JPH0582561B2 - - Google Patents

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JPH0582561B2
JPH0582561B2 JP10761889A JP10761889A JPH0582561B2 JP H0582561 B2 JPH0582561 B2 JP H0582561B2 JP 10761889 A JP10761889 A JP 10761889A JP 10761889 A JP10761889 A JP 10761889A JP H0582561 B2 JPH0582561 B2 JP H0582561B2
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JP10761889A
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Toshio Nakano
Tadao Kaneko
Michiaki Hashimoto
Yukio Hatano
Haruo Matsumaru
Akira Sasano
Eiichi Maruyama
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【発明の利用分野】
本発明は、光検知部上に直接色分解フイルター
を搭載するカラー用固体撮像素子の製造方法に関
する。
【発明の背景】
従来、固体撮像素子と色分解フイルターを個別
に製造しておき、両者を位置合せしつつ光学用接
着剤等で貼合せるのが一般的な製造方法である。
また光学用接着剤のかわりに光学用マツチング・
オイルを用いる例も報告されている。 また、多色光学フイルターの製造方法につい
て、特開昭53−99822号公報に、色分解フイルタ
ーの製造方法について、特開昭50−147823号公報
に開示されているが、固体撮像素子にフイルター
を直接設けることは何ら記載されていない。 更に、カラーイメージングデバイスおよびその
製造方法について、特開昭53−47282号公報に開
示されているが放射線感応性材料については、全
く記載がない。 尚、被複用組成物について、特開昭50−83425
号公報に開示があり、当該公報中で放射線感応性
材料について記載されているがこれらは、容器
や、合板に関する技術にすぎないものである。
【発明の目的】
本発明の第1の目的は、固体撮像素子の光検知
部上に直接色分解フイルターを搭載し、素子製造
の作業性を向上させることにある。 本発明の第2の目的は混色のない色分解フイル
ターを十分精度良く、高品位になすことにある。
【発明の概要】
上記目的は、基板上に複数の光検知部を形成
し、この基板上に約0.5μmから1μmの範囲の膜厚
を有する有機高分子材料からなる平坦化膜を形成
した後、染色フイルターを複数層堆積して色分解
フイルターを形成することにより達成される。 特に、色分解フイルターを構成するいわゆる中
間層や保護層として放射線感応性有機高分子材料
を用いることにより、固体撮像素子の製造工程を
簡略化することができる。 更に前述の有機高分子材料が熱架橋性なる特性
を有することがより好ましい。これは色分解フイ
ルターの積層構造に用いる中間層等の強化に有用
である。 更に前記放射線感応性有機高分子材料がいわゆ
るポジ型であることが、工程簡略化の点から極め
て有利である。ネガ型の放射線感応性を有してい
てもフイルター部の加工にこの特性を使用し得
る。しかし、各中間層を形成と共に、所定の放射
線を露光し架橋を施こす必要が生じ、工程数が多
くなる。勿論ポジ型の放射線感応性有機高分子材
料を用いても、上記各中間層を形成と共に所定の
放射線を露光し、次いで現像して所望の加工を施
して良いし、又複数層毎上述の加工を施して良い
ことは当然である。各層毎に加工を行なつた場
合、工程数としてはネガ型の場合と同じ工程数と
なる。しかし、この場合でもポジ型の方が次の如
き利点を有する。即ち、ポジ型の場合、有機高分
子材料の層を除去する部位に放射線を露光する
が、一方、ネガ型の場合、残存させる部位に放射
線を露光する。色分解フイルター母材を有するの
は当然前記有機高分子材料の層が残存せしめられ
る部位となる。従つて、ネガ型の場合、色分解フ
イルター母材にも何度か露光用の放射線が照射さ
れることとなり、フイルター特性の劣化に影響を
およぼす。ポジ型においてはこの様な影響は全く
ない。 また、多くの場合、フイルター母材にも感光性
を付与して用いるが、この場合フイルター母材の
感光特性と、中間層および保護層の材料の光分特
