JP2001228622A - 感光性着色顔料レジストの管理方法 - Google Patents

感光性着色顔料レジストの管理方法

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JP2001228622A
JP2001228622A JP2000035104A JP2000035104A JP2001228622A JP 2001228622 A JP2001228622 A JP 2001228622A JP 2000035104 A JP2000035104 A JP 2000035104A JP 2000035104 A JP2000035104 A JP 2000035104A JP 2001228622 A JP2001228622 A JP 2001228622A
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Shunji Horiuchi
俊二 堀内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光性着色顔料レジスト中の顔料の粒径を有
効に管理でき、カラーフィルタに起因する黒欠陥や感度
ムラを未然に防止する。 【解決手段】 基板上に感光性着色顔料レジストを一定
膜厚で塗布し、ベーク処理を行い、試験サンプルを作成
する。次に、この試験サンプルを光学顕微鏡によって観
察し、この光学顕微鏡によって観察した観察画像を、C
CDカメラ等の撮像素子により撮像し、サンプル画像を
生成する。次に、撮像素子等によって取り込んだサンプ
ル画像(濃淡画像)を画像処理することにより、2値画
像に変換する。そして、この2値化画像に含まれる粗大
粒子の個数を算出する。これにより、感光性着色顔料レ
ジストに含まれる顔料の粗大粒子の程度を容易に知るこ
とができ、このデータを感光性着色顔料レジストの管理
に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、感光性着色顔料レ
ジストの粗大粒子個数を管理するための管理方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、カラービデオカメラやカラー
スチルカメラに使用される固体撮像装置、あるいは各種
の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、色相の
異なる2種または3種以上の色に着色された極めて微細
な領域を有するフィルタ膜を、固体撮像素子あるいは液
晶表示装置の透明基板上に設けることによって形成され
ている。このようなカラーフィルタを製造する方法とし
ては、カゼインやゼラチンなどの有機膜を染色する染色
法や、所定粒径分布を有する顔料や不溶性染料を樹脂中
に分散させた感光性樹脂組成物を用いてフォトリソグラ
フィ法によって複数色の着色画素を順次繰り返し形成す
るカラーレジスト法が用いられる。そして、近年では、
耐光性、耐熱性の特性向上の観点から、染色法に代わっ
て感光性着色顔料レジストを用いたカラーフィルタが増
加している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光性
着色顔料レジストを用いたカラーフィルタでは、例えば
固体撮像素子に小型化、多画素化が急速に進み、カラー
フィルタパターンが微細化されるにあたって、カラーフ
ィルタに起因する黒欠陥や感度ムラが問題となってい
る。このカラーフィルタに起因する黒欠陥や感度ムラ
は、感光性着色顔料レジスト中の異物や粗大な顔料粒子
や2次凝集した粒子が固体撮像素子の受光部への入射光
を遮ることにより、感度低下が発生するために起こるこ
とが判明している。
【0004】そこで、感光性着色顔料レジスト中の顔料
の粒径管理及び大粒子の個数管理が必要となってきてい
る。しかし、これまでの管理方法としては、例えばレー
ザスキャンやKLAのような非破壊表面検査方法を用い
たものが知られているが、感光性着色顔料分散液の検査
を行う場合、基板上に塗布した着色膜が光を吸収してし
まうことによる光検出力の低下や、表面の凹凸が荒いこ
とに伴う感度調整の困難性があり、わずかな変化に対応
できないという問題があった。
【0005】そこで本発明の目的は、感光性着色顔料レ
ジスト中の顔料の粒径を有効に管理でき、カラーフィル
