JP2010085701A - Method of manufacturing color filter - Google Patents

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Koji Yoshibayashi
光司 吉林
Tomoyuki Kikuchi
智幸 菊地
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a color filter which improves rectangularity of each color pixel of the color filter and prevents the occurrence of residuals when forming red pixels. <P>SOLUTION: After stripe-shaped red patterns 27 are formed as the first color on a support member by using a dry etching method, a blue layer 33B is formed, and the red patterns and the blue layer are dry-etched to form blue pixels 20B, red pixels 20R, and green pixel formation regions 39. Next, a green layer is formed, and all of an exposed surface of the support member is planarized till the red pixels 20R are exposed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像素子等に設けられるカラーフィルタの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a color filter provided in a solid-state imaging device or the like.

固体撮像素子には、半導体基板等の支持体上に赤色画素、緑色画素、青色画素の複数色の着色画素が2次元配列されたカラーフィルタが設けられている。近年、固体撮像装置の画素数の増加は顕著であり、従来と同じインチサイズの固体撮像素子と比較した場合、画素サイズの縮小化は顕著である。また、画素サイズが縮小するにつれて、色分離の性能要求は厳しくなり、色シェーディング特性、混色防止などのデバイス特性維持のため、カラーフィルタに求められる性能に薄膜化、矩形化、及び各着色画素間に色同士が重なり合うオーバーラップ領域を無くす等の性能も要求されている。   The solid-state imaging device is provided with a color filter in which colored pixels of a plurality of colors of red pixels, green pixels, and blue pixels are two-dimensionally arranged on a support such as a semiconductor substrate. In recent years, the increase in the number of pixels of a solid-state imaging device has been remarkable, and the pixel size has been significantly reduced when compared with a conventional solid-state imaging device having the same inch size. Also, as the pixel size decreases, the performance requirements for color separation become stricter. To maintain device characteristics such as color shading characteristics and color mixing prevention, the performance required for color filters is reduced to thinner, rectangular, and between each colored pixel. Further, there is a demand for performance such as eliminating an overlap region where colors overlap.

このようなカラーフィルタの製造方法として、以前からフォトリソ方法が多く用いられている。フォトリソ法は、支持体上に着色感光性組成物を塗布・乾燥させて着色層を形成した後、この着色層をパターン露光・現像・ベーキングして第1色目(例えば緑色)の着色画素を形成し、以下同様にして残りの色の着色画素を形成する方法である。着色感光性組成物としては、例えば、アルカリ可溶性樹脂に光重合性モノマーと光重合開始剤を含有したものが用いられる。フォトリソ法は、製造工程が半導体製造のフォトリソプロセスに準じているため、初期投資の抑制が可能であり、また、フォトリソプロセスの高精度な露光、重ね合わせ精度などにより、カラーフィルタを製造するのに好適な方法として広く利用されている。   As a method for producing such a color filter, a photolithographic method has been widely used. In the photolithography method, a colored photosensitive composition is applied and dried on a support to form a colored layer, and then the colored layer is subjected to pattern exposure, development, and baking to form a colored pixel of the first color (for example, green). In the same manner, the remaining colored pixels are formed. As the colored photosensitive composition, for example, an alkali-soluble resin containing a photopolymerizable monomer and a photopolymerization initiator is used. The photolithographic method can reduce initial investment because the manufacturing process conforms to the photolithographic process of semiconductor manufacturing. In addition, the photolithographic process can be used to manufacture color filters with high-precision exposure and overlay accuracy. Widely used as a preferred method.

ところで、図25(A)に示すように、フォトリソ法で形成されたカラーフィルタ2には、各着色画素(赤色画素3、緑色画素4、青色画素5)の隅が集合する領域に、着色画素が形成されない空白領域6が形成されてしまう。また、(B)に示すように、各着色画素3〜5間の境界付近において各着色画素の膜厚が薄くなる凹み7が生じてしまう。これは、パターン露光用のフォトマスクに加えられるマスクバイアスが最適化されていないこと、露光光源に対する着色感光性組成物の硬化効率が低いこと等の原因で、各着色画素3〜5が設計通りの寸法・形状で形成されないためである。   By the way, as shown in FIG. 25A, in the color filter 2 formed by the photolithography method, the colored pixels are arranged in the region where the corners of the respective colored pixels (red pixel 3, green pixel 4, blue pixel 5) are gathered. As a result, a blank region 6 in which no is formed is formed. Moreover, as shown to (B), the dent 7 where the film thickness of each coloring pixel becomes thin will arise in the vicinity of the boundary between each coloring pixels 3-5. This is because each of the colored pixels 3 to 5 is as designed because the mask bias applied to the photomask for pattern exposure is not optimized and the curing efficiency of the colored photosensitive composition with respect to the exposure light source is low. It is because it is not formed with the dimension and shape.

このような問題点に対する対策として、マスクバイアスなどの最適化や、着色感光性組成物の露光光源に対しての硬化効率を改善するなどの検討がなされているが限界がある。そこで、市松模様状に形成された緑色画素で囲まれる領域内に第2色目以降の着色画素(赤色画素、青色画素)をフォトリソ法で形成した後、熱リフロー処理を施して第2色目以降の着色画素を熱流動させて、上記領域内を第2色目以降の着色画素で埋めることで、前述の空白領域6や凹み7の発生を抑える技術が知られている(特許文献1参照)。   As countermeasures against such problems, studies such as optimization of mask bias and the like and improvement of curing efficiency of the colored photosensitive composition with respect to an exposure light source have been limited. Therefore, after forming colored pixels (red pixels, blue pixels) for the second and subsequent colors in the region surrounded by the green pixels formed in a checkered pattern, a thermal reflow process is performed to perform the second and subsequent colored pixels. A technique is known that suppresses the generation of the blank area 6 and the dent 7 described above by heat-flowing the colored pixels and filling the area with colored pixels for the second and subsequent colors (see Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1は、第2色目以降の着色画素の形成に用いられる着色感光性組成物の性能やプロセス条件に左右されやすい技術であり、例えば、温度が高い領域は着色画素が埋まり易いが、逆に温度が低い領域は着色が埋まり難い等の支持体の加熱分布がそのまま埋め込み性に反映されてしまうといった問題がある。   However, Patent Document 1 is a technology that is easily influenced by the performance and process conditions of the colored photosensitive composition used for forming the colored pixels for the second and subsequent colors. For example, the colored pixels are likely to be filled in a region having a high temperature. On the other hand, there is a problem that the heating distribution of the support is reflected in the embedding property as it is, for example, the coloring is difficult to be buried in the region where the temperature is low.

また、フォトリソ法を用いてカラーフィルタを形成する場合、近年の固体撮像素子の微細化・高精細化に対応するため、2.0μmサイズを下回る高解像技術が必要となるが、これまでのフォトリソ法では解像力の点でパターンの形成限界に達しつつある。このため、フォトリソ法の上記問題点(空白領域6や凹み7の発生)は、ますます顕著になっている。   In addition, when forming a color filter using a photolithographic method, a high-resolution technique of less than 2.0 μm size is required to cope with the recent miniaturization and high definition of solid-state imaging devices. The photolithographic method is reaching the limit of pattern formation in terms of resolution. For this reason, the above-mentioned problem (occurrence of blank area 6 and dent 7) of the photolithographic method becomes more and more remarkable.

なお、固体撮像素子の微細化・高精細化にフォトリソ法で対応するための技術として、染料を使用する技術も提案されている。しかしながら、染料含有の硬化性組成物は、例えば、耐光性、薄膜化、透過分光特性の変更の容易性が一般的に顔料に比べて劣る。また、特に固体撮像素子用カラーフィルタ作製用途の場合には1.0μm以下の膜厚が要求されるため、硬化性組成物中に多量の色素を添加しなければならず、これにより、基板との密着が不充分となったり、十分な硬化が得られなかったり、現像処理時に染料が抜けてしまうなどと、パターン形成性が著しく困難である、などの諸問題がある。   In addition, a technique using a dye has been proposed as a technique for dealing with miniaturization and high definition of a solid-state imaging device by a photolithography method. However, curable compositions containing dyes are generally inferior to pigments in terms of light resistance, thinning, and ease of changing transmission spectral characteristics, for example. In particular, in the case of the use for producing a color filter for a solid-state imaging device, a film thickness of 1.0 μm or less is required, so that a large amount of dye must be added to the curable composition. There are various problems such as insufficient pattern formation, remarkably difficult pattern formation, and the like.

