JP2009229761A - 着色硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】着色剤と、重合性モノマーと、オキシム系重合開始剤と、アミノアルキルフェノン系重合開始剤とを含有する着色硬化性組成物。
【選択図】なし
Description
<1> 着色剤と、重合性化合物と、オキシム系重合開始剤と、アミノアルキルフェノン系重合開始剤とを含有する着色硬化性組成物である。
<2> 厚み0.8μmの膜としたときの波長365nmの光透過率が8%以下であることを特徴とする前記<1>に記載の着色硬化性組成物である。
<3> 前記着色剤が、ピグメント・ブルー15:6とピグメント・バイオレット23とを含むことを特徴とする前記<1>又は前記<2>に記載の着色硬化性組成物である。
<5> 前記オキシム系重合開始剤の少なくとも1種が、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンであり、前記アミノアルキルフェノン系重合開始剤の少なくとも1種が、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オンであることを特徴とする前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載の着色硬化性組成物である。
<7> 前記<1>〜前記<5>のいずれか1つに記載の着色硬化性組成物を支持体上に塗布後、塗布形成された塗布膜をマスクを通して露光し、現像してパターンを形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法である。
<8> 前記<6>に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子である。
本発明によれば、精細でパターン形状(特に固体撮像素子の場合はパターンの矩形性)の良好なカラーフィルタ及びその製造方法を提供することができる。更に、
本発明によれば、色再現性に優れた固体撮像素子を提供することができる。
本発明の着色硬化性組成物は、着色剤と、重合性化合物と、オキシム系重合開始剤と、アミノアルキルフェノン系重合開始剤とを含んでなり、必要に応じて、オキシム系及びアミノアルキルフェノン系以外の重合開始剤や樹脂成分など他の成分を用いて構成することができる。
本発明の着色硬化性組成物は、着色剤の少なくとも一種を含有する。着色剤を含有することにより着色されたパターンを形成することができる。
顔料の粒子サイズとしては、着色硬化性組成物が好適に適用されるカラーフィルタを高透過率に構成する等を考慮すると、有機顔料が好ましく、また、なるべく粒子サイズの小さいものが好ましい。着色硬化性組成物のハンドリング性の観点からは、顔料の平均1次粒子径が100nm以下の顔料が好ましく、30nm以下の顔料がより好ましく、5〜25nmの顔料が最も好ましい。顔料の平均1次粒子径が前記範囲内であると、透過率が高く、色特性が良好であると共に、高いコントラストのカラーフィルタを形成できる。この平均一次粒子径は、SEMあるいはTEMで観察し、粒子が凝集していない部分で粒子サイズを100個計測し、平均値を算出することによって求められる。
C.I.Pigment Red 1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,52:1,52:2,53:1,57:1,60:1,63:1,66,67,81:1,81:2,81:3,83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184,185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279;
C.I. Pigment Green 7,10,36,37;
C.I.Pigment Blue 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,79のCl置換基をOHに変更したもの,80;
C.I.Pigment Violet 1,19,23,27,32,37,42,
C.I.Pigment Brown 25,28;
C.I.Pigment Black 1,7;
等を挙げることができる。
C.I.Pigment Yellow 11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185,
C.I.Pigment Orange 36,71,
C.I.Pigment Red 122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264,
C.I.Pigment Violet 19,23,32,
C.I.Pigment Blue 15:1,15:3,15:6,16,22,60,66,
C.I.Pigment Green 7,36,37;
C.I.Pigment Black 1,7
