(57)【要約】【課題】フォトレジストを使用しないことにより、基板を真空めっき機から取り出してフォトレジストの除去を行う必要がなく、ダストによる汚染が回避されるカラーフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】赤色フィルタを作製する場合、マスク６０の透刻領域２０によって、赤色の誘電体膜をめっきしたい部分が露出され、青色および緑色の誘電体膜をめっきしたい部分は遮蔽される。緑色フィルタを作製する場合、マスク６０を時計の針と同方向に３０度回転させる。このとき、透刻領域２０によって基板上の緑色の誘電体膜をめっきする部分を露出させることができ、青色の誘電体膜をめっきする領域並びに赤色の誘電体膜のめっきが完成した領域は遮蔽される。青色フィルタを作製する場合は、旋回手段を用いてマスク６０を時計の針と同方向にさらに３０度回転させる。透刻領域２０によって基板上の青色の誘電体膜をめっきする部分を露出させることができる。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板および複数の薄膜を備えるカラーフィルタの製造方法であって、
（ａ）前記基板およびマスクを真空めっき機に入れ、前記マスクによって前記基板の表面の一部を露出させる段階と、
（ｂ）前記マスクをカバーとして使用し、露出した前記基板の表面に薄膜層をめっきする段階と、
（ｃ）前記マスクを移動させて薄膜層をめっきする前記基板の表面の一部を露出させる段階と、
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記マスクは、時計回りまたは反時計回りに移動されることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
露出された前記基板の表面に前記薄膜層をめっきするとき、スパッタリング法または蒸着法を用いることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記薄膜層は帯域通過または帯域阻止の光学フィルタ薄膜であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記薄膜層はハイパスまたはローパスの光学フィルタ薄膜であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記薄膜層は光学反射防止薄膜であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記マスクによって生じる前記基板の薄膜層における前記マスクのシャドウ効果により形成される領域幅は０．３ミリよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記マスクは、透刻領域を有するとともに、前記基板の表面に設置されて前記基板の表面の一部を露出させ、前記透刻領域の形状はフィルタの形状に連係することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光フィルタレンズの製造方法に係るもので、特にカラーフィルタレンズの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、カラーフィルタの製造方法としては、接着剤で貼り付ける方法以外には、マイクロリソグラフィ工程による方法があり、各種色のフィルタを同一基板上にそれぞれ作製している。
マイクロリソグラフィ工程を用いて図１に示したような青色Ｂ、緑色Ｇおよび赤色Ｒを有するフィルタを製造する方法は、次の通りである。まず図２Ａに示したように、回転塗布方式で第１のフォトレジスト２０１をカラーフィルタの基板２００上に塗布し、次いでマイクロリソグラフィ工程を行い、図２Ｂに示したように、基板２００上に作製しようとする青色フィルタの領域２０３を露出させ、さらに図２Ｃに示したように青色の誘電体薄膜２０２を基板上にめっきするとともに、第１のフォトレジスト層２０１を除去する。
【０００３】
緑色フィルタを作製する際には、まず図３Ａに示したように、回転塗布方式で第２のフォトレジスト３０１をカラーフィルタの基板２００および青色の誘電体薄膜２０２上に塗布し、次いでマイクロリソグラフィ工程を施し、図３Ｂに示したように、基板２００上に作製しようとする緑色フィルタの領域３０３を露出させ、さらに図３Ｃに示したように緑色の誘電体薄膜３０２を基板上にめっきするとともに、第２のフォトレジスト層３０１を除去する。
【０００４】