ところで、フォトリソ法よりも、より薄膜で且つ微細パターンの形成に有効な方法としてドライエッチング法が知られている。ドライエッチング法は、パターン(各着色画素)を矩形に形成する方法として従来から採用されており、フォトリソ法とドライエッチング法を組みわせたパターン形成法が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。   Incidentally, a dry etching method is known as a method that is thinner and more effective for forming a fine pattern than a photolithography method. The dry etching method has been conventionally employed as a method for forming a pattern (each colored pixel) in a rectangular shape, and a pattern forming method in which a photolithographic method and a dry etching method are combined has been proposed (for example, Patent Document 2, 3).

特許文献2及び3には、支持体上に第1色目の着色層を形成し、この第1色目の着色層をドライエッチング法でパターニングして第1色目の着色画素を形成した後、第2色目以降の着色画素をフォトリソ法で順次形成する技術が記載されている。なお、特許文献2では、第1色目の着色層を着色熱硬化性組成物による塗膜で形成し、特許文献3では、第1色目の着色層を蒸着法で形成している。
特開2006−292842号公報 特開2001−249218号公報 特開2006−339376号公報
In Patent Documents 2 and 3, a first color layer is formed on a support, and the first color layer is patterned by a dry etching method to form a first color pixel. A technique for sequentially forming colored pixels after the color by a photolithography method is described. In Patent Document 2, the colored layer of the first color is formed by a coating film made of a colored thermosetting composition, and in Patent Document 3, the colored layer of the first color is formed by a vapor deposition method.
JP 2006-292842 A JP 2001-249218 A JP 2006-339376 A

しかしながら、特許文献2及び特許文献3では、第1色目の着色画素は矩形に形成することができるが、第2色目、第3色目の着色画素はフォトリソ法で形成しているため、上述したフォトリソ法の問題点が生じる。更に、特許文献3の蒸着で形成された第1色目の着色層は、その薄膜化は容易であるが、耐溶剤性を確保するのは困難である。このため、ドライエッチング用のマスク(フォトレジスト)の剥離を行う際に、剥離溶剤により色が抜け出すおそれがある。   However, in Patent Document 2 and Patent Document 3, the colored pixels of the first color can be formed in a rectangular shape, but the colored pixels of the second color and the third color are formed by the photolithography method. Legal issues arise. Furthermore, the colored layer of the first color formed by vapor deposition of Patent Document 3 can be easily thinned, but it is difficult to ensure solvent resistance. For this reason, when peeling the mask (photoresist) for dry etching, there is a possibility that the color may come off due to the peeling solvent.

特許文献2及び特許文献3を含むフォトリソ法を使用する従来のカラーフィルタの製造方法では、形成可能なパターン(各着色画素)寸法に限界(下限)があり、さらに、パターン形成性、及び着色画素(着色層)の信頼性を確保するのは困難である。   In the conventional color filter manufacturing method using the photolithographic method including Patent Document 2 and Patent Document 3, there is a limit (lower limit) in the size of the pattern (each colored pixel) that can be formed, and further, pattern formability and colored pixels It is difficult to ensure the reliability of the (colored layer).

また、特許文献2及び3では、支持体上に第1色目〜第3色目の着色層を形成した後、各着色層をパターニングして各着色画素、すなわち、複数の孤立パターン(アイランドパターン)を直接形成している。このような複数の孤立パターンは、パターンの幅方向の断面形状の矩形性(以下、単にパターンor着色画素の矩形性という)、孤立パターンを上面から観察した時における孤立パターンの角(以下、単に孤立パターンの角という)の丸みを抑制することが困難である。これは、フォトリソ法による孤立パターンの形成では、露光時に着色層上に結像されるパターン(露光像)のエッジのコントラストを十分に高くすることが困難であるので、孤立パターンの角が丸まるなどの症状が発生するためである。また、断面の矩形性は、パターンの重合性(着色層の光重合性)と現像性に影響されるので、フォトリソ法を運用する限り、断面角を鋭角に形成することは困難である。   Further, in Patent Documents 2 and 3, after the colored layers of the first color to the third color are formed on the support, each colored layer is patterned to form each colored pixel, that is, a plurality of isolated patterns (island patterns). Direct formation. Such a plurality of isolated patterns include a rectangular shape of the cross-sectional shape in the width direction of the pattern (hereinafter simply referred to as a pattern or a rectangular shape of a colored pixel), an angle of the isolated pattern when the isolated pattern is observed from the upper surface (hereinafter simply referred to as a simple pattern). It is difficult to suppress roundness of corners of isolated patterns). This is because, in the formation of an isolated pattern by the photolithography method, it is difficult to sufficiently increase the edge contrast of the pattern (exposure image) formed on the colored layer at the time of exposure. This is because of the occurrence of symptoms. In addition, since the rectangular shape of the cross section is affected by the pattern polymerizability (photopolymerizability of the colored layer) and developability, it is difficult to form the cross section at an acute angle as long as the photolithography method is used.

更に、フォトリソ法で孤立パターンを形成する場合に、特にカラーフィルタ材料に使用される着色感光性組成物は、一般のフォトレジストに対しパターンの矩形性が劣っているためである。また、ドライエッチング法による孤立パターンの形成を行う場合に、ドライエッチング用のレジストパターン(マスク)はフォトリソ法で形成されるが、色素を含有していないため露光光の散乱が少なく、孤立パターンの角の丸みの程度はフォトリソ法で着色層を形成した場合と比較して抑制程度が良好である。しかしながら、露光時の近接効果による孤立パターンの角の丸みを完全に抑制するのは困難である。   Furthermore, when forming an isolated pattern by the photolithography method, the colored photosensitive composition particularly used for the color filter material is because the rectangularity of the pattern is inferior to that of a general photoresist. In addition, when an isolated pattern is formed by a dry etching method, a resist pattern (mask) for dry etching is formed by a photolithography method. The degree of corner roundness is better suppressed than when a colored layer is formed by photolithography. However, it is difficult to completely suppress the rounded corners of the isolated pattern due to the proximity effect during exposure.

更に、特許文献2及び3において、第2色目以降の着色画素として、フォトリソ法により赤色素(特に赤顔料)を有する赤色層を露光・現像して赤色画素を形成した場合には、露光・現像による残渣の除去が非常に困難である。これは、赤色層は露光光の吸収係数が小さいため、露光光が基板まで到達し易く、その露光光が基板で乱反射するなどして赤色層の未露光部まで回り込むなどの理由である。このような残渣の発生を抑制するためには、アルカリ可溶の樹脂を必要以上に赤色層に添加するなどの対策をとる必要があるため、フォトリソ法では赤色層の薄膜化が限界に達している。   Furthermore, in Patent Documents 2 and 3, when a red pixel having a red pigment (especially a red pigment) is exposed and developed by photolithography as a colored pixel for the second and subsequent colors, a red pixel is formed. Removal of residue by is very difficult. This is because, since the red layer has a small absorption coefficient of exposure light, the exposure light easily reaches the substrate, and the exposure light is diffusely reflected by the substrate and goes around to the unexposed portion of the red layer. In order to suppress the generation of such residues, it is necessary to take measures such as adding an alkali-soluble resin to the red layer more than necessary, so the photolithographic method has reached the limit of thinning the red layer. Yes.

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、パターン(各着色画素)の形成限界の向上及びパターンの微細化・薄膜化を図りつつ、着色画素の矩形性の更なる向上、及び赤色層の残渣が生じないカラーフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and further improves the rectangularity of the colored pixels while improving the formation limit of the pattern (each colored pixel) and making the pattern finer and thinner, and An object of the present invention is to provide a color filter in which a red layer residue does not occur and a method for producing the same.