例えば、赤色用の顔料として、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料の単独、又はこれらの少なくとも1種と、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、ペリレン系赤色顔料、アントラキノン系赤色顔料、もしくはジケトピロロピロール系赤色顔料との混合などを用いることができる。例えば、アントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメント・レッド177が挙げられ、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメント・レッド155、C.I.ピグメント・レッド224が挙げられ、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメント・レッド254が挙げられ、色再現性の点で、C.I.ピグメント・イエロー83、C.I.ピグメント・イエロー139、又はC.I.ピグメント・レッド177との混合が好ましい。また、赤色用の顔料と他顔料との質量比は、100:5〜100:80が好ましい。100:5以上であると400nm〜500nmの光透過率が抑えられ、色純度を上げることができ、100:80以下であると発色力に優れる。中でも、該質量比は、100:10〜100:65の範囲が適当である。なお、赤色顔料同士を組み合わせる場合は、色度に併せて調整することができる。
カーボンブラックとチタンブラックとの質量比としては、100:0〜100:60の範囲が好ましい。100:60以下であると、分散安定性が良好である。
したがって、露光時の光透過率、特に波長365nmの膜中の光透過率が小さくなる(好ましくは、成膜したときの膜厚0.8μmに対する光透過率が8%以下になる)場合に、本発明の効果が高く、膜表面の重合のみならず、膜表面から膜深部(すなわち基板近傍)に至る膜全体の重合開始効率がより一層高くなる観点から、本発明における着色剤としては、青色用の顔料が好ましく、ピグメント・ブルー15:6とピグメント・バイオレット23とを少なくとも含む顔料組成である場合がより好ましい。更に好ましくは、主成分としてピグメント・ブルー15:6及びピグメント・バイオレット23を含む顔料組成の着色剤である。主成分とは、着色剤全量の50質量%以上である場合をいう。
このような顔料組成の着色剤で構成された場合に本発明の効果がより奏され、より良好な線幅感度と広いDOFマージン(深い焦点深度)が得られ、より精細でパターン形状(特に固体撮像素子の場合はパターンの矩形性)が良好になると共に、現像後のパターン膜(例えばカラーフィルタ)の支持体との密着性も特に向上する。
本発明の着色硬化性組成物は、重合性化合物の少なくとも一種を含有する。重合性化合物を含有することにより、所望のパターンに重合硬化させて硬化パターンを得ることができる。
多官能モノマーの中でも、特に、重合反応性が良好な点で、極性基を有する3官能以上の多官能モノマーが好ましく、更には、下記一般式(i)又は(ii)で表される重合性モノマーが好ましい。
なお、本明細書中において、(メタ)アクリロイルは、アクリロイル及びメタクリロイルの両方を含み、(メタ)アクリルはアクリル及びメタクリルの両方を含むものである。
前記一般式(i)又は一般式(ii)中の−((CH2)yCH2O)−又は−((CH2)yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
本発明の着色硬化性組成物は、オキシム系重合開始剤の少なくとも一種を含有する。オキシム系重合開始剤としては、例えば、特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報等に記載のオキシム系開始剤などの公知の開始剤の中から適宜選択して用いることができる。
下記の構造中、Y、X、及びnは、それぞれ、後述する一般式(2)におけるY、X、及びnと同義であり、好ましい例も同様である。
これらの基に導入しうる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
中でも、Aとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
具体的には、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が挙げられる。中でも、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換又は無置換のフェニル基が好ましい。
また、一般式(2)におけるnは0〜5の整数を表すが、0〜2の整数が好ましい。
このように、前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、従来の他のオキシム系の化合物に比して、長波長領域に吸収を有する。したがって、365nmや405nmの光源で露光した際に、優れた感度を示すことになる。
ここで、前記一般式(1)で表されるオキシム化合物のモル吸光係数は、紫外可視分光光度計(Varian社製、Carry-5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用いて0.01g/Lの濃度で測定される。
オキシム化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の着色硬化性組成物は、アミノアルキルフェノン系重合開始剤の少なくとも一種を含有する。α−アミノアルキルフェノン系重合開始剤としては、下記一般式(A)で表される化合物を挙げることができる。
また、R6の「水酸基及び炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基の群から選ばれる置換基で置換された炭素数1〜12の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」において、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基としては、例えば、前記R4、R5、R7及びR8の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基について例示した基と同様のものが挙げられる。R6の「置換された炭素数1〜12の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」に対する置換基としては、例えば、水酸基、メトキシ基等が好ましい。R6の「置換される炭素数1〜12の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」としては、例えば、前記R4、R5、R7及びR8の炭素数1〜12の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」について例示した基と同様のものを挙げることができる。R6の「置換された炭素数1〜12の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基」において、置換基は1種以上あるいは1個以上存在することができる。