タに起因する黒欠陥や感度ムラを未然に防止することが
できる感光性着色顔料レジストの管理方法を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、基板上に感光性着色顔料レジストを一定膜厚
で塗布し、ベーク処理を行い、試験サンプルを作成する
サンプル作成工程と、前記試験サンプルを光学顕微鏡に
よって観察し、その観察画像を撮像してサンプル画像を
生成するサンプル画像生成工程と、前記サンプル画像を
画像処理することにより、前記サンプルに含まれる粗大
粒子の個数を算出する粗大粒子算出工程とを有し、前記
粗大粒子算出工程によって算出された粗大粒子の個数に
基づいて、感光性着色顔料レジストの管理を行うように
したことを特徴とする。
【0007】本発明の感光性着色顔料レジストの管理方
法において、まず、サンプル作成工程では、基板上に感
光性着色顔料レジストを一定膜厚で塗布し、十分な温度
でベーク処理を行い、試験サンプルを作成する。次に、
サンプル画像生成工程では、試験サンプルを光学顕微鏡
によって観察し、その観察画像を撮像してサンプル画像
を生成する。そして、粗大粒子算出工程と、サンプル画
像を画像処理することにより、サンプルに含まれる粗大
粒子の個数を算出する。そして、このような粗大粒子算
出工程によって算出された粗大粒子の個数に基づいて、
感光性着色顔料レジストの管理を行い、顔料の粗大粒子
の程度が基準値以上に多い感光性着色顔料レジストにつ
いては不良として取り扱う。これにより、感光性着色顔
料レジスト中の顔料の粒径を有効に管理でき、カラーフ
ィルタに起因する黒欠陥や感度ムラを未然に防止するこ
とができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明による感光性着色顔
料レジストの管理方法の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態による感光性着色顔料レジ
ストの管理方法の作業手順を示すフローチャートであ
る。本形態の管理方法は、固体撮像装置や液晶表示装置
等のカラーフィルタに用いられる感光性着色顔料レジス
トの顔料の粒子径、粗大粒子の個数管理をするための方
法を提供するものである。
【0009】図1において、ステップS1、S2は、基
板上に感光性着色顔料レジストを一定膜厚で塗布し、ベ
ーク処理を行い、試験サンプルを作成するサンプル作成
工程を示している。まず、図1のステップS1において
は、基板上に感光性着色顔料レジストを一定膜厚で塗布
する作業を行う。本例で用いる基板としては、ウェーハ
状のシリコン(Si)基板やガラス基板を用いるものと
する。また、感光性着色顔料レジストの塗布は、スピン
コーティングによって行う。すなわち、基板をスピナー
によって回転させるとともに、感光性着色顔料を混入し
たレジスト液を基板面の中心部に滴下して塗布する。ま
た、感光性着色顔料レジストの膜厚としては、例えば約
1μmから2μmまでの膜厚になるように塗布する。
【0010】このように感光性着色顔料レジストの膜厚
を約1μm〜2μmとする理由としては、感光性着色顔
料レジストの膜厚により後述する感光性着色顔料の粗大
粒子個数の検出感度が変わることを考慮したためであ
る。すなわち、後述するレジスト膜の観察作業では、基
板にシリコン基板を用いた場合に基板の反射による明視
野観察を行うことが可能であり、また、基板にガラス基
板を用いた場合にはガラス基板の透過による明視野観察
を行うことになるが、このような明視野観察を行う場
合、レジストの膜厚が厚い程、観察体積が増えるために
粒子の検出個数が多くなる。一方、基板にシリコン基板
を用いた場合には反射による微分干渉観察を行うことも
可能であるが、この場合には、膜厚が厚いと粒子が膜中
に埋もれてしまうため、レジストの膜厚の薄い方が粒子
の検出個数が多くなる。そこで、このような観察方法に
応じて、適正な個数検出を行うのに最適な膜厚を選択し
て感光性着色顔料レジストの塗布作業を行うことが好ま
しい。
【0011】次に、図1のステップS2においては、上
述のようにして感光性着色顔料レジストを塗布した基板
に対し、べーク処理作業を行う。本例においては、例え
ば200°Cで10分間のベーク処理を行う。ここで、
べーク温度が低い(例えば120°C以下)場合には、
後述する顕微鏡観察時に感光してしまい、検出個数がば
