JP2728901B2 - カラー撮像素子の製造方法 - Google Patents
カラー撮像素子の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー撮像素子の製造方法に係り、特に、
撮像素子上に直接色分解フィルタが形成された、いわゆ
るオンチップ型のカラー撮像素子の製造方法に関する。
撮像素子上に直接色分解フィルタが形成された、いわゆ
るオンチップ型のカラー撮像素子の製造方法に関する。
現在、カラー撮像素子の製造方法としては、ガラス等
の透明基板上に色分解フィルタを形成し、CCD等の撮像
素子と貼り合わせる方法と、CCD等の撮像素子に平坦化
層を介して直接色分解フィルタを形成する方法が知られ
ており、それぞれ工業化されている。特に後者は、オン
チップ型の呼ばれ、撮影素子と色分解フィルタとの位置
合わせ作業が無いため、作業工程上有利であり、高精度
な位置合わせが可能である。
の透明基板上に色分解フィルタを形成し、CCD等の撮像
素子と貼り合わせる方法と、CCD等の撮像素子に平坦化
層を介して直接色分解フィルタを形成する方法が知られ
ており、それぞれ工業化されている。特に後者は、オン
チップ型の呼ばれ、撮影素子と色分解フィルタとの位置
合わせ作業が無いため、作業工程上有利であり、高精度
な位置合わせが可能である。
従来行われているオンチップ型カラー撮像素子の製造
方法の概略を第３図を参照して説明する。
方法の概略を第３図を参照して説明する。
先ず、第３図（ａ）の固体撮像素子11に、第３図
（ｂ）に示すように平坦化剤12を塗布し、これを硬化さ
せる。平坦化剤としては、可視光に対して透明で、かつ
耐熱性、耐水性に富む樹脂、例えば、ポリウレタン樹
脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂等が用いられる。
（ｂ）に示すように平坦化剤12を塗布し、これを硬化さ
せる。平坦化剤としては、可視光に対して透明で、かつ
耐熱性、耐水性に富む樹脂、例えば、ポリウレタン樹
脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂等が用いられる。
次に、第３図（ｃ）に示すように周知の方法により、
所定の着色画素13を所定のパターンで、固体撮像素子11
の上に正確に位置合わせして順次形成し、更に第３図
（ｄ）に示すように保護膜14を塗布、硬化させ、更に、
第３図（ｅ）に示すように、感光性樹脂15（図中ではポ
ジ型）を塗布し、所望のパターンのマスク16を用いて、
撮像素子11と正確に位置合わせして製版する。製版され
た感光性樹脂15をレジストとして、酸素プラズマ等を利
用してドライエッチングし、所望箇所の上、例えば、電
極パッドやスクライブライン上の平坦化剤を灰化除去す
る（第３図（ｆ））。最後に感光性樹脂15を剥離すれ
ば、第３図（ｇ）に示すようなオンチップ型のカラー撮
像素子が得られる。
所定の着色画素13を所定のパターンで、固体撮像素子11
の上に正確に位置合わせして順次形成し、更に第３図
（ｄ）に示すように保護膜14を塗布、硬化させ、更に、
第３図（ｅ）に示すように、感光性樹脂15（図中ではポ
ジ型）を塗布し、所望のパターンのマスク16を用いて、
撮像素子11と正確に位置合わせして製版する。製版され
た感光性樹脂15をレジストとして、酸素プラズマ等を利
用してドライエッチングし、所望箇所の上、例えば、電
極パッドやスクライブライン上の平坦化剤を灰化除去す
る（第３図（ｆ））。最後に感光性樹脂15を剥離すれ
ば、第３図（ｇ）に示すようなオンチップ型のカラー撮
像素子が得られる。
さて、色分解フィルタの各画素の色分光特性は、カラ
ー撮像素子の色特性に重要な役割を果たすものであっ
て、厳密に規定されなければならず、そのための分光管
理がカラー撮像素子製造上の重要な課題となっている
が、従来は、カラー撮像素子形成の際に、ガラス基板を
同一ロット内に数枚入れ、同一条件で色分解フィルタを
形成し、これを透過分光測定することによって行ってい
るに過ぎないものであった。
ー撮像素子の色特性に重要な役割を果たすものであっ
て、厳密に規定されなければならず、そのための分光管
理がカラー撮像素子製造上の重要な課題となっている
が、従来は、カラー撮像素子形成の際に、ガラス基板を
同一ロット内に数枚入れ、同一条件で色分解フィルタを
形成し、これを透過分光測定することによって行ってい
るに過ぎないものであった。
上述した従来の分光管理方法は、直接撮像素子上に形
成された色分解フィルタの分光測定を行っていないため
に、必ずしもガラス基板上に形成される色分解フィルタ
の分光測定結果と一致しない。即ち、色分解フィルタ
は、一方では固体撮像素子上に形成され、もう一方では