中でも、前記同様の理由から、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オンが好ましい。
(a)前記オキシム系重合開始剤が、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、又は前記一般式(1)で表される化合物であって、前記アミノアルキルフェノン系重合開始剤が、前記一般式(A)で表される化合物〔但し、R1はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基であって、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基であって、R3はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基であって、R4は水素原子、メチル基、エチル基であって、R5は水素原子、メチル基、エチル基であって、R7は水素原子、メチル基、エチル基であって、R8は水素原子、メチル基、エチル基であって、R6はメチル基、エチル基である。〕である形態、
(b)前記オキシム系重合開始剤が、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、又は前記一般式(1)で表される化合物であって、前記アミノアルキルフェノン系重合開始剤が、前記一般式(A)で表される化合物〔但し、R1はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基であって、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基であって、R3はメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基であって、R4は水素原子、メチル基、エチル基であって、R5は水素原子、メチル基、エチル基であって、R7は水素原子、メチル基、エチル基であって、R8は水素原子、メチル基、エチル基であって、R6はメチル基、エチル基である。〕である形態、
(c)前記オキシム系重合開始剤が、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、又は前記一般式(1)で表される化合物であって、前記アミノアルキルフェノン系重合開始剤が、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オンである形態、
が好ましく、中でも、特に好ましくは、
(d)前記オキシム系重合開始剤の1種が1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンであって、前記アミノアルキルフェノン系開始剤の1種が2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オンである形態である。
具体的な例として、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、9−フルオレノン、2−クロロ−9−フルオレノン、2−メチル−9−フルオレノン、9−アントロン、2−ブロモ−9−アントロン、2−エチル−9−アントロン、9,10−アントラキノン、2−エチル−9,10−アントラキノン、2−t−ブチル−9,10−アントラキノン、2,6−ジクロロ−9,10−アントラキノン、キサントン、2−メチルキサントン、2−メトキシキサントン、2−エトキシキサントン、チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、アクリドン、10−ブチル−2−クロロアクリドン、ベンジル、ジベンザルアセトン、p−(ジメチルアミノ)フェニルスチリルケトン、p−(ジメチルアミノ)フェニル−p−メチルスチリルケトン、ベンゾフェノン、p−(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(またはミヒラーケトン)、p−(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾアントロン等や特公昭51−48516号公報記載のベンゾチアゾール系化合物等や、チヌビン1130、同400等が挙げられる。
本発明の着色硬化性組成物には、必要に応じて上記成分以外の他の成分を含有してもよい。例えば、本発明の着色硬化性組成物は、樹脂を含有してもよい。樹脂としては、ベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸共重合体、ベンジルメタアクリレート/アクリル酸共重合体、ベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸共重合体/及び他のモノマーとの多元共重合体等の公知の樹脂を用いることができる。本発明の着色硬化性組成物が樹脂を含有する場合、樹脂の含有量は重合性化合物の全量に対して0.1〜2.0質量%が好ましく、0.3〜1.0質量%がより好ましい。