性が異なつているのが好ましい。フイルター母材
の加工時に、その下部に存在する中間層および保
護層の材料に影響を及ぼさない必要がある。 本発明に用いるに有用な放射線感応性有機高分
子材料は次の如きのものが掲げられる。 (1) ポリ・アルキル・メタクリレート又はその共
重合体
【式】 但し、Rはアルキル基、例えば、CH3
C4H9 (2) ポリグリシジル・メタクリレート又はその共
重合体
【式】 (3) ポリメタクリルアミド
【式】 (4) ポリメチルイソプロペニルケトン
【式】 (5) ポリ(ブテン−1スルホン)
【式】 (6) ポリイソブチレン
【式】 これらの例以外の放射線感応性有機高分子材料
を使用し得ることはいうまでもない。勿論、放射
線感応性有機高分子材料として紫外線感応性、電
子線感応性、X線感応性等のものを使用し得る。
本明細書の「放射線感応性」なる用語はこれら各
種のものを含むものである。
【発明の実施例】
以下、本発明を具体例に従つて詳細に説明す
る。 第1図から第4図までは本発明のカラー用固体
撮像素子の製造工程を示す。いずれも素子の主要
部の断面図である。第5図はその平面図である。 カラー用固体撮像素子基板1には多数の光検知
部10およびこれらを駆動する駆動回路部15が
少なくとも形成されている。なお、半導体基板1
中の詳細な構造は省略されている。一般に基板1
はシリコンで作製されている。光検知部は、これ
を動作させるための周辺回路を形づくる半導体集
積回路と同一基板で作られる場合と、別種の半導
体材料を用いる場合などがある。 こうしたカラー用固体撮像素子基板上に色分解
フイルターの母材の層を厚さ0.5〜2.5μm程度形成
する。この母材は一般にゼラチン、卵白、グリ
ー、カゼインおよびポバール等に感光性を与えた
材料が用いられる。感光特性としてはネガ型を用
い365nmないし435nmに感度を持たせるのが一般
的である。 この層にマスク露光法で第1色目の部分2だけ
光硬化させ現像することによつて、色分解フイル
ター母材の部分2だけが残される。この部分に所
定の分光特性を有する染料で染色する。なお、染
色法は従来から行なわれている染料水溶液を用い
る方法で良い。 なお、この第1色目のフイルター母材の層を形
成する際、基板1の表面に約0.5〜1μmの厚さに
有機高分子材料の被膜を形成しておくのが好まし
い。0.5μm以下では十分に平坦化することができ
ず、また、1μm以上では形成や加工に時間を要す
るため実用的でない。この有機高分子材料の被膜
によつて基板表面がより平坦化される。これによ
つて次の様な利点を生ずる。 (1) 基板1中に設けられた半導体装置部分に対
し、不純物等の汚染の保護効果が生ずる。 (2) 膜厚を約0.5μm以上とすることにより、基板
1の表面が平坦化され、この上部に形成される
中間層、フイルター母材の層等の形成が容易に
なると共に、特に中間層の変形に伴ない生ずる
染色時の混色を防止することが出来る。また、
1μm以下とすることにより、隣接するフイルタ
ーからの光の回り込みによるフイルタリング効
果の劣化を防止することができる。 (3) 色フイルターの加工工程で、不純物の付着面
積が小さくなり、基板中の半導体装置の汚染防
止に有用である。 なお、この有機高分子材料も前述の中間層等を
形成するための放射線感応性有機高分子材料を用
いるのが、後の加工に有利である。 次いで透明な耐染色性の中間層5を厚さ0.5〜
1.5μmに被覆する。第1図がこの状態である。こ
の中間層に前述の放射線感応性有機高分子材料を
用いる。この場合、色分解フイルター母材の感光
特性と異なる放射線感応特性を有する如く選択す
るのが良いことは前述した。 次に、同様に第2図に示す様に色フイルター母
材の層を形成し、マスク露光法で露光し、現像を
施こし、第2色目のフイルター部分3を形成、所
定の分光特性を有する染料で染色する。更に透明
な中間層6を被覆する。 さらに同様に第3図に示すように色フイルター
4を形成し、染色し、次いで保護膜7を形成す
る。 なお、中間層6、保護膜7も中間層5と同様の
放射線感応性有機高分子材料を用いる。
【表】 収される。
以上の工程で3色の色分解フイルターが形成さ
れる。 なお、色フイルター形成のための染色は従来法
に従つて、染料の調合、コンテント、染色液の温
度、染色時間を決めれば良い。 第1表にフイルター母材および中間層および保
