(57)【要約】【課題】表面に、切削屑等の金属異物が再付着しにくい固体撮像装置用カラーフィルタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】固体撮像装置用カラーフィルタの表面に酸化処理を施す。【選択図】図３
2006339256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の上に形成され、土台となるベース層と、このベース層の上に形成され、光の３原色微細パターンの画素からなる着色層と、この着色層の上に形成され、平坦性を確保するためのオーバーコート層と、このオーバーコート層の上に形成され、外光を取り入れるためのレンズ層を備え、
前記レンズ層の表面状態が、Ｃ−Ｃ結合に対するＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率が２０％以上であることを特徴とする固体撮像装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
ダイシング加工前に、その表面が酸化処理を施されていることを特徴とする固体撮像装置用カラーフィルタ。
【請求項３】
透明基板の上に土台となるベース層を形成し、このベース層の上に光の３原色微細パターンの画素からなる着色層を形成し、この着色層の上に、平坦性を確保するためのオーバーコート層を形成し、このオーバーコート層の上に外光を取り入れるためのレンズ層を形成し、その後、表面に酸化処理を施すことを特徴とする固体撮像装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記酸化処理は、プラズマ酸化処理であることを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記酸化処理は、酸素雰囲気で高周波又はマイクロ波を印加することを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置用カラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に、切削屑等の金属異物が再付着しにくい固体撮像装置用カラーフィルタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳデバイス等の固体撮像装置は、高画素化、高精細化が進むとともに、その受光素子と一対にカラーフィルタを備えカラー化が図られている。
【０００３】
カラーフィルタを形成するには、加法混色の原色（赤、青、緑）あるいは減法混色の原色（シアン、マゼンタ、イエロー）のカラーフォトレジストを用い、フォトリソグラフィによりカラーフィルタ画素が形成されている。フォトリソグラフィによりカラーフィルタ画素を形成する際に用いる露光装置には、ステッパーやミラープロジェクター、アライナーなどがあるが高画素、高精細な固体撮像装置では、サブミクロンオーダーの位置精度が求められるためステッパーが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ＣＭＯＳイメージセンサーに代表される固体撮像デバイスのカラーフィルタ表面は、１チップ化するダイシング工程において、Ｓｉ切削屑等の金属異物が付着し、所定の洗浄を施しても取りきれず、いわゆる黒キズ不良が発生することが問題となっていた。
【特許文献１】特開２０００−２０６３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、表面に、切削屑等の金属異物が再付着しにくい固体撮像装置用カラーフィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の一態様によれば、透明基板の上に形成され、土台となるベース層と、このベース層の上に形成され、光の３原色微細パターンの画素からなる着色層と、この着色層の上に形成され、平坦性を確保するためのオーバーコート層と、このオーバーコート層の上に形成され、外光を取り入れるためのレンズ層を備え、表面状態が、Ｃ−Ｃ結合に対するＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率が２０％以上であることを特徴とする固体撮像装置用カラーフィルタが提供される。
【０００７】
また、本願発明の別の一態様によれば、透明基板の上に土台となるベース層を形成し、このベース層の上に光の３原色微細パターンの画素からなる着色層を形成し、この着色層の上に、平坦性を確保するためのオーバーコート層を形成し、このオーバーコート層の上に外光を取り入れるためのレンズ層を形成し、その後、表面に酸化処理を施すことを特徴とする固体撮像装置用カラーフィルタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表面に、切削屑等の金属異物が再付着しにくい固体撮像装置用カラーフィルタ及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る固体撮像装置用カラーフィルタについて、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係る固体撮像装置用カラーフィルタの構成を説明する説明図で、図１（Ａ）は上から見た図、図１（Ｂ）はＸ−Ｘ断面を示している。
【００１１】
カラーフィルタは、白色光を着色させるための光学部材であり、Ｓｉからなる透明基板２０の上にフィルター層１０が形成されている。フィルター層１０は、ベース層１、着色層２、オーバーコート層３、レンズ層４から構成されている。これら各層は例えばアクリル樹脂で形成する。
【００１２】
ベース層１は透明基板２０の直上に形成されフィルター層の土台となる透明層である。
【００１３】
着色層２はベース層１の上に形成され、赤色、青色および緑色の光の３原色微細パターンからなる画素を規則的に設けられ、レンズ層４の各マイクロレンズはこれらの画素に対応して設けられる。
【００１４】