らつくとともに、べーク温度により表面のざらつきが変
化し、ざらつきが大きい場合には、後述する画像処理を
行った際にノイズが増えてしまう。そこで、十分なべー
ク温度(例えば200°C以上)で行うことにより、ノ
イズの少ない安定した処理を行えるようにする。
【0012】次に、図1のステップS3は、上述した感
光性着色顔料レジストの塗布とべーク処理によって作成
した試験サンプルを光学顕微鏡によって観察し、その観
察画像を撮像してサンプル画像を生成するサンプル画像
生成工程を示している。まず、試験サンプルを光学顕微
鏡によって観察する方法としては、例えば通常の観察方
法である明視野観察、または横シャー干渉計を用いた微
分干渉観察を用いる。そして、基板にシリコン基板を用
いた場合には、基板の反射による明視野観察、または、
微分干渉観察を行うことが好ましい。また、基板にガラ
ス基板を用いた場合には、ガラス基板の透過による明視
野観察を行うことが好ましい。
【0013】この観察方法の選択は、感光性着色顔料レ
ジスト中の顔料の分散状態によって変わるものである。
すなわち、細かい粒子の検出感度が良い順に、透過によ
る明視野観察≧反射による微分干渉観察≧反射による明
視野観察となる。したがって、顔料粒子の検出感度を高
くしたい場合には、この順番で観察方法を選択する。一
方、検出感度が高いとノイズ成分が多くなるために、感
光性着色顔料レジスト中の顔料の粒子径が大きく、粒子
個数が多い場合は、検出感度が低い反射による明視野観
察が好ましい。また、観察倍率についても同様であり、
倍率が高いと検出感度は高くなるが、ノイズが増えるた
め、感光性着色顔料レジスト中における顔料の分散状態
によって最適条件を決めるものとする。そして、このよ
うな光学顕微鏡によって観察した観察画像を、CCDカ
メラ等の撮像素子により撮像し、サンプル画像を生成す
る。
【0014】次に、図1のステップS4〜S6は、撮像
素子等によって取り込んだサンプル画像を画像処理する
ことにより、試験サンプルに含まれる粗大粒子の個数を
算出する粗大粒子算出工程を示している。まず、ステッ
プS4においては、上述したステップS3で得られるサ
ンプル画像は濃淡画像であり、この濃淡画像を画像処理
ソフトウェアを用いて2値画像に変換する。そして、ス
テップS5においては、この2値画像から感光性着色顔
料の粒径分布、及び粒子個数を算出する。ここで用いる
画像処理ソフトウェアとしては、例えば東洋紡社製の
「Image Analyzer V20」または、旭
エンジニアリング社製の「V20IP−500PC」を
用いる。また、例えば、ニレコ社製「ルーゼックスF
S」等の画像2値化装置を使用し、画像の2値化処理を
行う。そして、ステップS6では、顔料の粒径分布や粒
子個数の計算結果を所定の形式により例えばモニタ表示
等により出力する。
【0015】次に、東洋紡社製の「Image Ana
lyzer V20」を使用した際の画像処理の実施例
について説明する。 (a)まず、画像処理を行う部分の領域を設定する。 (b)次に、(a)で設定された領域の画像に対し、デ
ジタルフィルタを通して赤成分、緑成分、青成分に色抽
出する。ここで、各色成分画像をモニタに表示して目視
の判定により、最も濃淡がはっきり出る色成分を選択す
る。 (c)次に、(b)で選択した最も濃淡がはっきり出る
色成分の濃淡画像に対し、東洋紡社により提供される規
格であるTOKS法2によって2値化処理を行う。ま
た、この2値化処理の際に、管理したい粒子径とそれ以
外のノイズとを分離するために、2値化画像の鮮明度
(解像度)を適宜に設定する。 (d)次に、(c)で2値化した画像を円相当径計測
(面積から計算)し、粒子の大きさ及び個数を例えば表
示出力する。
【0016】以上のようにして、試験サンプルの感光性
着色顔料レジストに含まれる顔料の粗大粒子の程度(大
きさ、分布の程度や個数)を容易に知ることができ、こ
のデータを感光性着色顔料レジストの管理に用い、例え
ばカラーフィルタを製造する場合に、適切な感光性着色
顔料レジストか否かを判定する際の参考とする。これに
より、不適切な感光性着色顔料レジストを用いたカラー
フィルタによる黒欠陥や感度ムラの発生を未然に防止す
ることが可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明の感光性着色