上記目的を達成するため、本発明のカラーフィルタの製造方法は、支持体上に、複数色の着色画素を2次元配列してなるカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法において、前記支持体上に、少なくとも赤色素を含む第1色の熱硬化性組成物からなるストライプ状の第1色パターンを形成する第1色パターン形成工程と、前記第1色パターンが形成された前記支持体上に、第2色の熱硬化性組成物からなる第2色着色層を形成する第2色着色層形成工程と、前記第1色パターン及び前記第2色着色層をドライエッチング法によりパターニングして、前記支持体上に、第1色画素及び第2色画素を形成するとともに、第3色画素を形成するための第3色画素形成領域を形成するパターニング工程と、前記第3色画素形成領域に、第3色の熱硬化性組成物で前記第3色画素を形成する第3色画素形成工程とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method for producing a color filter according to the present invention includes a color filter production method for producing a color filter in which a plurality of colored pixels are two-dimensionally arranged on a support. And a first color pattern forming step of forming a stripe-shaped first color pattern made of a thermosetting composition of the first color containing at least a red pigment; and on the support on which the first color pattern is formed. A second color layer forming step of forming a second color layer composed of a thermosetting composition of the second color, and patterning the first color pattern and the second color layer by a dry etching method, A patterning step of forming a first color pixel and a second color pixel on the support and forming a third color pixel formation region for forming a third color pixel; and a third color pixel formation region , The third And having a third color pixel forming step of in the thermosetting composition forming the third color pixel.

前記第1色の熱硬化性組成物には、黄色素が含まれることが好ましい。   Preferably, the first color thermosetting composition contains yellow dye.

前記第1色パターン形成工程は、前記支持体上に、前記第1色の熱硬化性組成物からなる第1色着色層を形成する第1色着色層形成工程と、前記第1色着色層上に、フォトレジストを用いて前記第1色パターンに対応するレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンをマスクとして、前記第1色着色層をドライエッチングして前記第1色パターンを形成するドライエッチング工程とを有することが好ましい。   In the first color pattern forming step, a first color layer forming step for forming a first color layer comprising the thermosetting composition of the first color on the support, and the first color layer A resist pattern forming step of forming a resist pattern corresponding to the first color pattern using a photoresist; and the first color pattern is dry-etched using the resist pattern as a mask to form the first color pattern It is preferable to have a dry etching process for forming the film.

前記第2色着色層形成工程では、前記第1色パターンが形成された支持体上に、前記第2色の熱硬化性組成物の塗膜を形成し、この塗膜をベーク処理して前記第2色着色層を形成することが好ましい。   In the second color layer formation step, a coating film of the thermosetting composition of the second color is formed on the support on which the first color pattern is formed, and the coating film is baked to form the coating film. It is preferable to form the second color layer.

前記第3着色画素形成工程は、前記第1色画素、前記第2色画素、及び前記第3色画素形成領域が形成された前記支持体上に、前記第3色の熱硬化性組成物からなる第3色着色層を形成する第3色着色層形成工程と、少なくとも前記第1色画素及び前記第2色画素上から前記3色着色層が除去されるまで、前記第3色着色層の表面に平坦化処理を施して、前記第3色画素を形成する平坦化処理工程とを有することが好ましい。   In the third color pixel forming step, the thermosetting composition of the third color is formed on the support on which the first color pixel, the second color pixel, and the third color pixel formation region are formed. A third color layer forming step for forming a third color layer, and at least until the three color layer is removed from above the first color pixel and the second color pixel. It is preferable that a flattening process is performed to form a third color pixel by performing a flattening process on the surface.

前記パターニング工程では、前記第2色着色層をパターニングして、前記第2色画素と、前記第1色画素の表面を覆う第2色パターンとを一体に形成するとともに、前記平坦化処理工程は、前記第1及び第2色画素上の前記第3色着色層を除去した後、前記第1色画素上から前記第2色パターンが除去されるまで、前記第2色パターン、前記第2色画素、及び前記第3色画素の各表面に平坦化処理を施すことが好ましい。   In the patterning step, the second color layer is patterned to integrally form the second color pixel and a second color pattern covering the surface of the first color pixel, and the planarization step includes After removing the third color layer on the first and second color pixels, until the second color pattern is removed from the first color pixel, the second color pattern and the second color It is preferable to perform a flattening process on each surface of the pixel and the third color pixel.

前記平坦化処理は、エッチバック処理または研磨処理の少なくともいずれか一方の処理により行われることが好ましい。   The planarization process is preferably performed by at least one of an etch back process and a polishing process.

前記平坦化処理が前記研磨処理により行われる場合、前記研磨処理後に、被研磨面を水洗する水洗工程、及びこの水洗工程後に前記被研磨面に脱水処理を施す脱水処理工程を行うことが好ましい。   When the planarization process is performed by the polishing process, it is preferable to perform a water washing process for washing the surface to be polished after the polishing process, and a dehydration process process for performing a dehydration process on the surface to be polished after the water washing process.

前記レジストパターン形成工程前に、前記第1色着色層上に透明な平坦化処理のストッパー層を形成するストッパー層形成工程を有し、前記レジストパターン形成工程は、前記ストッパー層上に前記レジストパターンを形成し、前記ドライエッチング工程は、前記レジストパターンを用いて、前記ストッパー層を前記第1色パターンに対応するストライプ状にドライエッチングするとともに、前記パターニング工程は、ストライプ状の前記ストッパー層を、前記第1色画素に対応する形状にパターニングすることが好ましい。   Prior to the resist pattern forming step, there is provided a stopper layer forming step of forming a transparent flattening stopper layer on the first colored layer, and the resist pattern forming step includes forming the resist pattern on the stopper layer. The dry etching step uses the resist pattern to dry-etch the stopper layer in a stripe shape corresponding to the first color pattern, and the patterning step forms the stripe-shaped stopper layer, The patterning is preferably performed in a shape corresponding to the first color pixel.

本発明のカラーフィルタの製造方法は、支持体上に少なくとも赤色素を含むストライプ状の第1色パターンを形成し、この第1色パターンが形成された支持体上に第2色着色層を形成し、更にこれら第1色パターン及び第2着色層をパターニングして第1色画素、第2色画素、及び第3色画素を形成するための領域を形成した後、この領域に第3色画素を形成することで、従来よりも孤立パターンを形成する工程を減らすことができる。これにより、各着色画素のコーナーの丸みの発生を抑制することができるので、各着色画素の矩形性を向上させることができる。また、第1色画素(第1色パターン)として、赤色画素をドライエッチング法により形成することで、従来のフォトリソ法(露光現像)で赤色画素を形成した時のように残渣が発生することが防止される。更に、フォトリソ法を用いないことで、前述の空白領域や凹みの発生を防止することができ、その結果、パターン(各着色画素)の形成限界を向上させるとともに、パターンの微細化・薄膜化を図ることができる。   In the method for producing a color filter of the present invention, a stripe-shaped first color pattern including at least a red pigment is formed on a support, and a second color coloring layer is formed on the support on which the first color pattern is formed. Further, after patterning the first color pattern and the second colored layer to form areas for forming the first color pixel, the second color pixel, and the third color pixel, the third color pixel is formed in this area. By forming, the number of steps for forming an isolated pattern can be reduced as compared with the prior art. Thereby, since the roundness of the corner of each colored pixel can be suppressed, the rectangularity of each colored pixel can be improved. Further, as a first color pixel (first color pattern), a red pixel is formed by a dry etching method, so that a residue is generated as when a red pixel is formed by a conventional photolithography method (exposure development). Is prevented. Furthermore, by not using the photolithographic method, it is possible to prevent the occurrence of the above-mentioned blank areas and dents. As a result, the formation limit of the pattern (each colored pixel) is improved, and the pattern is made finer and thinner. Can be planned.

図1に示すように、固体撮像素子10は、支持体11上に設けられた受光素子(フォトダイオード)12、カラーフィルタ13、平坦化膜14、マイクロレンズ15等から構成される。なお、図1(他の図も同様)では、各部を明確にするため、相互の厚みや幅の比率は無視して一部誇張して表示している。   As shown in FIG. 1, the solid-state imaging element 10 includes a light receiving element (photodiode) 12 provided on a support 11, a color filter 13, a planarizing film 14, a microlens 15, and the like. Note that, in FIG. 1 (the same applies to other drawings), in order to clarify each part, the ratio of the thickness and the width is disregarded and a part is exaggerated.

支持体11としては、カラーフィルタに用いられるものであれば特に制限はないが、例えば、液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス及びこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板、酸化膜、窒化シリコン等が挙げられる。また、これら支持体11とカラーフィルタ13との間には本発明を損なわない限り中間層などを設けても良い。   The support 11 is not particularly limited as long as it is used for a color filter. For example, soda glass, borosilicate glass, quartz glass, and the like in which a transparent conductive film is attached to these used in a liquid crystal display element or the like. In addition, a photoelectric conversion element substrate used for a solid-state imaging element or the like, for example, a silicon substrate, an oxide film, silicon nitride or the like can be given. Further, an intermediate layer or the like may be provided between the support 11 and the color filter 13 as long as the present invention is not impaired.