赤色フィルタを作製する際には、まず図４Ａに示したように、回転塗布方式で第３のフォトレジスト４０１をカラーフィルタの基板２００、青色の誘電体薄膜２０２および緑色の誘電体薄膜３０２上に塗布し、次いでマイクロリソグラフィ工程を施し、図４Ｂに示したように、基板２００上に作製しようとする赤色フィルタの領域４０３を露出させ、さらに図４Ｃに示したように赤色の誘電体薄膜４０２を基板上にめっきするとともに、第３のフォトレジスト層４０１を除去し、このようにして青色、緑色、赤色三原色のフィルタが作製できる。
【０００５】
上記従来のカラーフィルタの製法には次のような欠点が見られる。まず製造過程において、膜めっきが完成するごとに基板を真空めっき機から取り出して、フォトレジストを除去してから、再び真空めっき機に戻して次のめっき操作を行わねばならないが、基板を真空めっき機から取り出す際にダストによって汚染される恐れがあり、またそのまま次のめっき操作を続けると、汚染物が真空めっき機に入って汚染される可能性がある。もう一つは、上記製造過程では空気を抜いて真空にする、真空を破る、温度を上げる、温度を下げるというステップを繰り返し行わねばならず、作製時間が長引くほか、リソグラフィ工程で発生するであろうアライメント誤差も軽視することはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のカラーフィルタの製造過程では、次のような欠点がある。即ち膜めっきが一つ完成するごとに、基板を真空めっき機から取り出して、フォトレジストを除去するが、このステップではダストによる汚染が発生する恐れがあり、また従来の製造過程では真空にする、真空を破る、温度を上げる、温度を下げるというステップを繰り返し行わねばならず、作製時間が長引き、またリソグラフィ工程で発生するであろうアライメント誤差も軽視できない。
【０００７】
そこで、本発明の主な目的は、フォトレジストを使用しないことにより、基板を真空めっき機から取り出してフォトレジストの除去を行う必要がなく、ダストによる汚染が回避されるカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
本発明の次なる目的は、可動的な単一のマスクをリソグラフィ工程で必要なフォトレジストに代替することにより、リソグラフィ工程で発生しうるアライメント誤差を低減するカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、真空にする、真空を破る、温度を上げる、温度を下げるというステップを繰り返し行う必要がなく、作製時間が短縮されるカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルタの製造方法では、マスクとめっきされる基板とを一緒に真空めっき機に入れ、めっきされる基板とターゲットとの間にマスクを介入させるとともに、基板のめっきしない部分をマスクで覆い隠し、めっきしたい膜層を露出部分にてめっきし、めっきプロセスが完成したら、マスクを次のポイントに移動させ、めっきを要する部分を露出させて次のめっきプロセスを行う。本発明の方法を使用すれば、従来のようなめっきが完成するごとに、基板を真空めっき機から取り出さねばならないために起こるであろうダストによる汚染を回避でき、同時に本発明の方法は真空にする、真空を破る、温度を上げる、温度を下げるというステップの繰り返しを要さないため、作製時間を短縮でき、またリソグラフィ工程に関係しないため、アライメント誤差の問題が発生しない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の主旨および使用する範囲を限定しないことを前提に、次に実施例を挙げ、本発明を説明する。この分野に詳しい技術者は、本発明の主旨を理解すれば、本発明のカラーフィルタ製造方法を様々なフィルタの製造に応用することができ、本発明の方法によると、めっきが完成するごとに、基板を真空めっき機から取り出すために起こるであろうダストによる汚染を回避でき、また真空にする、真空を破る、温度を上げる、温度を下げるというステップを繰り返し行う必要がないため、作製時間が短縮でき、さらにリソグラフィ工程に関係しないためアライメント誤差の問題が発生しない。本発明の使用は下記に記載する好適な実施例だけに限定されない。
【００１０】
図５Ａは、本発明の一実施例で使用する膜めっき機の坩堝、ターゲット、基板およびマスクを示した装置略図である。本実施例ではフォトレジストに替えてマスク５０１を使用する。マスク５０１とカラーフィルタ基板５００は一緒に真空めっき機に入れられ、マスク５０１をめっきされる基板５００とターゲット５０３との間に位置させる。坩堝５０２はターゲット５０３を積載するために用い、薄膜５０４はめっきする誘電体薄膜とする。また当該誘電体薄膜はスパッタリング法または蒸着法によって形成する。
【００１１】
