カラーフィルターの製造方法
【課題】イオンアシスト蒸着法に於けるイオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いた多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法である。
【解決手段】イオンアシスト蒸着法による多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることを特徴としたものである。即ち図４のように蒸着粒子がパターン周辺に逃げることがなく、５μｍ角程度の微細パターンの多層干渉型カラーフィルター部（４１）と１０μｍ角程度のパターンの多層干渉膜フィルター部（４４）とともに均一な設定値の膜厚を形成することができるため、大小パターンが混在している多層干渉膜型カラーフィルターの微細パターンに於ける青色シフトを防止したものである。
【解決手段】イオンアシスト蒸着法による多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることを特徴としたものである。即ち図４のように蒸着粒子がパターン周辺に逃げることがなく、５μｍ角程度の微細パターンの多層干渉型カラーフィルター部（４１）と１０μｍ角程度のパターンの多層干渉膜フィルター部（４４）とともに均一な設定値の膜厚を形成することができるため、大小パターンが混在している多層干渉膜型カラーフィルターの微細パターンに於ける青色シフトを防止したものである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微細なパターンに於ける青色変移を防止する多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】易溶解性のフォトレジストパターン膜をリフトオフ材とし、その上にＳｉＯ2−ＳｉＯ2 等の低屈折率物質と高屈折率物質を交互に繰り返し蒸着して、多層干渉膜とし、前記リフトオフ材を溶解することで、そのリフトオフ材の上にある多層膜を除去（リフトオフ）することにより多層干渉膜をパターン化しカラーフィルターとすることが行われている。この多層干渉膜フィルターは、染色法や顔料分散法、印刷法等で得られる有機フィルターに対し、無機物であるため、耐久性（耐熱、耐光、耐薬品）に優れ、また干渉により光を選別するので、透過率が高く、理想的な分光特性が得られる等の特長を有し、その利点を生かした高温下での監視用カメラ、胃カメラ等用の固体撮像素子用分光フィルター、光学センサー用分光フィルター、リニアセンサー等に用途がある。
【０００３】またこの多層膜蒸着法には、イオンアシスト蒸着法が、被蒸着基板の温度が低くてよく、イオンビームの力を借りて成膜速度が制御し易いため、膜物性が良好で安定している等の理由から用いられる。またこの蒸着法でのイオンアシストする不活性ガスとしてアルゴン（Ａｒ）がアシスト効果や低価格等の理由から用いられるのが一般的である。しかし、前記パターン膜の微細化、高精細化にともない、カラーフィルターの分光特性が、青色方向（短波長側）へシフトし、設計通りの分光特性が得られないという問題が生じた。
【０００４】この問題を更に詳しく説明すると、図１に示すようなカラーフイルターのパターン、すなわち１０μｍ角１２と微細パターン５μｍ角１４のように大小パターンが混在しているフィルターにおいて、パターン色シアンの測色結果、図２に示すような分光特性が得られた。この曲線より、微細パターン５μｍ角の分光特性曲線Ａが１０μｍ角の分光特性曲線Ｂに比べ短波長側にすなわち青色方向にシフトしていることが明白でありおおきな問題となっている。またこの曲線から、透過率５０％における波長は、表１のようになり、曲線Ａと曲線Ｂとの差（青色シフト量）は−６．２ｎｍであった。
【０００５】
【表１】
【０００６】更に蒸着膜の状態を示す側断面図（図３）により説明すると、基板３０上にパターン化されたフォトレジスト膜３２の上に、イオンアシスト蒸着法により多層干渉膜３１（フィルター部）、３３（リフトオフ時除去される）が形成される。この際蒸着粒子がパターン周辺に逃げるため、パターン状の多層干渉膜３１の周辺に膜厚が設定値より薄い部分３５ができる。１０μｍ角パターンに比し、５μｍ角パターンにおいては、この薄い部分３５が多く占める。即ち１０μｍ角パターンに比し、５μｍ角パターンの方が設定値の膜厚より全体的に薄くなる。この薄くなることが微細パターンにおいて青色シフトとなるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この問題点に鑑みなされたもので、その課題とするところは、イオンアシスト蒸着法に於けるイオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いた多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題を達成するために、請求項１の発明は、所望パターンのネガパターンに形成されたリフトオフ材を有する基板の全面に、イオンアシスト蒸着法により多層干渉膜を蒸着形成し、リフトオフ材を溶解することでその上に積層された多層干渉膜を除去する多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることとしたものである。