジストとして
は、 １０ルシリーズ（１０００，１００１，１０１０，１０
１４゜１１０ＷＲ，１２０’）”　東京応化製　”　Ａ
Ｚ　２４００−ＤＴＪＶ”シブレイ製　’　ＨＰＲ（２
０４，２０６）”　ノ１電子ビーム用レジストとしμ ”　０ＥＢＲ（１０００，１０１０，１０３０，１００
）　”　　東京応化製 ’　８ＥＬ　（Ｎｅ　Ｔ７ＰｅＡ、　ＴＦＰｅＦ）”ソ
マール製″’　ＦＭＲ（ＥＩＯＩ、　Ｅ１０２）”富士
薬品製”　ＥＢＲ（１，９）”　東し製 などが挙けられる。

実施例 固体撮偉素子が、１０個形成されたウェハー上にスピン
ナー塗布法により、ポジ型レジスト（商品名：　０ＤＵ
Ｒ１０１３，東京応化製）を５０００〜７０００λの膜
厚に塗布した０ １２０℃２０分のプリベークを行な−）九後、遠紫外光
にてマスク露光を行ない０ＤｔＪＲ１０１０シリーズ用
専用現僚液に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ボートに詰めたＮ１
−７タロシアニンを真空容器内に設置し、真空度１０−
Ｉ〜１　Ｇ−＠ｔｏｒｒ　において画ボートを４５０〜
５５０℃に加熱しＮｉ−７タロシアニンの蒸着を行なっ
た。

膜厚は５ｏｏｏＸとした。しかる後に■ＵＲＩＯＩＯシ
リーズ専用現像液中にて浸漬攪拌を行ない、アンダーマ
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・−上に形成し九。

続いて、青色要素の形成されたウエノ・−上に同様Ｋ　
０ＩＸＪＲ１０１３をスピンナー塗布し露光、現像。

リンス工程を経て膜厚１ｊのアンダーマスクを形成した
。

全面露光後、ウエノ１−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Ｉｆりを４００〜５００
℃に加熱し蒸着を行なった。膜厚は３０００人であった
。しかる後に現像液中にて浸漬攪拌し、赤色要素Ｒを形
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℃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４０００Ｘであった。

以上のように顔料を３色繰返してパターニングすること
Ｋよシ、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。各色要素の大きさはｌ１０ｌ１×２０Ｉ
ｒｒｎであった０ 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
体撮偉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して（商品名：
　０ＤＵＲｌｌ０ＷＲ、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Ｂｔ影形成た後、スピンナー装置
により０ＤＩＪＲＩ　１−を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の顔料を用いて行い
、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 臀：所定部位から形成された色！！素の位置的ずれの程
度。

以上のように本発明によるカラー・固体掃＃辛子は、従
来法により作成したものと比較（、て、ウェハー表面凹
凸によって、色要素、中関保饅過率に優れ、撮偉特性は
良好であ−）木。又、２００℃１時間の耐熱試験後も何
ら、特性に影響は見られなかった０

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図訃よび第４図は本発明によるカ
ラー固体撮儂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
製造工程、第３図は色材蒸着膜製造工程、および第４図
は色要素製造工程の説明図である０第５図は、本発明に
ｔシ製造した青赤黄３色からなるカラー固体撮曹素子の
一例である又、第６図は、色材を蒸着後ドライエツチン
グによりパターニングを行なう従来法により製造した青
赤黄３色からなるカラー固体撮倖素子の一例である。 １・・・固体撮健素子の形成されているウエノ・−２・
・・レジスト膜 ３９．、レジストマスク ４・・・色材蒸着膜 ５・・・色要素 Ｙ・・・黄色要素 Ｂ・・・青色要素 ６９．レジストマスク ７・・・透明中間保護膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固体撮像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、去することによシレジスｌ−ｖスク上の色材蒸着
   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
   ー固体撮像素子の製造方法。