図５Ｂは、マスク５０１とカラーフィルタ基板５００との間の一部拡大図である。マスク５０１とカラーフィルタ基板５００との間は距離ａだけ離れており、この距離ａによって薄膜５０４のマスク５０１に近い縁部分において一領域幅で薄膜の厚みが漸次薄くなる。この効果をマスクシャドウ効果と呼んでいるが、この領域幅の薄膜の厚みが薄くなるため、その光学効果も設計の規格から離れてしまう。従ってその大小は制御されるべきであり、マスクシャドウ効果によって形成される領域幅Ｗは、通常０．３ｍｍより小さくする。このマスク５０１で基板５００のめっきしない部分を覆い隠し、基板５００のめっきする部分を露出させ、誘電体薄膜５０４を基板５００上にめっきする。めっきプロセスが完成したら、このマスク５０１を次のポイントに移動させ、基板の他のめっきを要する部分を露出させる。これとともに、めっきしない部分を覆い隠して、次の色の誘電体薄膜めっきプロセスを行う。こうして上記めっきプロセスを繰り返し行うことにより全色のフィルタの作製を完成させる。本実施例で使用するマスク５０１は、例えばシリコンウエハを材料とするマスクである。
【００１２】
図６Ａ〜図６Ｃは本発明の好適な実施例で使用するマスクの概略図である。図６Ａに示したように、マスク６０には透刻領域２０と遮蔽部分１０が含まれる。透刻領域２０はめっき過程において基板上のめっき部分を露出させ、めっきに必要な誘電体膜層は透刻領域２０を通過して基板にめっきされる。遮蔽部分１０はめっきを要さない部分を覆い隠す。本実施例のマスク６０は青色Ｂ、緑色Ｇおよび赤色Ｒを有するカラーフィルタの作製に用いられ、各色のフィルタは角度３０度の領域を有している。従って、任意の隣り合う２つの透刻領域２０の挟角は９０度となる。
【００１３】
図６Ｄに示したような青色Ｂ、緑色Ｇおよび赤色Ｒを有するカラーフィルタを形成する場合、図６Ａのマスクを図５Ａに示しためっき機の坩堝、ターゲット、基板およびマスクの装置略図に用いることができる。マスク５０１には図６Ａの設計を使用する。赤色フィルタを作製する場合、本実施例のマスク６０の透刻領域２０によって、基板上の赤色の誘電体膜をめっきしたい部分が露出されると同時に、青色の誘電体膜および緑色の誘電体膜をめっきしたい部分は遮蔽される。こうしてめっきプロセスを行って、赤色誘電体薄膜Ｒを基板に形成させる。本実施例のマスク６０は任意の隣り合う２つの透刻領域２０の挟角が９０度であるため、形成される赤色誘電体膜（図６Ｄで示したＲの領域）も、互いに９０度の挟角を有する。
【００１４】
緑色フィルタを作製する場合は、図６Ｂに示したように、本実施例では旋回手段（図には未表示）を用いてマスク６０を時計の針と同方向に３０度回転させる。このとき、各色のフィルタは角度３０度の領域を有しているので、透刻領域２０によって基板上の緑色の誘電体膜をめっきする部分を露出させることができ、これと同時に青色の誘電体膜をめっきする領域並びに赤色の誘電体膜のめっきが完成した領域は遮蔽される。こうして緑色の誘電体薄膜のめっきを行えば、緑色誘電体薄膜Ｇが基板に形成される。本実施例のマスク６０は、任意の隣り合う透刻領域２０の挟角が９０度であるため、形成される緑色誘電体膜（図６Ｄで示したＧの領域）も、互いに９０度の挟角を有する。
【００１５】
青色フィルタを作製する場合は、図６Ｃに示したように、本実施例では前記旋回手段を用いてマスク６０を時計の針と同方向にさらに３０度回転させる。これにより、各色のフィルタは角度３０度の領域を有しているので、透刻領域２０によって基板上の青色の誘電体膜をめっきする部分を露出させることができる。また、これと同時に緑色の誘電体膜および赤色の誘電体膜のめっきが完成した領域は遮蔽される。こうして青色の誘電体膜のめっきを行えば、青色誘電体薄膜Ｂが基板に形成される。本実施例のマスク６０は、任意の隣り合う透刻領域２０の挟角が９０度であるため、形成される青色誘電体膜（図６Ｄで示したＢの領域）も、互いに９０度の挟角を有する。本実施例におけるマスクの設計は図６Ａに示したパターンに限定されるものではなく、所望するカラーフィルタのパターンに基づいた設計が可能であることに注意されたい。
【００１６】
さらに、本実施例のめっきプロセスには膜層を積み重ねる方法を用いることもできる。例を挙げて説明すると、例えば薄膜１（透過波長域４２０〜５９０ｎｍ、阻止波長域６００〜７００ｎｍ）と薄膜２（透過波長域４２０〜４９０ｎｍ、６０８〜７００ｎｍ、阻止波長域５００〜６００ｎｍ）を積み重ねると、青色フィルタ（透過波長域４２０〜４９０ｎｍ、阻止波長域５００〜７００ｎｍ）の光学効果が得られる。また、薄膜２と薄膜３（阻止波長域４２０〜４９０ｎｍ、透過波長域５００〜７００ｎｍ）を積み重ねると、赤色フィルタ（阻止波長域４２０〜６００ｎｍ、透過波長域６１０〜７００ｎｍ）の光学効果が得られる。さらに、薄膜１と薄膜３を積み重ねると緑色フィルタ（透過波長域５２０〜５９０ｎｍ）の光学効果が得られる。従って、図７Ｄに示すような青色Ｂ、緑色Ｇ、赤色Ｒのカラーフィルタを形成する場合は、そのマスクを図７Ａに示したように設計する。即ちマスク７には透刻領域７１と遮蔽部分７２が含まれ、透刻領域７１はめっき過程において基板上のめっき部分を露出させ、めっきに必要なターゲットは透刻領域７１を通過して基板にめっきされ、遮蔽部分７２はめっきを要さない部分を覆い隠す。本実施例では２つの膜層を積み重ねる方法を用いてフィルタを形成しており、従って、透刻領域７１が占める角度は６０度である。マスク７０は例えばシリコンウエハを材料とするマスクでよい。