即ちイオンアシスト蒸着法に於けるイオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることにより、図４に示すように、蒸着粒子がパターン周辺に逃げることがなく、５μｍ角程度の微細パターンの多層干渉型カラーフィルター部（４１）と１０μｍ角程度のパターンの多層干渉膜型カラーフィルター部（４４）とともに均一な設定値の膜厚を形成することができるため、大小パターンが混在している多層干渉膜型カラーフィルターの微細パターンに於ける青色シフトを防止したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面により以下に詳細に説明する。
【００１０】イオンアシスト蒸着法にて多層干渉膜型カラーフィルターを製造する場合、イオンアシストする不活性ガスとしてアシスト効果や低価格等の理由からアルゴン（Ａｒ）を使用するのが一般的である。しかし図１に示すように、大小パターンが混在しているフィルターにおいては、小パターンの方が多層干渉膜型カラーフィルター部３１（図３）の膜厚が相対的に薄くなる傾向にあった。すなわち小パターンの方が青色にシフトすることになる。従来は小パターンでも１０μｍ角程度なのでこのような問題は無かったが、最近は高精細化の傾向により５μｍ角程度の微細パターンとなっているため、上記のような微細パターンの青色シフトという問題が生ずるようになった。これは、例えば固体撮像素子用カラーフィルターとした場合、シェイディング等の不具合を生ずる。
【００１１】本発明はこれらの問題を解決するために、イオンアシスト源として原子量の大きいキセノン（Ｘｅ）ガスを使用した。これはキセノン（Ｘｅ）の原子量は１３１．３で、アルゴン（Ａｒ）の原子量３９．９５に比べてかなり大きく、イオン銃からのビーム照射エネルギーが大きいことから、蒸着粒子がパターン周辺に逃げる現象が無くなるためであり、パターンの周辺まで均一な多層干渉膜厚が得られるとの考え方に基づいたものである。
【００１２】上記の如き本発明の多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法によれば、大小パターンが混在するカラーフィルターにおいて、５μｍ角程度の小パターンが青色側へのシフトを防止することができ、設定値どうりの分光特性の多層干渉膜型カラーフィルターを得ることができる。
【００１３】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
【００１４】＜実施例１＞固体撮像素子用カラーフィルターの作製を実施例とした。被蒸着基板として、固体撮像素子上の光電変換部の所定域を５μｍ角の開口部（図４R>４に示すフォトレジストを施していない部分４１）と、１０μｍ角の開口部（図４に示すフォトレジストを施していない部分４４）とし、その他を約１．２μｍのフォトレジスト膜４２（図４）で被ったものを使用した。次に実施状態を図５によって説明する。イオンアシスト蒸着装置５００の真空チャンバー５１上方の基板取り付け冶具５２に上記被蒸着基板５８を係止し、真空チャンバー内５１の空気を排気口５７より排気して真空度を３×１０-4Paとし、これに酸素ガスを１０％導入して真空度を３×１０-2Paとした。
【００１５】次いでイオンアシスト源としてキセノン（Ｘｅ）ガスをイオン銃５５から５SCCMの割合で真空チャンバー内５１に導入し、出力電圧５００Ｖでイオンアシスト蒸着を上方基板取り付け冶具５２に係止してある被蒸着基板５８に対して行った。このときの蒸着源として、ＳｉＯ2 ５３とＴｉＯ2 ５４を使用し、電子銃５９による電子ビーム加熱で、シャッター５６を介して交互に蒸発させて蒸着を繰り返し、層数は９層とした。その結果、５μｍ角の開口部及び１０μｍ角の開口部に相当する干渉膜４２、４４（図４）の厚さは、ともに約０．８μｍであった。
【００１６】
【表２】
【００１７】リフトオフ剤にて、フォトレジスト膜４２をリフトオフ（剥離）後得られたパターン色シアン部（図１（１２、１４）参照）の干渉膜の測色結果、その分光特性曲線（図示せず）から、透過率５０％における波長は、表２のようになった。この表より５μｍ角パターンにおける波長は想定設定値（１０μｍ角以上のパターン）に対し−１．１ｎｍという極少の波長シフトしか起こっておらず、大小パターンともに設定通りの分光特性をもった良好なカラーフィルターであった。尚、このように５μｍ角パターンと１０μｍ角パターンの分光特性曲線はほぼ重なり合っていることから、図示することを省略した。またパターン色イエロー部（図１（１６、１８）参照）について、測定結果ほぼ同様な効果が得られた。