支持体11の表層には、受光素子12が2次元マトリクス状(正方格子状)に配列されている。また、この表層には、図示は省略するが、周知の読み出しゲート、垂直転送路、水平転送路、出力アンプ等が各受光素子12の間に設けられている。   On the surface layer of the support 11, the light receiving elements 12 are arranged in a two-dimensional matrix (square lattice). In addition, although not shown in the figure, a well-known read gate, vertical transfer path, horizontal transfer path, output amplifier, and the like are provided between the light receiving elements 12 on the surface layer.

支持体11の表面は、図示しない光透過性の絶縁膜で覆われており、この絶縁膜上には、前述の読み出しゲート、垂直転送路等を覆うように、転送電極17が形成されている。この転送電極17に印加する電圧を制御することで、受光素子12に蓄積された電荷が、読み出しゲートを介して、垂直転送路により垂直転送される。また、支持体11の表面には、転送電極17を覆い、且つ受光素子12の直上位置は開口するように、遮光膜18が形成されている。この遮光膜18上には、その全面及び開口を覆う透明なデバイス保護膜19が形成されている。   The surface of the support 11 is covered with a light-transmitting insulating film (not shown), and a transfer electrode 17 is formed on the insulating film so as to cover the read gate, the vertical transfer path, and the like. . By controlling the voltage applied to the transfer electrode 17, the charge accumulated in the light receiving element 12 is vertically transferred through the read gate through the vertical transfer path. Further, a light shielding film 18 is formed on the surface of the support 11 so as to cover the transfer electrode 17 and to open at a position immediately above the light receiving element 12. A transparent device protective film 19 is formed on the light shielding film 18 to cover the entire surface and the opening.

カラーフィルタ13は、保護膜19上に形成されている。なお、以下の説明では、領域を区切らずに支持体11上に形成されている着色膜(所謂ベタ膜)を「着色(赤色、緑色、青色)層」といい、パターン状に領域を区切って形成されている着色膜(例えば、ストライプ状にパターニングされている膜等)を「着色(赤色、緑色、青色)パターン」という。また、着色パターンのうち、カラーフィルタ13を構成する要素となっている着色パターン(例えば、正方形にパターン化された着色パターン等)を「着色(赤色、緑色、青色)画素」という。   The color filter 13 is formed on the protective film 19. In the following description, a colored film (so-called solid film) formed on the support 11 without dividing the region is referred to as a “colored (red, green, blue) layer”, and the region is divided into patterns. The formed colored film (for example, a film patterned in a stripe shape) is referred to as a “colored (red, green, blue) pattern”. In addition, among the colored patterns, a colored pattern (for example, a colored pattern patterned into a square) that is an element constituting the color filter 13 is referred to as a “colored (red, green, blue) pixel”.

ここで、パターン状に領域を区切って形成する形態(パターン化する形態)には、感光性の着色膜をパターン露光、現像してパターン化する形態の他、着色層上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングすることにより着色層をパターン化する形態、支持体11上に設けられたパターン状の凹部に埋め込むようにして着色層を形成し、形成された着色層のうち凹部からはみ出した部分を除去することによりパターン化する形態等が含まれる。   Here, as a form in which regions are divided into patterns (forms to be patterned), a resist pattern is formed on a colored layer in addition to a form in which a photosensitive colored film is patterned by exposure and development. A pattern in which a colored layer is patterned by etching using this resist pattern as an etching mask, a colored layer is formed so as to be embedded in a patterned recess provided on the support 11, and the colored layer is formed The form etc. which are patterned by removing the part which protruded from the recessed part are included.

また、図3以降の各図において、(A)は上面図、(B)は(A)のX1−X2線に沿う断面図、(C)は(A)のY1−Y2線に沿う断面図である。   3A and 3B, (A) is a top view, (B) is a sectional view taken along line X1-X2 in (A), and (C) is a sectional view taken along line Y1-Y2 in (A). It is.

更に、各図の(A)において、「R」は赤色層、赤色パターン、赤色画素のいずれかを示し、「B」は、青色層、青色パターン、青色画素のいずれかを示し、「G」は、緑色層、緑色画素のいずれかを示し、「F」はレジストパターン(フォトレジスト)のいずれかを示す。また、「R+B」は、「R」上に「B」が積層されていることを示し、「R+B+G」は、「R」上に「B」及び「G」が積層されていることを示し、「B+G」は、「B」上に「G」が積層されていることを示す。   Further, in (A) of each figure, “R” indicates any one of a red layer, a red pattern, and a red pixel, “B” indicates any one of a blue layer, a blue pattern, and a blue pixel, and “G”. Indicates either a green layer or a green pixel, and “F” indicates either a resist pattern (photoresist). “R + B” indicates that “B” is stacked on “R”, “R + B + G” indicates that “B” and “G” are stacked on “R”, and “B + G” indicates that “G” is laminated on “B”.

カラーフィルタ13は、2次元配列された複数の赤色画素(第1色画素)20R、緑色画素(第3色画素)20G、青色画素(第2色画素)20Bから構成されている。各着色画素20R,20G,20Bは、それぞれ受光素子12の上方位置に形成されている。緑色画素20Gは市松模様に形成されるとともに、赤色画素20R及び青色画素20Bは各緑色画素20Gの間に形成される(図12(A)、図25参照)。なお、図1では、カラーフィルタ13が3色の画素から構成されていることを説明するために、各着色画素20R,20G,20Bを1列に並べて表示しているが、実際には図12(B),(C)に示すようになる。   The color filter 13 includes a plurality of red pixels (first color pixels) 20R, green pixels (third color pixels) 20G, and blue pixels (second color pixels) 20B that are two-dimensionally arranged. Each of the colored pixels 20R, 20G, and 20B is formed above the light receiving element 12. The green pixels 20G are formed in a checkered pattern, and the red pixels 20R and the blue pixels 20B are formed between the green pixels 20G (see FIGS. 12A and 25). In FIG. 1, in order to explain that the color filter 13 is composed of pixels of three colors, the colored pixels 20R, 20G, and 20B are displayed in a line, but in actuality, FIG. As shown in (B) and (C).

平坦化膜14は、カラーフィルタ13の上面を覆うように形成されており、平坦な上面を有している。マイクロレンズ15は、凸面を上にして設けられたレンズであり、平坦化膜14の上面且つ各受光素子12の上方に設けられている。各マイクロレンズ15は、被写体からの光を効率良く各受光素子12へ導く。   The planarization film 14 is formed so as to cover the upper surface of the color filter 13 and has a flat upper surface. The microlens 15 is a lens provided with a convex surface upward, and is provided above the planarizing film 14 and above each light receiving element 12. Each microlens 15 efficiently guides light from the subject to each light receiving element 12.

[カラーフィルタ製造工程]
次に、図2を用いて、カラーフィルタ13を形成するカラーフィルタ製造工程22について説明を行う。カラーフィルタ製造工程22は、大別して、赤色パターン形成工程(第1色パターン形成工程)23と、青色層形成工程(第2色着色層形成工程)24と、緑色画素形成工程(第3色画素形成工程)25とから構成される。
[Color filter manufacturing process]
Next, the color filter manufacturing process 22 for forming the color filter 13 will be described with reference to FIG. The color filter manufacturing process 22 is roughly divided into a red pattern forming process (first color pattern forming process) 23, a blue layer forming process (second color coloring layer forming process) 24, and a green pixel forming process (third color pixel). Forming step) 25.

赤色パターン形成工程23は、支持体11の表面に、ストライプ状の赤色パターン27を形成する。赤色パターン形成工程23は、赤色層形成工程28、レジストパターン形成工程29、ドライエッチング工程30、フォトレジスト除去工程31から構成される。   In the red pattern forming step 23, a striped red pattern 27 is formed on the surface of the support 11. The red pattern forming step 23 includes a red layer forming step 28, a resist pattern forming step 29, a dry etching step 30, and a photoresist removing step 31.

赤色層形成工程28は、支持体11上に、少なくとも赤色素を含む熱硬化性組成物(赤色熱硬化性組成物)を用いて赤色層33R(図3参照)を形成する。レジストパターン形成工程29は、赤色層33R上に、フォトレジストを用いてストライプ状のレジストパターン34(図4参照)を形成する。レジストパターン34は、赤色パターン27に対応する開口部34a(図4参照)を有している。   In the red layer forming step 28, the red layer 33R (see FIG. 3) is formed on the support 11 using a thermosetting composition (red thermosetting composition) containing at least a red pigment. In the resist pattern forming step 29, a striped resist pattern 34 (see FIG. 4) is formed on the red layer 33R using a photoresist. The resist pattern 34 has an opening 34 a (see FIG. 4) corresponding to the red pattern 27.