ガラス基板に形成されるというように基板が異なるため
に、熱伝導率が異なり、また表面の凹凸の有無により感
光性樹脂の膜厚が異なるために、分光特性が異なるので
ある。更に、製造時の条件が時々刻々異なるために、各
シート毎、あるいは各チップ毎に分光特性がばらついて
しまうこともある。
成された色分解フィルタの分光測定を行っていないため
に、必ずしもガラス基板上に形成される色分解フィルタ
の分光測定結果と一致しない。即ち、色分解フィルタ
は、一方では固体撮像素子上に形成され、もう一方では
ガラス基板に形成されるというように基板が異なるため
に、熱伝導率が異なり、また表面の凹凸の有無により感
光性樹脂の膜厚が異なるために、分光特性が異なるので
ある。更に、製造時の条件が時々刻々異なるために、各
シート毎、あるいは各チップ毎に分光特性がばらついて
しまうこともある。
また、反射分光測定によって、直接、カラー撮像素子
上の色分解フィルタの分光特性を測定する方法もある
が、色分解フィルタの膜自体の光干渉により、正確な分
光管理が困難であった。
上の色分解フィルタの分光特性を測定する方法もある
が、色分解フィルタの膜自体の光干渉により、正確な分
光管理が困難であった。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、分光
管理が容易なカラー撮像素子の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
管理が容易なカラー撮像素子の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
上記の課題を解決するために、本発明のカラー撮像素
子の製造方法は、撮像素子に直接色分解フィルタが形成
されたカラー撮像素子の製造方法において、カラー撮像
素子の面付けがなされていない所定の箇所に光透過膜を
形成し、該光透過膜に色分解フィルタを形成して分光測
定用画素を形成し、該分光測定用画素の透過分光特性を
測定することにより色分解フィルタの分光特性を管理す
ることを特徴とする。
子の製造方法は、撮像素子に直接色分解フィルタが形成
されたカラー撮像素子の製造方法において、カラー撮像
素子の面付けがなされていない所定の箇所に光透過膜を
形成し、該光透過膜に色分解フィルタを形成して分光測
定用画素を形成し、該分光測定用画素の透過分光特性を
測定することにより色分解フィルタの分光特性を管理す
ることを特徴とする。
〔作用〕 本発明によれば、カラー撮像素子の透過分光特性を容
易に知ることができる。また、直接的な分光測定になる
ため、信頼性の高い結果が得られる。
易に知ることができる。また、直接的な分光測定になる
ため、信頼性の高い結果が得られる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図（ａ）は本発明に係るカラー撮像素子の製造方
法によって得られるカラー撮像素子の構造の１例の平面
図を示す図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′に
おける断面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）のＢで示す
部分の拡大図であり、図中、１はシリコン基板、２は受
光部、３は電極パット部、４は分光測光用窓、５は測光
用色分解フィルタ、６はパッシベーション膜を示す。
法によって得られるカラー撮像素子の構造の１例の平面
図を示す図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′に
おける断面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）のＢで示す
部分の拡大図であり、図中、１はシリコン基板、２は受
光部、３は電極パット部、４は分光測光用窓、５は測光
用色分解フィルタ、６はパッシベーション膜を示す。
第１図において、シリコン基板１には固体撮像素子が
形成されており、当該シリコン基板１の被写体が結像さ
れる部分、即ち受光部２には色分解フィルタが形成され
ている。
形成されており、当該シリコン基板１の被写体が結像さ
れる部分、即ち受光部２には色分解フィルタが形成され
ている。
電極パット部３には、水平および垂直走査を行うため
のクロック信号が供給される電極や、ビデオ信号を出力
するための電極等が形成されている。
のクロック信号が供給される電極や、ビデオ信号を出力
するための電極等が形成されている。
分光測光用窓４は、シリコン基板１の受光部２以外の
所定の箇所をエッチングして形成されるもので、この分
光測光用窓４には、第１図（ｃ）に示されているよう
に、シリコン基板１上に形成されたペッシベーション膜
６を支持体として測光用色分解フィルタ５が形成されて