顔料レジストの管理方法では、基板上に感光性着色顔料
レジストを一定膜厚で塗布してベーク処理を行うことに
より作成した試験サンプルを光学顕微鏡によって観察
し、その観察画像を撮像して画像処理することにより、
サンプルに含まれる顔料の粗大粒子の個数を算出し、こ
の算出された粗大粒子の個数に基づいて、感光性着色顔
料レジストの管理を行うようにした。このため、感光性
着色顔料レジストの粒子径の管理、及び粗大粒子径個数
の定量化管理を簡易に行うことができるので、感光性着
色顔料レジスト中の顔料の粒径を有効に管理でき、カラ
ーフィルタに起因する黒欠陥や感度ムラを未然に防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による感光性着色顔料レジ
ストの管理方法の作業手順を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
S1……レジスト塗布処理、S2……べーク処理、S3
……撮像処理、S4……画像処理、S5……算出処理、
S6……算出結果表示。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に感光性着色顔料レジストを一定
    膜厚で塗布し、ベーク処理を行い、試験サンプルを作成
    するサンプル作成工程と、 前記試験サンプルを光学顕微鏡によって観察し、その観
    察画像を撮像してサンプル画像を生成するサンプル画像
    生成工程と、 前記サンプル画像を画像処理することにより、前記サン
    プルに含まれる粗大粒子の個数を算出する粗大粒子算出
    工程とを有し、 前記粗大粒子算出工程によって算出された粗大粒子の個
    数に基づいて、感光性着色顔料レジストの管理を行うよ
    うにした、 ことを特徴とする感光性着色顔料レジストの管理方法。
  2. 【請求項2】 前記サンプル画像は濃淡画像であり、前
    記画像処理は、前記濃淡画像を2値画像に交換するもの
    であることを特徴とする請求項1記載の感光性着色顔料
    レジストの管理方法。
  3. 【請求項3】 前記濃淡画像は、前記サンプル画像から
    複数の色成分を抽出し、最も濃淡の明瞭な色成分を選択
    して画像処理に用いることを特徴とする請求項2記載の
    感光性着色顔料レジストの管理方法。
  4. 【請求項4】 前記試験サンプルの観察は明視野法を用
    いて行うことを特徴とする請求項1記載の感光性着色顔
    料レジストの管理方法。
  5. 【請求項5】 前記試験サンプルの観察は微分干渉法を
    用いて行うことを特徴とする請求項1記載の感光性着色
    顔料レジストの管理方法。
  6. 【請求項6】 前記基板にはシリコン基板を用いること
    を特徴とする請求項1記載の感光性着色顔料レジストの
    管理方法。
  7. 【請求項7】 前記試験サンプルの観察は、前記シリコ
    ン基板の感光性着色顔料レジストを塗布した面から反射
    法により行うことを特徴とする請求項6記載の感光性着
    色顔料レジストの管理方法。
  8. 【請求項8】 前記基板にはガラス基板を用いることを
    特徴とする請求項1記載の感光性着色顔料レジストの管
    理方法。
  9. 【請求項9】 前記試験サンプルの観察は、前記ガラス
    基板の感光性着色顔料レジストを塗布した面と反対側の
    面から透過法により行うことを特徴とする請求項8記載
    の感光性着色顔料レジストの管理方法。
  10. 【請求項10】 前記感光性着色顔料レジストの塗布は
    スピンコーティングによって行うことを特徴とする請求
    項1記載の感光性着色顔料レジストの管理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107527365A (zh) * 2017-08-18 2017-12-29 郑州云海信息技术有限公司 一种动态计算类圆物体形态学直径的方法及装置
KR20190006508A (ko) 2016-05-10 2019-01-18 가부시키가이샤 스미카 분세키 센터 유기 전자 소자의 검사 방법 및 분석 방법, 그리고 그 이용

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