【００１８】以上の実施例での測定結果と、従来技術で述べたイオンアシスト源としてアルゴンを使用した場合の測定結果とを比較すると、著しく改善されていることが明白となった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。すなわち、イオンアシスト蒸着法による多層干渉膜型カラーフィルターの製造において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることによって、蒸着粒子がパターン周辺に逃げることがなく、大小パターンが混在する多層干渉膜型カラーフィルターの小（微細）パターンに於けるの青色シフトを防止する効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される大小パターンが混在するカラーフィルターの説明図。
【図２】従来法での多層干渉膜型カラーフィルターのシアン部における分光特性曲線。
【図３】従来法での多層干渉膜型カラーフィルターの側断面図。
【図４】本発明の多層干渉膜型カラーフィルターの側断面図。
【図５】本発明のイオンアシスト蒸着法の態様図。
【符号の説明】
１２‥‥大パターンシアン部
１４‥‥小（微細）パターンシアン部
１６‥‥大パターンイエロー部
１６‥‥小（微細）パターンイエロー部
Ａ‥‥従来法での大パターンシアン部の分光特性曲線
Ｂ‥‥従来法での小（微細）パターンシアン部の分光特性曲線
３０‥‥基板
３１‥‥多層干渉膜（フィルター部）
３２‥‥フォトレジスト
３３‥‥多層干渉膜（リフトオフ時除去）
３４‥‥設定値の膜厚部
３５‥‥設定値より薄い膜厚部
４０‥‥基板
４１‥‥小（微細）パターン多層干渉膜（フィルター部）
４２‥‥フォトレジスト
４３‥‥多層干渉膜（リフトオフ時除去）
４４‥‥大パターン多層干渉膜（フィルター部）
５００‥‥イオンアシスト蒸着装置
５０‥‥膜厚測定モニター部
５１‥‥真空チャンバー
５２‥‥基板取り付け冶具
５３‥‥電子ビーム蒸着源ａ
５４‥‥電子ビーム蒸着源ｂ
５５‥‥イオン銃
５６‥‥シャッター
５７‥‥排気口
５８‥‥被蒸着基板
５９‥‥電子銃
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微細なパターンに於ける青色変移を防止する多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】易溶解性のフォトレジストパターン膜をリフトオフ材とし、その上にＳｉＯ2−ＳｉＯ2 等の低屈折率物質と高屈折率物質を交互に繰り返し蒸着して、多層干渉膜とし、前記リフトオフ材を溶解することで、そのリフトオフ材の上にある多層膜を除去（リフトオフ）することにより多層干渉膜をパターン化しカラーフィルターとすることが行われている。この多層干渉膜フィルターは、染色法や顔料分散法、印刷法等で得られる有機フィルターに対し、無機物であるため、耐久性（耐熱、耐光、耐薬品）に優れ、また干渉により光を選別するので、透過率が高く、理想的な分光特性が得られる等の特長を有し、その利点を生かした高温下での監視用カメラ、胃カメラ等用の固体撮像素子用分光フィルター、光学センサー用分光フィルター、リニアセンサー等に用途がある。
【０００３】またこの多層膜蒸着法には、イオンアシスト蒸着法が、被蒸着基板の温度が低くてよく、イオンビームの力を借りて成膜速度が制御し易いため、膜物性が良好で安定している等の理由から用いられる。またこの蒸着法でのイオンアシストする不活性ガスとしてアルゴン（Ａｒ）がアシスト効果や低価格等の理由から用いられるのが一般的である。しかし、前記パターン膜の微細化、高精細化にともない、カラーフィルターの分光特性が、青色方向（短波長側）へシフトし、設計通りの分光特性が得られないという問題が生じた。
【０００４】この問題を更に詳しく説明すると、図１に示すようなカラーフイルターのパターン、すなわち１０μｍ角１２と微細パターン５μｍ角１４のように大小パターンが混在しているフィルターにおいて、パターン色シアンの測色結果、図２に示すような分光特性が得られた。この曲線より、微細パターン５μｍ角の分光特性曲線Ａが１０μｍ角の分光特性曲線Ｂに比べ短波長側にすなわち青色方向にシフトしていることが明白でありおおきな問題となっている。またこの曲線から、透過率５０％における波長は、表１のようになり、曲線Ａと曲線Ｂとの差（青色シフト量）は−６．２ｎｍであった。
【０００５】
【表１】