護層の具体例を示す。 また、染色条件の例を次に示す。 (1) 染料配合 緑 色 シリユースイエローGC 0.8wt% (Sirius Yellow GC) リサミングリーンV 0.4wt% (Lissamine Green V) 酢 酸 2wt% 水 青 色 メチルブルー 1wt% (Methyl Blue) 酢 酸 2wt% 水 赤 色 ポンソーS 0.3wt% (Poncean S) カヤノールイエローN5G 0.08wt% (Kayanol Yellow N5G) 酢 酸 2wt% 水 (2) 染色温度、時間 緑 色 40℃、2分 青 色 40℃、1分 赤 色 40℃、2分 前述した放射線感応性材料のなかで、たとえば
ポリグリシジルメタクリレート、ポリメチルメタ
クリルアミドおよびポリメチルメタクリレートと
の共重合体に属するポリメチルメタクリレート−
メタクリロイルクロリド共重合体は熱架橋性の材
料である。 このような材料の場合、中間層を塗布した後、
熱架橋を生ずる程度の温度で加熱することによつ
て、中間層の耐水性は向上し、耐染色層としてよ
り有効に作用する。 加熱温度および時間は各々200℃15分間程度行
なえば架橋による高分子化は相当程度進行し、前
記の耐水性等の向上が生じる。 この加熱処理は各中間層等の形成後行なわれる
のが通常である。 カラー用固体撮像素子基板1のボンデイング・
パツト部分12等の所望部分を残してマスクを施
こし、紫外線を露光する。露光条件は第1表に示
した通りである。光源として遠紫外線の場合、
Xe−Hgランプ(1KW)が適当である。次いで
フイルター形成用の3層の積層材料を現像するこ
とによつて、所望部分を除去する。こうしてボン
デイング・パツト部等所望部分が開孔される。第
5図はカラー用固体撮像素子の平面図である。シ
リコンチツプ基板内に図のように光検知部14と
光検知部を駆動する回路15およびボンデイング
部12が配置されている。光検知部には前記の方
法によりモザイク状等の色フイルターが形成され
ている。ボンデイング部のフイルター材は前記の
方法で除去し、ボンデイング・パツトは露出させ
てある。次にAu、又はAl−Si(Si含有量0.5〜1wt
%)をボンデイング・パツドに超音波ボンドす
る。あるいはAu−Si(Au含有量10wt%)をAu製
ボンデイング・パツドに熱圧着でも良い。 こうしてカラー用固体撮像素子が完成する。 以上の具体例では、放射線感応性材料層に対す
るボンデイング・パツド部12等の加工は、 (1)半導体基板1表面に形成した被膜、(2)各中間
層、および(3)保護膜等を積層して後加工処理を施
しているが、勿論各層毎行なつても良いし、又た
とえば二層毎に加工しても良いことはいうまでも
ない。
【発明の効果】
本発明によれば、固体撮像素子上に直接色分解
フイルターを搭載でき、素子製造の作業性を向上
させることができる。 更に、混色の無い色分解フイルターを精度良
く、高品位に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図より第4図は本発明のカラー用固体撮像
素子の製造方法を示す素子断面図、第5図はカラ
ー用固体撮像素子の平面図である。 1…固体撮像素子基板、2,3,4…色フイル
ター部、5,6…中間層、7…保護膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基板上に複数の光検知部を形成する工程と、
    該光検知部を有する該基板上に約0.5μmから1μm
    の範囲の膜厚を有する有機高分子材料からなる平
    坦化膜を形成する工程と、該平坦化膜を介して該
    光検知部の所定の光検知部上部に第1の染色フイ
    ルターを形成する工程と、該第1の染色フイルタ
    ーを有する該基板上に中間層を形成する工程と、
    該所定の光検知部に隣接する光検知部の上部に該
    中間層を介して第2の染色フイルターを形成する
    工程とを有することを特徴とする固体撮像素子の
    製造方法。 2 上記中間層は、放射線感応性有機高分子材料
    層であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の固体撮像素子の製造方法。 3 上記中間層は、0.5μmから1.5μmの厚さを有
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載の固体撮像素子の製造方法。 4 上記第1の染色フイルターは、0.5μmから
    2.5μmの厚さを有することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項乃至第3項の何れかに記載の固体撮
    像素子の製造方法。
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