ドライエッチング工程30は、レジストパターン34をマスクとして、赤色層33Rをドライエッチング(パターニング)して赤色パターン27を形成する。フォトレジスト除去工程31は、赤色パターン27上からレジストパターン34を除去する。   In the dry etching process 30, the red pattern 33 is formed by dry etching (patterning) the red layer 33R using the resist pattern 34 as a mask. In the photoresist removing step 31, the resist pattern 34 is removed from the red pattern 27.

青色層形成工程24では、赤色パターン27が形成された支持体11の表面を覆うように、青色熱硬化性組成物を用いて青色層33B(図7参照)を形成する。青色層33Bは、赤色パターン27を覆いつつ、赤色パターン27の各パターン間の領域(パターン同士で挟まれた領域)を埋め込むように形成される。   In the blue layer forming step 24, a blue layer 33B (see FIG. 7) is formed using a blue thermosetting composition so as to cover the surface of the support 11 on which the red pattern 27 is formed. The blue layer 33 </ b> B is formed so as to embed regions between the patterns of the red pattern 27 (regions sandwiched between the patterns) while covering the red pattern 27.

緑色画素形成工程25は、大別して、緑色画素領域形成工程(パターニング工程)25aと、緑色層形成工程37と、平坦化処理工程38とから構成される。緑色画素領域形成工程25aは、支持体11の表面に、緑色画素(パターン)20Gを形成するための緑色画素形成領域39(図9(A)参照)を形成する、すなわち、緑色画素形成領域39上の赤色パターン27及び青色層33Bを除去する除去工程である。   The green pixel forming step 25 is roughly divided into a green pixel region forming step (patterning step) 25a, a green layer forming step 37, and a planarization processing step 38. In the green pixel region forming step 25a, a green pixel forming region 39 (see FIG. 9A) for forming a green pixel (pattern) 20G is formed on the surface of the support 11, that is, the green pixel forming region 39. This is a removal step of removing the red pattern 27 and the blue layer 33B.

緑色画素領域形成工程25aは、レジストパターン形成工程40と、ドライエッチング工程41と、フォトレジスト除去工程42とから構成される。レジストパターン形成工程40は、青色層33Bの表面に、フォトレジストを用いてレジストパターン43(図9参照)を形成する。レジストパターン43は、緑色画素形成領域39に対応する開口部43a(図8及び図9参照)を有しており、青色層33Bの緑色画素形成領域39に対応する領域は露呈させ、それ以外の領域は保護する。   The green pixel region forming process 25a includes a resist pattern forming process 40, a dry etching process 41, and a photoresist removing process 42. In the resist pattern forming step 40, a resist pattern 43 (see FIG. 9) is formed on the surface of the blue layer 33B using a photoresist. The resist pattern 43 has an opening 43a (see FIGS. 8 and 9) corresponding to the green pixel formation region 39. The region corresponding to the green pixel formation region 39 of the blue layer 33B is exposed, and the other portions Protect the area.

ドライエッチング工程41は、レジストパターン43をマスクとして、赤色パターン27及び青色層33Bをドライエッチング法によりパターニングし、支持体11上に緑色画素形成領域39を形成する。緑色画素形成領域39は、緑色画素20Gの配列パターンに応じて市松模様状(緑色画素20Gの配列パターンが市松模様でない場合には、その配列パターンに応じたパターン)に形成される。   In the dry etching step 41, the red pattern 27 and the blue layer 33 </ b> B are patterned by a dry etching method using the resist pattern 43 as a mask to form a green pixel forming region 39 on the support 11. The green pixel formation region 39 is formed in a checkered pattern according to the arrangement pattern of the green pixels 20G (a pattern corresponding to the arrangement pattern when the arrangement pattern of the green pixels 20G is not a checkered pattern).

また、ドライエッチング工程41が実行されると、支持体11上に赤色画素20R及び青色画素20Bが形成されるとともに、赤色画素20Rの表面を覆う青色パターン44(図9参照)が青色画素20Bと一体に形成される。フォトレジスト除去工程42は、レジストパターン43を除去する。   When the dry etching process 41 is performed, the red pixel 20R and the blue pixel 20B are formed on the support 11, and the blue pattern 44 (see FIG. 9) covering the surface of the red pixel 20R is formed with the blue pixel 20B. It is integrally formed. In the photoresist removal step 42, the resist pattern 43 is removed.

緑色層形成工程37は、緑色画素形成領域39等が形成された支持体11の表面を覆うように、緑色熱硬化性組成物を用いて緑色層33G(図11参照)を形成する。緑色層33Gは、青色画素20B及び青色パターン44を覆いつつ、緑色画素形成領域39を埋め込むように形成される。   In the green layer forming step 37, a green layer 33G (see FIG. 11) is formed using a green thermosetting composition so as to cover the surface of the support 11 on which the green pixel forming region 39 and the like are formed. The green layer 33G is formed so as to bury the green pixel formation region 39 while covering the blue pixel 20B and the blue pattern 44.

平坦化処理工程38は、赤色画素20Rが露出するまで、支持体11の全露出面に平坦化処理を施す。この平坦化処理により、緑色画素20Gが形成される。   In the flattening process 38, the entire exposed surface of the support 11 is flattened until the red pixel 20R is exposed. By this flattening process, the green pixel 20G is formed.

平坦化処理としては、製造工程の簡略化や製造コストの観点から、支持体11の全露出面をドライエッチングするエッチバック処理が好ましい。また、エッチバック処理の代わりに、支持体11の全露出面を化学的機械的に研磨する化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing;以下、「CMP」という)処理等の研磨処理を行ってもよい。   As the planarization process, an etch-back process in which the entire exposed surface of the support 11 is dry-etched is preferable from the viewpoint of simplification of the manufacturing process and manufacturing cost. Further, instead of the etch-back process, a polishing process such as a chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as “CMP”) process in which all exposed surfaces of the support 11 are chemically and mechanically polished may be performed. Good.

[各着色画素(パターン)の幅・厚み]
赤色画素20R・赤色パターン27の幅(赤色画素20Rが正方形の場合には一辺の長さ)は、パターン形成限界をより向上させる観点等から、それぞれ独立に、0.5〜1.7μmが好ましく、0.8〜1.5μmがより好ましい。また、緑色画素20G(緑色画素形成領域39)の幅は、同じ理由で0.5〜1.7μmが好ましく、0.6〜1.5μmがより好ましい。青色画素20Bの幅の好ましい範囲は、赤色画素20Rの幅と緑色画素20Gの幅とに制限されるため、ここでは記載しない。
[Width and thickness of each colored pixel (pattern)]
The width of the red pixel 20R / red pattern 27 (the length of one side when the red pixel 20R is a square) is preferably 0.5 to 1.7 μm independently from the viewpoint of further improving the pattern formation limit. 0.8 to 1.5 μm is more preferable. Further, the width of the green pixel 20G (green pixel formation region 39) is preferably 0.5 to 1.7 μm and more preferably 0.6 to 1.5 μm for the same reason. Since the preferable range of the width of the blue pixel 20B is limited to the width of the red pixel 20R and the width of the green pixel 20G, it is not described here.

各着色画素20R,20G,20Bの具体的な厚さとしては、パターン形成限界をより向上させる観点等から0.005μm〜0.9μmが好ましく、0.05μm〜0.8μmが好ましく、0.1μm〜0.7μmが更に好ましい。   The specific thickness of each colored pixel 20R, 20G, 20B is preferably 0.005 μm to 0.9 μm, more preferably 0.05 μm to 0.8 μm, and preferably 0.1 μm from the viewpoint of further improving the pattern formation limit. More preferably, -0.7 μm.

次に、上記各工程のうち、レジストパターン形成工程29,40、ドライエッチング工程30,41(平坦化処理工程38のエッチバック処理)、フォトレジスト除去工程31,42、平坦化処理工程38の研磨処理の好ましい形態について説明を行う。   Next, among the above steps, the resist pattern forming steps 29 and 40, the dry etching steps 30 and 41 (etch back processing in the flattening step 38), the photoresist removing steps 31 and 42, and the polishing in the flattening step 38 are performed. A preferred mode of processing will be described.