いる。なお、第１図（ｃ）においては、測光用色分解フ
ィルタ５は一つしか形成されていないように見えるが、
受光部２に設けられている色分解フィルタに使用されて
いる全ての色の画素を含むものである。例えば、色分解
フィルタとして赤、青、緑の原色系の色を使用する場合
には、測光用色分解フィルタ５にも赤、青、緑の画素を
形成するのである。
所定の箇所をエッチングして形成されるもので、この分
光測光用窓４には、第１図（ｃ）に示されているよう
に、シリコン基板１上に形成されたペッシベーション膜
６を支持体として測光用色分解フィルタ５が形成されて
いる。なお、第１図（ｃ）においては、測光用色分解フ
ィルタ５は一つしか形成されていないように見えるが、
受光部２に設けられている色分解フィルタに使用されて
いる全ての色の画素を含むものである。例えば、色分解
フィルタとして赤、青、緑の原色系の色を使用する場合
には、測光用色分解フィルタ５にも赤、青、緑の画素を
形成するのである。
分光測光用窓４の大きさａ（第１図（ｃ））は、測光
用色分解フィルタ５が入る大きさであればどの程度でも
よく、その形状も任意であるが、大きすぎるとパッシベ
ーション膜６の強度が下がるので、概ね100〜1000μｍ
角とするのがよい。
用色分解フィルタ５が入る大きさであればどの程度でも
よく、その形状も任意であるが、大きすぎるとパッシベ
ーション膜６の強度が下がるので、概ね100〜1000μｍ
角とするのがよい。
シリコン基板１にａの大きさの窓を開けるためには、
シリコン基板１の裏面のエッチング開始面の寸法を として等方性エッチングを行えばよい。但し、ｔはシリ
コン基板１の厚みである。なぜなら、通常、シリコン基
板１の表面は＜100＞面であり、このとき等方性エッチ
ングを行うとエッチングは結晶方向に進行するので、第
１図（ｃ）に示すようになるからである。
シリコン基板１の裏面のエッチング開始面の寸法を として等方性エッチングを行えばよい。但し、ｔはシリ
コン基板１の厚みである。なぜなら、通常、シリコン基
板１の表面は＜100＞面であり、このとき等方性エッチ
ングを行うとエッチングは結晶方向に進行するので、第
１図（ｃ）に示すようになるからである。
なお、パッシベーション膜６はCCDの製造時に形成さ
れるもので、CVD法により、SiO2またはSiN4を１μｍ程
度堆積することにより形成される。色分解フィルタを形
成する際には、このパッシベーション膜６の上に更に平
坦化層を塗布し、エッチングするので、膜強度は更に上
がるものである。
れるもので、CVD法により、SiO2またはSiN4を１μｍ程
度堆積することにより形成される。色分解フィルタを形
成する際には、このパッシベーション膜６の上に更に平
坦化層を塗布し、エッチングするので、膜強度は更に上
がるものである。
また、第１図（ｂ）では測光用色分解フィルタ５を形
成する部分は受光部２より一段低くなっているが、この
差は数μｍ以内であり、これに対して分光測光用画素の
大きさは一辺が10〜数10μｍ程度あるため、精度的には
問題なく形成できるものである。
成する部分は受光部２より一段低くなっているが、この
差は数μｍ以内であり、これに対して分光測光用画素の
大きさは一辺が10〜数10μｍ程度あるため、精度的には
問題なく形成できるものである。
このような構造によれば、分光測光用窓４の一方から
光を当て、測光用色分解フィルタ５を透過した光を他方
側で受光することでカラー撮像素子を直接透過測光でき
るので、分光管理を容易に行うことができるものであ
る。
光を当て、測光用色分解フィルタ５を透過した光を他方
側で受光することでカラー撮像素子を直接透過測光でき
るので、分光管理を容易に行うことができるものであ
る。
次に、第２図を参照して当該カラー撮像素子の製造方
法について説明する。
法について説明する。
第２図（ａ）に示す撮像素子20の表面に保護膜21を形
成し、更に裏面にはフォトレジストを用いたレジスト膜
22を形成する（第２図（ｂ））。次に、アルカリ水溶液
で所定部のシリコンをエッチングして分光測光用窓23を
形成し、保護膜21とレジスト膜22を除去する。このこと
で第２図（ｃ）に示すものができる。なお、上記エッチ
ングの結果、パッシベーション膜だけが残されることは
上述したところから明かである。
成し、更に裏面にはフォトレジストを用いたレジスト膜
22を形成する（第２図（ｂ））。次に、アルカリ水溶液
で所定部のシリコンをエッチングして分光測光用窓23を
形成し、保護膜21とレジスト膜22を除去する。このこと
で第２図（ｃ）に示すものができる。なお、上記エッチ
ングの結果、パッシベーション膜だけが残されることは
上述したところから明かである。
次に、その上に平坦化膜25を製版して形成し、更に色