また、本発明の着色硬化性組成物は、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン等の公知の溶剤を用いることができる。
更には、他の添加剤として、p−メトキシフェノール、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等の密着促進剤、アニオン、カチオン、ノニオン系の界面活性剤等の公知の添加剤を含有することができる。
本発明の着色硬化性組成物は、着色パターンが微少サイズで薄膜に形成され、しかも良好な矩形の断面プロファイルが要求される固体撮像素子用のカラーフィルタの形成に特に好適である。具体的には、カラーフィルタを構成する画素パターンサイズ(基板法線方向からみた画素パターンの辺長)が2μm以下である場合(例えば0.5〜2.0μm)は、着色剤量が増大したり色相が青色系である等により、線幅感度が悪くなり、DOFマージンが狭くなる結果、パターン形成性が損なわれやすい。これは、特に画素パターンサイズが1.0〜1.7μm(更に1.2〜1.5μm)の場合に顕著になる。また、厚み1μm以下の薄膜である場合、着色剤を除くフォトリソ性に寄与する成分の膜中の量が相対的に減少し、着色剤量の増大で他成分の量は更に減少して、低感度化し、低露光量領域ではパターンが剥離しやすくなり、前記同様にポストベーク等の熱処理で熱ダレを起こし易い。これは、特に膜厚が0.005μm〜0.9μm(更に0.1μm〜0.7μm)の場合に顕著になる。
このような固体撮像素子用のカラーフィルタを形成する場合において、特に本発明の着色硬化性組成物を用いることにより、パターン形成性が効果的に改善され、熱ダレによる順テーパー化が抑えられ、矩形に近いパターンが得られる。更には、高感度が得られると共に、形成されたパターンの基板等との密着性も向上し、剥がれの発生、ひいては画像欠陥の発生が防止される。
次に、本発明のカラーフィルタについて、その製造方法を通じて詳述する。
本発明のカラーフィルタは、既述の本発明の着色硬化性組成物を用いて作製されたものであり、本発明の着色硬化性組成物を用いた方法であれば特に制限はない。好ましくは、既述の本発明の着色硬化性組成物を支持体上に塗布後、塗布形成された塗布膜をマスクを通して露光し、現像してパターンを形成する工程(以下、「パターン形成工程」ともいう。)を有する方法(本発明のカラーフィルタの製造方法)により作製される。
また、ステッパー露光に用いる露光装置としては、例えば、i線ステッパー(商品名:FPA−3000i5+、キャノン(株)製)等を用いることができる。
また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合は、一般に、現像後水で洗浄する。
本発明の固体撮像素子は、本発明の着色硬化性組成物が用いられて密着性及び矩形性や線幅等の形状に優れたパターンを有するカラーフィルタを設けて構成されたものである。本発明の固体撮像素子は、既述の本発明のカラーフィルタを備えるので、優れた色再現性を有する。
支持体上に、CCDイメージセンサー(固体撮像素子)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有し、前記フォトダイオード及び前記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面及びフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、前記デバイス保護膜上に、本発明のカラーフィルタを有する構成である。
さらに、前記デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(支持体に近い側)に集光手段(例えばマイクロレンズ等。以下同様。)を有する構成や、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。
<平坦化膜付きウエハの作製>
(1)平坦化膜用レジスト液の調製
下記組成の成分を混合して撹拌機で撹拌し、平坦化膜用レジスト液を調製した。
<平坦化膜用レジスト液の組成>
・ベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸共重合体 ・・・16.4部
(=70/30[モル比]、重量平均分子量:30000)
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・6.5部
・プロピレングリコールモノメチルエチルアセテート ・・・13.8部
・エチル−3−エトキシプロピオネート ・・・12.3部
・下記トリアジン系開始剤 ・・・0.3部
6インチシリコンウエハを用意し、このウエハ上に上記で得られた平坦化膜用レジスト液をスピンコートで均一に塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を表面温度120℃のホットプレート上で120秒間加熱処理した。ここで、スピンコートは、塗布回転数を加熱処理後の塗布膜の膜厚が約1μmとなるように調整して行なった。次いで、加熱処理後の塗布膜を、更に220℃のオーブンにて1時間加熱処理し、塗布膜を硬化させて平坦化膜とした。
以上のようにして、6インチシリコンウエハ上に平坦化膜が形成された平坦化膜付きウエハを得た。
以下に示す組成の成分を混合し、攪拌機で混合撹拌することにより、青色系のカラーレジスト液を調製した。顔料の液固形分に対する含有割合は38質量%であった。
<カラーレジスト液の組成>
・ベンジルメタアクリレート/メタクリル酸共重合体 ・・・3.00部
(=70/30[モル比]、重量平均分子量:30000)
・C.I.ピグメントブルー15:6 ・・・5.78部