【０００６】更に蒸着膜の状態を示す側断面図（図３）により説明すると、基板３０上にパターン化されたフォトレジスト膜３２の上に、イオンアシスト蒸着法により多層干渉膜３１（フィルター部）、３３（リフトオフ時除去される）が形成される。この際蒸着粒子がパターン周辺に逃げるため、パターン状の多層干渉膜３１の周辺に膜厚が設定値より薄い部分３５ができる。１０μｍ角パターンに比し、５μｍ角パターンにおいては、この薄い部分３５が多く占める。即ち１０μｍ角パターンに比し、５μｍ角パターンの方が設定値の膜厚より全体的に薄くなる。この薄くなることが微細パターンにおいて青色シフトとなるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この問題点に鑑みなされたもので、その課題とするところは、イオンアシスト蒸着法に於けるイオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いた多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題を達成するために、請求項１の発明は、所望パターンのネガパターンに形成されたリフトオフ材を有する基板の全面に、イオンアシスト蒸着法により多層干渉膜を蒸着形成し、リフトオフ材を溶解することでその上に積層された多層干渉膜を除去する多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることとしたものである。即ちイオンアシスト蒸着法に於けるイオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることにより、図４に示すように、蒸着粒子がパターン周辺に逃げることがなく、５μｍ角程度の微細パターンの多層干渉型カラーフィルター部（４１）と１０μｍ角程度のパターンの多層干渉膜型カラーフィルター部（４４）とともに均一な設定値の膜厚を形成することができるため、大小パターンが混在している多層干渉膜型カラーフィルターの微細パターンに於ける青色シフトを防止したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面により以下に詳細に説明する。
【００１０】イオンアシスト蒸着法にて多層干渉膜型カラーフィルターを製造する場合、イオンアシストする不活性ガスとしてアシスト効果や低価格等の理由からアルゴン（Ａｒ）を使用するのが一般的である。しかし図１に示すように、大小パターンが混在しているフィルターにおいては、小パターンの方が多層干渉膜型カラーフィルター部３１（図３）の膜厚が相対的に薄くなる傾向にあった。すなわち小パターンの方が青色にシフトすることになる。従来は小パターンでも１０μｍ角程度なのでこのような問題は無かったが、最近は高精細化の傾向により５μｍ角程度の微細パターンとなっているため、上記のような微細パターンの青色シフトという問題が生ずるようになった。これは、例えば固体撮像素子用カラーフィルターとした場合、シェイディング等の不具合を生ずる。
【００１１】本発明はこれらの問題を解決するために、イオンアシスト源として原子量の大きいキセノン（Ｘｅ）ガスを使用した。これはキセノン（Ｘｅ）の原子量は１３１．３で、アルゴン（Ａｒ）の原子量３９．９５に比べてかなり大きく、イオン銃からのビーム照射エネルギーが大きいことから、蒸着粒子がパターン周辺に逃げる現象が無くなるためであり、パターンの周辺まで均一な多層干渉膜厚が得られるとの考え方に基づいたものである。
【００１２】上記の如き本発明の多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法によれば、大小パターンが混在するカラーフィルターにおいて、５μｍ角程度の小パターンが青色側へのシフトを防止することができ、設定値どうりの分光特性の多層干渉膜型カラーフィルターを得ることができる。
【００１３】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。
【００１４】＜実施例１＞固体撮像素子用カラーフィルターの作製を実施例とした。被蒸着基板として、固体撮像素子上の光電変換部の所定域を５μｍ角の開口部（図４R>４に示すフォトレジストを施していない部分４１）と、１０μｍ角の開口部（図４に示すフォトレジストを施していない部分４４）とし、その他を約１．２μｍのフォトレジスト膜４２（図４）で被ったものを使用した。次に実施状態を図５によって説明する。イオンアシスト蒸着装置５００の真空チャンバー５１上方の基板取り付け冶具５２に上記被蒸着基板５８を係止し、真空チャンバー内５１の空気を排気口５７より排気して真空度を３×１０-4Paとし、これに酸素ガスを１０％導入して真空度を３×１０-2Paとした。
【００１５】次いでイオンアシスト源としてキセノン（Ｘｅ）ガスをイオン銃５５から５SCCMの割合で真空チャンバー内５１に導入し、出力電圧５００Ｖでイオンアシスト蒸着を上方基板取り付け冶具５２に係止してある被蒸着基板５８に対して行った。このときの蒸着源として、ＳｉＯ2 ５３とＴｉＯ2 ５４を使用し、電子銃５９による電子ビーム加熱で、シャッター５６を介して交互に蒸発させて蒸着を繰り返し、層数は９層とした。その結果、５μｍ角の開口部及び１０μｍ角の開口部に相当する干渉膜４２、４４（図４）の厚さは、ともに約０．８μｍであった。