本実施の形態では、フォトリソグラフィ法によって着色層を形成している。
【００１５】
まず、ベース層１上に顔料分散溶液（カラーレジスト）を塗布製膜し、着色層２を形成する。カラーレジストとしては、例えば顔料、アルカリ可溶性樹脂、ラジカル重合成性モノマー、光ラジカル発生剤及び溶剤からなる。
【００１６】
次いで、着色層２をフォトマスクを通した光で露光する。
【００１７】
次に、露光後の着色層２を現像し、一色の着色パターンを形成する。
【００１８】
以上の工程を各色毎に繰り返し行う。
【００１９】
このフォトリソグラフィ法は、染色法等に比べて工程が簡単だけでなく、分光特性のコントロール、再現性が容易に得られる。
【００２０】
着色層２の上に形成されるオーバーコート層３は、カラーフィルタの平坦性向上を図るために用いられるもので、熱硬化性タイプのアクリル樹脂で形成することができる。
【００２１】
オーバーコート層３の上に、レンズ層４が形成される。レンズ層４は、外光を取り入れるためのマイクロレンズアレイとして形成する。
【００２２】
次に、上述のように形成したカラーフィルタの最表面を酸化処理する。酸化処理としては、例えばＯ２ガスを利用したプラズマ酸化が好適である。酸化の温度を常温程度まで下げられるので、カラーフィルタ中の積層欠陥や転移の発生の抑制、不純物の再分布の減少が図られ、カラーフィルタに余分なダメージを与えないためである。
【００２３】
圧力１３〜１３３Ｐａ程度の減圧下した酸素雰囲気に高周波やマイクロ波を印加すると、高エネルギーを持った電子が酸素分子に衝突し、酸素の電離、励起を起こす。電離には、１３ｅＶ以上のエネルギーを必要とし、Ｏ−やＯ２−を発生させる。発生した負の酸素イオンは電界によってカラーフィルタに加速され、界面にドリフトする。かかる酸化処理を施すことにより、表面の改質が図られる。
【００２４】
カラーフィルタ最表面の酸化処理後、ダイシングストリート５に沿って所定の大きさに、チップ毎に切り離される。ダイシングは機械加工であり、切削部の周辺にチッピングが発生するだけでなく、切削粉が発生する。そこで、ダイシング工程では、純水洗浄に加えて、炭酸イオン水のスプレー洗浄を施す。これは、非抵抗を下げるとともに、チップに形成されている配線部分に衝撃を与えないようにするためである。Ｓｉを主成分とする切削粉は、スプレーによる物理力を付加することで、取れやすくなる。
【００２５】
本発明の実施形態によるカラーフィルタの表面の改質状況は、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって、非破壊分析で、付着有機物の化学状態及びその量を定量的に測定することができる。
【００２６】
図２は、カラーフィルタの表面状態を比較した説明図である。カラーフィルタの最表面に本発明による酸化処理を施したものと、酸化処理を施していない比較例を比べている。さらに最表面に不安定物質が認められる状態Ａと、最表面に不安定物質が認められない状態Ｂを対比している。ここで、不安定物質とは、原子、分子のエネルギー準位が降下し、それら原子、分子の系の定常状態からずれやすくなっている状態を指称している。
【００２７】
図２に示すように、酸化処理を施していない比較例のものは、表面がＯＨ基もしくはＨ基で覆われているのに対し、本発明による酸化処理を施したものの表面は、Ｏ基で覆われており、Ｃｌ基もＣ基と結合している。
【００２８】
図３は、カラーフィルタのＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率と切削屑付着率の関係を示している。ここで、切削屑付着率は、全チップ数に対するＳｉ切削屑の付着チップ数の割合である。Ｃ−Ｏ二重結合を持った官能基であるカルボニル基ではイオン結合が強く、切削屑付着率は大きな値となり、洗浄を繰り返してもＳｉ切削屑が取りきれない。
【００２９】
図３に示されるように、表面におけるＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率が５％以下の場合には、洗浄を繰り返しても、Ｓｉ切削屑がとれず、不安定物質が有る状態Ａでは、略１００％Ｓｉ切削屑が付着しているのがわかる。不安定物質が無い状態Ｂでは、略５０％Ｓｉ切削屑が付着している。表面におけるＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率が２０％以上の場合で、不安定物質が無い状態Ｂでは、略Ｓｉ切削屑が取りきれている。不安定物質が有る状態Ａでは、表面におけるＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率が２３％以上になると、略Ｓｉ切削屑が取りきれている。
【００３０】
このように、本発明によれば、カラーフィルタの最表面を強制的に酸化し、Ｃ−Ｃ結合に対するＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率を所定値以上確保することにより、Ｓｉ切削屑等の金属異物の再付着を防止することができる。
【００３１】
また、プラズマ酸化処理を施すことにより、カラーフィルタの最表面に不安定な物質が存在しても、カラーフィルタ再表面と再結合を促し、安定化させることができる。
【００３２】
本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置用カラーフィルタの構成を説明する説明図である。
【図２】カラーフィルタの表面状態を比較するための説明図である。
【図３】カラーフィルタのＯ＝Ｃ−Ｏ結合比率と切削屑付着率の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・ベース層、２・・・着色層、３・・・オーバーコート層、４・・・レンズ層、５・・・ダイシングストリート、１０・・・フィルター層、２０・・・透明基板。
【図１】
2006339256.tif 000003
【図２】
2006339256.tif 000004
【図３】
2006339256.tif 000005