・C.I.ピグメントバイオレット23 ・・・1.44部
・高分子分散剤(ディスパーエイド163(ビックケミー社製顔料分散剤) ・・・2.78部
・プロピレングリコールモノメチルエチルアセテート ・・・81部
・p−メトキシフェノール(重合禁止剤) ・・・0.002部
・アロニックスM−305(東亞合成(株)製;重合性モノマー) ・・・4.50部
・1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン〔IRGACURE OXE−02、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;オキシム系重合開始剤〕 ・・・0.95部
・2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン(IRGACURE 379、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;アミノアルキルフェノン系重合開始剤) ・・・0.55部
得られたカラーレジスト液を、上記の平坦化膜付きウエハの平坦化膜上にスピンコートにより均一に塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を表面温度100℃のホットプレート上で120秒間加熱処理(プリベーク)してカラーレジスト層を形成した。ここで、スピンコートは、塗布回転数1250rpmにて20秒間回転し、加熱処理後の塗布膜の膜厚が0.8μmとなるように調整した。このとき、波長365nmでの光透過率は4.3%であった。
なお、膜厚の測定は、蝕針式膜厚計Dektak 6M(Veeco社製)を用いて行なった。
得られたカラーフィルタ及びその製造過程に対して下記の評価を行なった。評価結果は、下記表1に示す。
ウエハ上に形成されている着色パターンを、測長SEM(S−9260(走査電子顕微鏡)、(株)日立製作所製)を用いて測定し、着色パターンの寸法が1.4μmで解像している露光量を求め、この露光量を線幅感度を評価する指標とした。線幅感度は、500〜4000J/m2の範囲内となる場合が好ましく、1000〜3000J/m2となる場合が特に望ましい。
マトリックス状の正方形パターンがウエハから剥がれることなく全て密着している露光量を求め、この露光量を密着感度を評価する指標とした。密着感度は、値が小さいほど良好であることを示す。
上記の密着感度を示す値から線幅感度を示す値を差し引いて差分を求め、これを密着マージンを評価する指標とした。密着マージンは、差分の値が大きいほど良好であることを示す。なお、密着マージンは、750J/m2J以上となる場合が好ましく、1500J/m2J以上となる場合が特に望ましい。
上記の線幅感度、密着感度、及び密着マージンの結果を踏まえ、下記の判定基準にしたがって判定した。
<判定基準>
◎:パターン形成性に特に優れており、ウエハとの密着性にも優れている。
○:パターン形成性に優れており、ウエハとの密着性も良好であった。
△:パターン形成を支障なく行なえ、パターン剥がれもほとんどみられなかった。
×:パターン形成性に劣っており、密着性も悪くパターン剥がれが多くみられた。
実施例1において、カラーレジスト液の調製に用いた重合開始剤の種類及び量、並びに、重合性モノマーの種類を、下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、カラーフィルタを作製し、評価を行なった。
*DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
*オキシム系重合開始剤A:下記構造のオキシム系化合物
*IRGACURE(IRG)379:下記構造のアミノアルキルフェノン系化合物
これに対し、比較例では、線幅感度が悪くDOFマージンも狭く、パターン形成性に劣っていた。また、ウエハとの密着性も悪かった。
Claims (8)
- 着色剤と、重合性化合物と、オキシム系重合開始剤と、アミノアルキルフェノン系重合開始剤とを含有する着色硬化性組成物。
- 厚み0.8μmの膜としたときの波長365nmの光透過率が8%以下であることを特徴とする請求項1に記載の着色硬化性組成物。
- 前記着色剤が、ピグメント・ブルー15:6とピグメント・バイオレット23とを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の着色硬化性組成物。
- 前記着色剤の固形分中に占める含有率が35質量%以上であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
- 前記オキシム系重合開始剤の少なくとも1種が、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンであり、前記アミノアルキルフェノン系重合開始剤の少なくとも1種が、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オンであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物を用いてなるカラーフィルタ。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物を支持体上に塗布後、塗布形成された塗布膜をマスクを通して露光し、現像してパターンを形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法。
- 請求項6に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。
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