【００１６】
【表２】
【００１７】リフトオフ剤にて、フォトレジスト膜４２をリフトオフ（剥離）後得られたパターン色シアン部（図１（１２、１４）参照）の干渉膜の測色結果、その分光特性曲線（図示せず）から、透過率５０％における波長は、表２のようになった。この表より５μｍ角パターンにおける波長は想定設定値（１０μｍ角以上のパターン）に対し−１．１ｎｍという極少の波長シフトしか起こっておらず、大小パターンともに設定通りの分光特性をもった良好なカラーフィルターであった。尚、このように５μｍ角パターンと１０μｍ角パターンの分光特性曲線はほぼ重なり合っていることから、図示することを省略した。またパターン色イエロー部（図１（１６、１８）参照）について、測定結果ほぼ同様な効果が得られた。
【００１８】以上の実施例での測定結果と、従来技術で述べたイオンアシスト源としてアルゴンを使用した場合の測定結果とを比較すると、著しく改善されていることが明白となった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。すなわち、イオンアシスト蒸着法による多層干渉膜型カラーフィルターの製造において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることによって、蒸着粒子がパターン周辺に逃げることがなく、大小パターンが混在する多層干渉膜型カラーフィルターの小（微細）パターンに於けるの青色シフトを防止する効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される大小パターンが混在するカラーフィルターの説明図。
【図２】従来法での多層干渉膜型カラーフィルターのシアン部における分光特性曲線。
【図３】従来法での多層干渉膜型カラーフィルターの側断面図。
【図４】本発明の多層干渉膜型カラーフィルターの側断面図。
【図５】本発明のイオンアシスト蒸着法の態様図。
【符号の説明】
１２‥‥大パターンシアン部
１４‥‥小（微細）パターンシアン部
１６‥‥大パターンイエロー部
１６‥‥小（微細）パターンイエロー部
Ａ‥‥従来法での大パターンシアン部の分光特性曲線
Ｂ‥‥従来法での小（微細）パターンシアン部の分光特性曲線
３０‥‥基板
３１‥‥多層干渉膜（フィルター部）
３２‥‥フォトレジスト
３３‥‥多層干渉膜（リフトオフ時除去）
３４‥‥設定値の膜厚部
３５‥‥設定値より薄い膜厚部
４０‥‥基板
４１‥‥小（微細）パターン多層干渉膜（フィルター部）
４２‥‥フォトレジスト
４３‥‥多層干渉膜（リフトオフ時除去）
４４‥‥大パターン多層干渉膜（フィルター部）
５００‥‥イオンアシスト蒸着装置
５０‥‥膜厚測定モニター部
５１‥‥真空チャンバー
５２‥‥基板取り付け冶具
５３‥‥電子ビーム蒸着源ａ
５４‥‥電子ビーム蒸着源ｂ
５５‥‥イオン銃
５６‥‥シャッター
５７‥‥排気口
５８‥‥被蒸着基板
５９‥‥電子銃
【特許請求の範囲】
【請求項１】所望パターンのネガパターンに形成されたリフトオフ材を有する基板の全面に、イオンアシスト蒸着法により多層干渉膜を蒸着形成し、リフトオフ材を溶解することでその上に積層された多層干渉膜を除去する多層干渉膜フィルターの製造方法において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることを特徴とする多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法。
【請求項１】所望パターンのネガパターンに形成されたリフトオフ材を有する基板の全面に、イオンアシスト蒸着法により多層干渉膜を蒸着形成し、リフトオフ材を溶解することでその上に積層された多層干渉膜を除去する多層干渉膜フィルターの製造方法において、イオンアシストする不活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いることを特徴とする多層干渉膜型カラーフィルターの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開平９−３１８８０８
【公開日】平成９年（１９９７）１２月１２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−１３５２９３
【出願日】平成８年（１９９６）５月２９日
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【公開日】平成９年（１９９７）１２月１２日
【国際特許分類】
【出願日】平成８年（１９９６）５月２９日
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
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