【００１７】
ここで、図７Ａのマスクを図５Ａに示しためっき機の装置略図に使用すると、図のマスク５０１には図７Ａの設計が使用されるとともに、薄膜１は透刻領域７１を通過して基板にめっきされる。次いで、図７Ｂに示すように、本実施例では前記旋回手段を用いてマスク７０を時計の針と同方向に３０度回転させ、薄膜２を透刻領域７１を通過させて基板にめっきする。さらに、図７Ｃに示すように、前記旋回手段を再び用いて時計の針と同方向に３０度回転させ、薄膜３を透刻領域７１を通過させて基板にめっきする。
【００１８】
図７Ｄに示したように、カラーフィルタ基板において領域７４と７７にめっきされた膜層は薄膜１および薄膜２となり、積み重ねることによって青色フィルタの光学効果が発生する。領域７５と７８にめっきされた膜層は薄膜２および薄膜３となり、赤色フィルタの光学効果が発生する。また領域７３と７６にめっきされた膜層は薄膜１および薄膜３となり、積み重ねによって緑色フィルタの光学効果が発生し、こうして図７Ｄに示したようなカラーフィルタが形成される。
【００１９】
上述の説明した本発明によって、従来のような膜のめっきが一つ終わるごとに基板を真空めっき機から取り出すために起こりうるダストによる汚染を回避でき、同時に本発明の方法は真空にする、真空を破る、温度を上げる、温度を下げるというステップを繰り返し行う必要がないため、作製時間を短縮でき、またリソグラフィ工程に関係しないため、アライメント誤差の問題が発生しない。
【００２０】
本発明は上記のような好適な実施例をもって開示されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、この技術の習熟者は本発明の主旨と範囲を逸脱しない状況において各種の改変や加工を行うことができ、よって本発明が保護を受ける範囲は特許請求の範囲に準じて限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】青色Ｂ、緑色Ｇおよび赤色Ｒを有するフィルタを示した概略図である。
【図２】従来のマイクロリソグラフィ工程による青色フィルタの形成を示す概略図である。
【図３】従来のマイクロリソグラフィ工程による緑色フィルタの形成を示す概略図である。
【図４】従来のマイクロリソグラフィ工程による赤色フィルタの形成を示す概略図である。
【図５】（Ａ）は本発明の一実施例で使用されるめっき機の坩堝、ターゲット、基板およびマスクの装置の概略図であり、（Ｂ）はマスクとカラーフィルタ基板との間の一部拡大図であり、（Ｂ）に示すＷはマスクによって生じるシャドウ効果の幅である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の好適な第１実施例で使用するマスクの概略図であり、（Ｄ）は第１実施例により形成される青色Ｂ、緑色Ｇおよび赤色Ｒを有するカラーフィルタを示す概略図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の好適な第２実施例で使用するマスクの概略図であり、（Ｄ）は第２実施例により形成される青色Ｂ、緑色Ｇおよび赤色Ｒを有するカラーフィルタを示す概略図である。
【符号の説明】
１０、７２    遮蔽部分
２０、７１    透刻領域
６０、７０    マスク
７３、７４、７５、７６、７７、７８    領域
２００    基板
２０１    第１のフォトレジスト
２０２    青色の誘電体薄膜
２０３    青色フィルタ領域
３０１    第２のフォトレジスト
３０２    緑色の誘電体薄膜
３０３    緑色フィルタ領域
４０１    第３のフォトレジスト
４０２    赤色の誘電体薄膜
４０３    赤色フィルタ領域
５００    カラーフィルタ基板
５０１    マスク
５０２    坩堝
５０３    ターゲット
５０４    薄膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004287374.tif 000007
【図６】
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【図７】
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