分解フィルタ24を形成する。このとき同時に測光用色分
解フィルタ26が分光測光用窓23の上に形成される。これ
で分光測光用の画素ができる。なお、露光が、アライナ
ー等のような一括露光の場合には、測光用色分解フィル
タ26のパターンを、有効画素に対する色分解フィルタ24
のパターンを有するフォトマスクに形成しておけば一括
して露光、現像が可能である。また、ステッパー等のよ
うなステップ／リピート露光の場合には、露光時にレチ
クルを変えて所定箇所に露光すればよく、その後の工程
は同時に進行できるものである。
分解フィルタ24を形成する。このとき同時に測光用色分
解フィルタ26が分光測光用窓23の上に形成される。これ
で分光測光用の画素ができる。なお、露光が、アライナ
ー等のような一括露光の場合には、測光用色分解フィル
タ26のパターンを、有効画素に対する色分解フィルタ24
のパターンを有するフォトマスクに形成しておけば一括
して露光、現像が可能である。また、ステッパー等のよ
うなステップ／リピート露光の場合には、露光時にレチ
クルを変えて所定箇所に露光すればよく、その後の工程
は同時に進行できるものである。
そして、当該分光測定用画素を用いて透過分光測定を
行いつつ、色分解フィルタ24の分光特性を管理し、これ
を形成する（第２図（ｄ））。
行いつつ、色分解フィルタ24の分光特性を管理し、これ
を形成する（第２図（ｄ））。
最後に、第２図（ｅ）に示すように、保護膜27を製版
して形成すれば、カラー撮像素子を得ることができる。
して形成すれば、カラー撮像素子を得ることができる。
以上、本発明に係るカラー撮像素子の製造方法の１実
施例について述べてきたが、その具体例をあげると次の
ようである。
施例について述べてきたが、その具体例をあげると次の
ようである。
I.撮像素子の窓開け加工 撮像素子の表面を保護テープで覆い、裏面をOMR−81
（東京応化（株））２μｍの厚さにスピンコートし、プ
レベークの後、窓開け加工用パターンを目合わせして、
露光、現像を行い、レジスト製版を行った。
（東京応化（株））２μｍの厚さにスピンコートし、プ
レベークの後、窓開け加工用パターンを目合わせして、
露光、現像を行い、レジスト製版を行った。
これを10％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、裏面エ
ッチングを行った。
ッチングを行った。
その後、保護テープを剥離し、製版したOMR−81を専
用剥離液で除去した。
用剥離液で除去した。
II.色分解フィルタの加工 撮像素子上に、富工薬品製の感光性アクリル樹脂FVR
を１μｍの膜厚にて塗布し、90℃にて乾燥させ、所望の
マスクを介して、撮像素子に対し正確に位置を合わせ、
水銀ランプにより光照射し、所定現像液にて現像した。
を１μｍの膜厚にて塗布し、90℃にて乾燥させ、所望の
マスクを介して、撮像素子に対し正確に位置を合わせ、
水銀ランプにより光照射し、所定現像液にて現像した。
次いで、ゼラチン−重クロム酸アンモニウムから成る
水溶性感光液を0.8μｍの膜厚に塗布後、乾燥し、所定
のパターンを撮像素子に対し、正確に位置合わせをし、
真空密着させ、露光し、現像後乾燥させ、赤染浴で染色
し、赤色着色画素を形成した。次いで、１％タンニン酸
水溶液、１％吐酒石水溶液に浸し、防染処理を行い、同
様に順次緑色着色画素、青色着色画素を形成した。各色
の染浴組成は次の通りである。
水溶性感光液を0.8μｍの膜厚に塗布後、乾燥し、所定
のパターンを撮像素子に対し、正確に位置合わせをし、
真空密着させ、露光し、現像後乾燥させ、赤染浴で染色
し、赤色着色画素を形成した。次いで、１％タンニン酸
水溶液、１％吐酒石水溶液に浸し、防染処理を行い、同
様に順次緑色着色画素、青色着色画素を形成した。各色
の染浴組成は次の通りである。
赤色染浴（液温60℃） カヤノールミーリングレッドRS …３（重量％） 酢酸 …４（重量％） 水 …93（重量％） 緑色染浴（液温60℃） アリザリングリーン …10（重量％） 酢酸 …２（重量％） 水 …88（重量％） 青色染浴（液温60℃） エリオブリリアントシアニン …10（重量％） イオネットＤ−70 …１（重量％） 酢酸 …２（重量％） 水 …87（重量％） 最後に、保護膜として、富工薬品製のFVR−10を1.5μ
ｍの膜厚にてスピンコートし、90℃で乾燥させ、露光、
現像して形成した。
ｍの膜厚にてスピンコートし、90℃で乾燥させ、露光、
現像して形成した。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、分
光測光用の画素を設けたので、撮像素子上に直接色分解
フィルタが形成されているにもかかわらず、透過分光測
定が可能である。従って、色分解フィルタの品質管理が
容易で、信頼性が向上するものである。