[レジストパターン形成工程]
レジストパターン形成工程29においてレジストパターン34を形成する方法は、特に限定はなく、公知のフォトリソグラフィーの技術を適宜最適化して用いることができる。例えば、赤色層33R上に後述のポジ又はネガ型の感光性樹脂組成物(フォトレジスト)を塗布し、これを乾燥させて(好ましくは更にプリベーク処理して)フォトレジスト層を形成する。次いで、このフォトレジスト層を放射線で露光し、現像して(好ましくは更にポストベーク処理して)レジストパターン34を形成する。フォトレジスト層の露光に用いる放射線としては、g線、h線、及びi線が好ましく、中でもi線が好ましい。また、現像に用いる現像液としては、着色剤を含む着色層には影響を与えず、未硬化部(ポジ型の場合は露光部、ネガ型の場合は未露光部)を溶解するものであれば特に限定されない。具体的には、種々の有機溶剤の組み合わせやアルカリ性の水溶液を用いることができる。なお、レジストパターン43も同様にして形成することができる。
[Resist pattern formation process]
The method for forming the resist pattern 34 in the resist pattern forming step 29 is not particularly limited, and a known photolithography technique can be appropriately optimized and used. For example, a positive or negative photosensitive resin composition (photoresist) to be described later is applied on the red layer 33R and dried (preferably further pre-baked) to form a photoresist layer. The photoresist layer is then exposed to radiation and developed (preferably further post-baked) to form a resist pattern 34. As radiation used for exposure of the photoresist layer, g-line, h-line, and i-line are preferable, and i-line is particularly preferable. Further, the developer used for development is one that does not affect the colored layer containing the colorant and dissolves the uncured portion (exposed portion in the case of positive type, unexposed portion in the case of negative type). If it does not specifically limit. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used. The resist pattern 43 can be formed in the same manner.

[フォトレジスト]
フォトレジストとしては、例えば、ポジ型の感光性樹脂組成物が用いられる。このポジ型の感光性樹脂組成物としては、紫外線(g線、h線、i線)、エキシマー・レーザー等を含む遠紫外線、電子線、イオンビームおよびX線等の放射線に感応するポジ型フォトレジスト用に好適なポジ型レジスト組成物が使用できる。放射線のうち、感光性樹脂層を露光するものとしては、本発明の目的からはg線、h線、i線が好ましく、中でもi線が好ましい。
[Photoresist]
As the photoresist, for example, a positive photosensitive resin composition is used. The positive photosensitive resin composition includes positive photosensitivity to ultraviolet rays (g rays, h rays, i rays), far ultraviolet rays including excimer lasers, electron beams, ion beams, and X rays. A positive resist composition suitable for resist can be used. Of the radiation, the exposure of the photosensitive resin layer is preferably g-line, h-line or i-line for the purpose of the present invention, and i-line is particularly preferable.

具体的にポジ型の感光性樹脂組成物は、キノンジアジド化合物およびアルカリ可溶性樹脂を含有する組成物が好ましい。キノンジアジド化合物およびアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型の感光性樹脂組成物は、500nm以下の波長の光照射によりキノンジアジド基が分解してカルボキシル基を生じ、結果としてアルカリ不溶状態からアルカリ可溶性になることを利用してポジ型フォトレジストとして用いられている。このポジ型フォトレジストは解像力が著しく優れているので、ICやLSI等の集積回路の作製に用いられている。キノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジド化合物が挙げられる。   Specifically, the positive photosensitive resin composition is preferably a composition containing a quinonediazide compound and an alkali-soluble resin. A positive-type photosensitive resin composition containing a quinonediazide compound and an alkali-soluble resin indicates that a quinonediazide group is decomposed by light irradiation with a wavelength of 500 nm or less to generate a carboxyl group, and as a result, the alkali-insoluble state becomes alkali-soluble. It is used as a positive photoresist. Since this positive photoresist has remarkably excellent resolution, it is used for manufacturing integrated circuits such as ICs and LSIs. Examples of the quinonediazide compound include a naphthoquinonediazide compound.

[ドライエッチング工程(エッチバック処理を含む)]
ドライエッチング工程30,41やエッチバック処理で行われるドライエッチングの形態としては、特に限定はなく、公知の形態で行うことができる。ドライエッチングの代表的な例としては、特開昭59−126506号、特開昭59−46628号、同58−9108号、同58−2809号、同57−148706号、同61−41102号などの公報に記載されているような方法が知られている。
[Dry etching process (including etch-back process)]
The form of dry etching performed in the dry etching steps 30 and 41 and the etch back process is not particularly limited and can be performed in a known form. Representative examples of dry etching include JP-A-59-126506, JP-A-59-46628, JP-A-58-9108, JP-A-58-2809, JP-A-57-148706, JP-A-61-41102, and the like. Such a method as described in the publication is known.

[ドライエッチングの好ましい形態]
本発明におけるドライエッチングは、パターン断面をより矩形に近く形成する観点や、支持体11のダメージをより低減する観点から、以下の形態で行うことが好ましい。即ち、フッ素系ガスと酸素ガス(O)との混合ガスを用い、支持体11が露出しない領域(深さ)までエッチングを行う第1段階のエッチングと、この第1段階のエッチングの後に、窒素ガス(N)と酸素ガス(O)との混合ガスを用い、好ましくは支持体11が露出する領域(深さ)付近までエッチングを行う第2段階のエッチングと、支持体11が露出した後に行うオーバーエッチングとを含む形態が好ましい。以下、ドライエッチングの具体的手法、並びに、第1段階のエッチング、第2段階のエッチング、及びオーバーエッチングについて説明する。
[Preferred form of dry etching]
The dry etching in the present invention is preferably performed in the following form from the viewpoint of forming the pattern cross section closer to a rectangle and reducing the damage to the support 11. That is, using a mixed gas of fluorine-based gas and oxygen gas (O 2 ), the first stage etching that performs etching to a region (depth) where the support 11 is not exposed, and after this first stage etching, A second stage etching is performed in which a mixed gas of nitrogen gas (N 2 ) and oxygen gas (O 2 ) is used, and etching is preferably performed up to a region (depth) where the support 11 is exposed, and the support 11 is exposed A form including over-etching performed after the etching is preferable. Hereinafter, a specific method of dry etching and the first stage etching, second stage etching, and over-etching will be described.

[エッチング条件の算出]
ドライエッチングは、下記手法により事前にエッチング条件の構成を求めて行う。
(1)第1段階のエッチングにおけるエッチングレート(nm/min)と、第2段階のエッチングにおけるエッチングレート(nm/min)とをそれぞれ算出する。
(2)第1段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間と、第2段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間とをそれぞれ算出する。
(3)上記(2)で算出したエッチング時間に従って、第1段階のエッチングを実施する。
(4)上記(2)で算出したエッチング時間に従って、第2段階のエッチングを実施する。または、エンドポイント検出でエッチング時間を決定し、決定したエッチング時間に従って第2段階のエッチングを実施してもよい。
(5)上記(3)、(4)の合計時間に対してオーバーエッチング時間を算出して、オーバーエッチングを実施する。
[Calculation of etching conditions]
Dry etching is performed by obtaining a configuration of etching conditions in advance by the following method.
(1) The etching rate (nm / min) in the first stage etching and the etching rate (nm / min) in the second stage etching are calculated respectively.
(2) The time for etching the desired thickness in the first stage etching and the time for etching the desired thickness in the second stage etching are respectively calculated.
(3) The first-stage etching is performed according to the etching time calculated in (2) above.
(4) The second stage etching is performed according to the etching time calculated in (2) above. Alternatively, the etching time may be determined by endpoint detection, and the second-stage etching may be performed according to the determined etching time.
(5) Overetching time is calculated with respect to the total time of (3) and (4) above, and overetching is performed.

[第1段階のエッチング工程]
第1段階のエッチング工程で用いる混合ガスは、被エッチング膜である有機材料を矩形に加工する観点から、フッ素系ガス及び酸素ガス(O)を含む。また第1段階のエッチング工程は、支持体11が露出しない領域までエッチングする形態にすることで、支持体11のダメージを回避することができる。
[First-stage etching process]
The mixed gas used in the first stage etching process contains a fluorine-based gas and an oxygen gas (O 2 ) from the viewpoint of processing the organic material that is the film to be etched into a rectangular shape. In addition, the first step etching process can avoid damage to the support 11 by performing etching until the region where the support 11 is not exposed.

[第2段階のエッチング工程、オーバーエッチング工程]
第1段階のエッチング工程で、フッ素系ガスと酸素ガスとの混合ガスにより支持体11が露出しない領域までエッチングを実施した後、支持体11のダメージ回避の観点から、窒素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用い、第2段階のエッチング工程におけるエッチング処理、及びオーバーエッチング工程におけるエッチング処理を行う。
[Second-stage etching process, over-etching process]
In the first stage etching process, etching is performed to a region where the support 11 is not exposed by a mixed gas of fluorine-based gas and oxygen gas, and then from the viewpoint of avoiding damage to the support 11, nitrogen gas and oxygen gas are mixed. Using the mixed gas, the etching process in the second stage etching process and the etching process in the overetching process are performed.

[エッチング量の好ましい比率]
第1段階のエッチング工程におけるエッチング量と、第2段階のエッチング工程におけるエッチング量との比率は、第1段階のエッチング工程におけるエッチング処理による矩形性を損なわないように決定する必要がある。
[Preferred ratio of etching amount]
The ratio between the etching amount in the first-stage etching process and the etching amount in the second-stage etching process needs to be determined so as not to impair the rectangularity due to the etching process in the first-stage etching process.

全エッチング量(第1段階のエッチング工程におけるエッチング量と第2段階のエッチング工程におけるエッチング量との総和)中における後者の比率としては、0%より大きく50%以下である範囲が好ましく、10〜20%がより好ましい。ここでエッチング量とは、被エッチング膜の残存する膜厚のことである。   The latter ratio in the total etching amount (the sum of the etching amount in the first stage etching step and the etching amount in the second stage etching step) is preferably in the range of more than 0% and not more than 50%. 20% is more preferable. Here, the etching amount is the thickness of the film to be etched remaining.

[フォトレジスト除去工程]
フォトレジスト除去工程31,42では、ドライエッチング工程30,41の終了後、専用の剥離液や溶剤によってレジストパターン34,43(フォトレジスト層)を除去する。なお、本実施形態では、窒素ガスと酸素ガスとを含む第2の混合ガスを使用する第2段階のエッチング工程を行うため、剥離液や溶剤によるフォトレジスト層の剥離をより容易に行うことができる。
[Photoresist removal process]
In the photoresist removal steps 31 and 42, after the dry etching steps 30 and 41 are completed, the resist patterns 34 and 43 (photoresist layer) are removed with a dedicated stripping solution or solvent. In this embodiment, since the second stage etching process using the second mixed gas containing nitrogen gas and oxygen gas is performed, the photoresist layer can be more easily removed with a remover or a solvent. it can.

フォトレジスト除去工程31,42は、(1)レジストパターン34,43上に、剥離液または溶剤を付与して、レジストパターン34,43を除去可能な状態にする第1除去工程と、(2)レジストパターン34,43を、洗浄水を用いて除去する第2除去工程とを含むことが好ましい。   The photoresist removing steps 31 and 42 are: (1) a first removing step of applying a stripping solution or a solvent on the resist patterns 34 and 43 to make the resist patterns 34 and 43 removable; and (2) It is preferable to include a second removal step of removing the resist patterns 34 and 43 using cleaning water.

第1除去工程としては、例えば、剥離液または溶剤を、少なくともレジストパターン34,43上に付与し、所定の時間停滞させるパドル現像工程を挙げることができる。剥離液または溶剤を停滞させる時間としては、特に制限はないが、数十秒から数分であることが好ましい。   Examples of the first removal step include a paddle development step in which a stripping solution or a solvent is applied on at least the resist patterns 34 and 43 and is held for a predetermined time. Although there is no restriction | limiting in particular as time to make stripping solution or a solvent stagnant, It is preferable that it is several dozen seconds to several minutes.

第2除去工程としては、例えば、スプレー式またはシャワー式の噴射ノズルから、フォトレジスト層に洗浄水を噴射して、フォトレジスト層を除去する工程を挙げることができる。洗浄水としては、純水を好ましく用いることができる。また、噴射ノズルとしては、その噴射範囲内に支持体全体が包含される噴射ノズルや、可動式の噴射ノズルであってその可動範囲が支持体全体を包含する噴射ノズルを挙げることができる。可動式の噴射ノズルは、例えば、除去工程中に支持体11の中心部から支持体11の端部までを2回以上移動しながら洗浄水を噴射する。これにより、効果的にフォトレジスト層(レジストパターン)を除去することができる。   Examples of the second removal step include a step of removing the photoresist layer by spraying cleaning water onto the photoresist layer from a spray type or shower type spray nozzle. As the washing water, pure water can be preferably used. Further, examples of the injection nozzle include an injection nozzle in which the entire support is included in the injection range, and an injection nozzle that is a movable injection nozzle and in which the movable range includes the entire support. For example, the movable spray nozzle sprays the cleaning water while moving from the center of the support 11 to the end of the support 11 twice or more during the removal step. Thereby, the photoresist layer (resist pattern) can be effectively removed.

剥離液は一般的には有機溶剤を含有するが、無機溶媒を更に含有してもよい。有機溶剤としては、例えば、(1)炭化水素系化合物、(2)ハロゲン化炭化水素系化合物、(3)アルコール系化合物、(4)エーテルまたはアセタール系化合物、(5)ケトンまたはアルデヒド系化合物、(6)エステル系化合物、(7)多価アルコール系化合物、(8)カルボン酸またはその酸無水物系化合物、(9)フェノール系化合物、(10)含窒素化合物、(11)含硫黄化合物、(12)含フッ素化合物が挙げられる。   The stripping solution generally contains an organic solvent, but may further contain an inorganic solvent. Examples of the organic solvent include (1) hydrocarbon compounds, (2) halogenated hydrocarbon compounds, (3) alcohol compounds, (4) ether or acetal compounds, (5) ketones or aldehyde compounds, (6) ester compounds, (7) polyhydric alcohol compounds, (8) carboxylic acids or acid anhydride compounds, (9) phenol compounds, (10) nitrogen compounds, (11) sulfur compounds, (12) Fluorine-containing compounds are exemplified.

また、本発明で用いられる剥離液としては、含窒素化合物を含有することが好ましく、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物とを含むことがより好ましい。   Further, the stripping solution used in the present invention preferably contains a nitrogen-containing compound, and more preferably contains an acyclic nitrogen-containing compound and a cyclic nitrogen-containing compound.

非環状含窒素化合物としては、水酸基を有する非環状含窒素化合物であることが好ましい。例えば、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられ、;好ましくはモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンであり、より好ましくはモノエタノールアミン(HNCHCHOH)である。 The acyclic nitrogen-containing compound is preferably an acyclic nitrogen-containing compound having a hydroxyl group. Examples include monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, N-ethylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N-butylethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine; Is monoethanolamine, diethanolamine or triethanolamine, more preferably monoethanolamine (H 2 NCH 2 CH 2 OH).

環状含窒素化合物としては、イソキノリン、イミダゾール、N−エチルモルホリン、ε−カプロラクタム、キノリン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、ピペラジン、ピペリジン、ピラジン、ピリジン、ピロリジン、N−メチル−2−ピロリドン、N−フェニルモルホリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジンなどが挙げられ、好ましくは、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチルモルホリンであり、より好ましくはN−メチル−2−ピロリドン(NMP)である。   Examples of the cyclic nitrogen-containing compound include isoquinoline, imidazole, N-ethylmorpholine, ε-caprolactam, quinoline, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, 2-pipecoline, 3-pipecoline, 4-pipecoline, piperazine, piperidine, pyrazine, pyridine, pyrrolidine, N-methyl-2-pyrrolidone, N-phenylmorpholine, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine and the like are preferable, N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethylmorpholine are preferable, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is more preferable.

また、本発明で用いられる剥離液は、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物とを含むことが好ましいが、中でも、非環状含窒素化合物として、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びトリエタノールアミンから選ばれる少なくとも1種と、環状含窒素化合物として、N−メチル−2−ピロリドン及びN−エチルモルホリンから選ばれる少なくとも1種とを含むことがより好ましく、モノエタノールアミンとN−メチル−2−ピロリドンとを含むことが更に好ましい。   The stripping solution used in the present invention preferably contains an acyclic nitrogen-containing compound and a cyclic nitrogen-containing compound, and among them, the acyclic nitrogen-containing compound is selected from monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine. More preferably, it contains at least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethylmorpholine as the cyclic nitrogen-containing compound, and monoethanolamine and N-methyl-2-pyrrolidone. It is more preferable to include.