光測光用の画素を設けたので、撮像素子上に直接色分解
フィルタが形成されているにもかかわらず、透過分光測
定が可能である。従って、色分解フィルタの品質管理が
容易で、信頼性が向上するものである。
第１図は本発明に係るカラー撮像素子の製造方法によっ
て得られるカラー撮像素子の構造の１例を示す図、第２
図は本発明のカラー撮像素子の製造方法一例を示す図、
第３図は従来のカラー撮像素子の製造方法の例を示す図
である。 １……シリコン基板、２……受光部、３……電極パット
部、４……分光測光用窓、５……測光用色分解フィル
タ、６……パッシベーション膜。
て得られるカラー撮像素子の構造の１例を示す図、第２
図は本発明のカラー撮像素子の製造方法一例を示す図、
第３図は従来のカラー撮像素子の製造方法の例を示す図
である。 １……シリコン基板、２……受光部、３……電極パット
部、４……分光測光用窓、５……測光用色分解フィル
タ、６……パッシベーション膜。
Claims (1)
- 【請求項１】撮像素子に直接色分解フィルタが形成され
たカラー撮像素子の製造方法において、カラー撮像素子
の面付けがなされていない所定の箇所に光透過膜を形成
し、該光透過膜に色分解フィルタを形成して分光測定用
画素を形成し、該分光測定用画素の透過分光特性を測定
することにより色分解フィルタの分光特性を管理するこ
とを特徴とするカラー撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26872688A JP2728901B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | カラー撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26872688A JP2728901B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | カラー撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114664A JPH02114664A (ja) | 1990-04-26 |
| JP2728901B2 true JP2728901B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=17462495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26872688A Expired - Fee Related JP2728901B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | カラー撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728901B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05164914A (ja) * | 1991-12-19 | 1993-06-29 | Matsushita Electron Corp | カラー固体撮像装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5617085A (en) * | 1979-07-20 | 1981-02-18 | Sony Corp | Solid imaging element |
| JPS58132961A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | カラ−固体撮像素子 |
| JPS60213056A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-25 | Nec Corp | カラ−固体撮像装置 |
| JPS61248469A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-05 | Nec Corp | カラ−固体撮像装置 |
| JPH071322B2 (ja) * | 1985-05-01 | 1995-01-11 | セイコーエプソン株式会社 | カラー液晶表示装置 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP26872688A patent/JP2728901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02114664A (ja) | 1990-04-26 |
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