また、上記非環状含窒素化合物の含有量が、剥離液100質量部に対して、9質量部以上11質量部以下であって、環状含窒素化合物の含有量が65質量部以上70質量部以下であることが望ましい。また、本発明で用いられる剥離液は、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物の混合物を純水で希釈したものであることが好ましい。   Further, the content of the acyclic nitrogen-containing compound is 9 parts by mass or more and 11 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the stripping solution, and the content of the cyclic nitrogen-containing compound is 65 parts by mass or more and 70 parts by mass or less. It is desirable that Further, the stripping solution used in the present invention is preferably a mixture of a non-cyclic nitrogen-containing compound and a cyclic nitrogen-containing compound diluted with pure water.

また、フォトレジスト除去工程31,42では、着色層(赤色パターン27、青色画素20B及び青色パターン44)上から、レジストパターン34,43が除去されていればよく、着色層の側壁にエッチング生成物であるデポ物が付着している場合に、このデポ物が完全に除去されなくてもよい。ここで、デポ物とは、エッチング生成物が着色層の側壁に付着し堆積したものを表わす。   In the photoresist removing steps 31 and 42, the resist patterns 34 and 43 only have to be removed from the colored layers (the red pattern 27, the blue pixel 20B, and the blue pattern 44). When the deposit which is is attached, this deposit may not be completely removed. Here, the deposit means an etching product deposited on the side wall of the colored layer.

更に、フォトレジスト除去工程31,42の終了後、上記着色層に吸収された水分を除去することが望ましい。具体的には90℃〜200℃のポストベーク処理をすることが望ましく、100℃〜180℃が更に好ましい。また時間は1分以上10分以下であれば製造工程の時間効率を低下させることはなく、吸収された水分を蒸発させるのには十分な条件である。   Furthermore, it is desirable to remove moisture absorbed in the colored layer after the photoresist removing steps 31 and 42 are completed. Specifically, it is desirable to perform a post-bake treatment at 90 ° C. to 200 ° C., more preferably 100 ° C. to 180 ° C. If the time is 1 minute or more and 10 minutes or less, the time efficiency of the production process is not lowered, and the conditions are sufficient to evaporate the absorbed moisture.

[エッチバック工程の研磨(CMP)処理]
研磨(CMP)処理に用いるスラリーとしては、粒径10〜100nmのSiO砥粒を0.5〜20質量%含有させたpH9〜11の水溶液を用いることが好ましい。研磨パッドとしては、連続発砲ウレタン等の軟質タイプを好ましく用いることができる。前述のスラリー及び研磨パッドを使用して、スラリー流量:50〜250ml/min、ウエハ圧:0.2〜5.0psi、リテーナーリング圧:1.0〜2.5psiの条件により研磨することができる。また、研磨処理が終了した後、被研磨面を精密洗浄処理する洗浄工程、脱水ベーク(好ましくは、100〜200℃で1〜5分間)処理(脱水処理)を施す脱水処理工程を行う。
[Polishing (CMP) process in etch back process]
As a slurry used for polishing (CMP) treatment, it is preferable to use an aqueous solution having a pH of 9 to 11 containing 0.5 to 20% by mass of SiO 2 abrasive grains having a particle size of 10 to 100 nm. As the polishing pad, a soft type such as continuous foaming urethane can be preferably used. Using the above slurry and polishing pad, polishing can be performed under the conditions of slurry flow rate: 50 to 250 ml / min, wafer pressure: 0.2 to 5.0 psi, retainer ring pressure: 1.0 to 2.5 psi. . In addition, after the polishing process is completed, a cleaning process for precisely cleaning the surface to be polished and a dehydration process for performing a dehydration bake (preferably at 100 to 200 ° C. for 1 to 5 minutes) (dehydration process) are performed.

[着色熱硬化性組成物]
カラーフィルタ製造工程22ではドライエッチング法を用いるので、各着色画素20R,20G,20Bは、光硬化性成分を含有しない非感光性の着色熱硬化性組成物を用いて形成する。これにより、各着色画素20R,20G,20B(各色層33R,33G,33B)から光硬化成分を除き、各層の硬化成分を熱硬化成分のみとすることで、着色成分の比率を高めることができるため、各着色画素20R,20G,20Bをより薄膜化し、且つ良好な分光特性が得られる。
[Colored thermosetting composition]
Since the color filter manufacturing process 22 uses a dry etching method, the colored pixels 20R, 20G, and 20B are formed using a non-photosensitive colored thermosetting composition that does not contain a photocurable component. Thereby, the ratio of a coloring component can be raised by removing a photocuring component from each coloring pixel 20R, 20G, 20B (each color layer 33R, 33G, 33B) and making only the thermosetting component the curing component of each layer. Therefore, the colored pixels 20R, 20G, and 20B are made thinner and good spectral characteristics can be obtained.

着色熱硬化性組成物は、着色剤と、熱硬化性化合物とを含み、全固形分中の着色剤濃度が50質量%以上100質量%未満であることが好ましい。着色剤濃度を高めることにより、より薄膜のカラーフィルタ13を形成することができる。   The colored thermosetting composition contains a colorant and a thermosetting compound, and the colorant concentration in the total solid content is preferably 50% by mass or more and less than 100% by mass. By increasing the colorant concentration, a thinner color filter 13 can be formed.

[着色剤]
本発明で用いられる着色剤は、特に限定されず、従来公知の種々の染料や顔料を1種又は2種以上混合して用いることができる。
[Colorant]
The colorant used in the present invention is not particularly limited, and various conventionally known dyes and pigments can be used alone or in combination.

顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を挙げることができる。また、無機顔料であれ有機顔料であれ、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、平均粒子径がなるべく小さい顔料の使用が好ましく、ハンドリング性をも考慮すると、上記顔料の平均粒子径は、0.01μm〜0.1μmが好ましく、0.01μm〜0.05μmがより好ましい。   Examples of the pigment include conventionally known various inorganic pigments or organic pigments. Further, considering that it is preferable to have a high transmittance, whether it is an inorganic pigment or an organic pigment, it is preferable to use a pigment having an average particle size as small as possible, and considering the handling properties, the average particle size of the pigment is 0.01 μm to 0.1 μm is preferable, and 0.01 μm to 0.05 μm is more preferable.

このような顔料として、以下のものを挙げることができる。但し本発明は、これらに限定されるものではない。   The following can be mentioned as such a pigment. However, the present invention is not limited to these.

C.I.ピグメント・イエロー11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185;
C.I.ピグメント・オレンジ36,71;
C.I.ピグメント・レッド122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264;
C.I.ピグメント・バイオレット19,23,32;
C.I.ピグメント・ブルー15:1,15:3,15:6,16,22,60,66;
C.I.ピグメント・ブラック1
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 Black 1

[第1色目の着色層(赤色層)]
第1色目の着色層は赤色層33Rであり、赤色素を含有するため、使用できる着色剤として、C.I.ピグメント・レッド122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264;が挙げられる。更に、赤色の分離性の観点から、更に黄色素を含有することが望ましい。黄色素としては、C.I.ピグメント・イエロー11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185が挙げられる。更にC.I.ピグメント・オレンジ36,71;などのオレンジを含有することもできる。
[First color layer (red layer)]
The colored layer of the first color is the red layer 33R and contains a red pigment. I. Pigment red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264; Furthermore, from the viewpoint of red separability, it is desirable to further contain yellowish pigment. Examples of yellow dye include C.I. I. Pigment yellow 11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185. Furthermore, C.I. I. It may also contain oranges such as CI Pigment Orange 36, 71;

本発明において、着色剤が染料である場合には、染料を組成物中に均一に溶解して非感光性の着色熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。このような染料としては、特に制限はなく、従来カラーフィルタ用として公知の染料が使用できる。   In the present invention, when the colorant is a dye, the dye can be uniformly dissolved in the composition to obtain a non-photosensitive colored thermosetting resin composition. There is no restriction | limiting in particular as such a dye, A conventionally well-known dye can be used for color filters.

化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の染料が使用可能である。   The chemical structure includes pyrazole azo, anilino azo, triphenyl methane, anthraquinone, anthrapyridone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine, Xanthene-based, phthalocyanine-based, benzopyran-based and indigo-based dyes can be used.

着色熱硬化性組成物の全固形分中の着色剤含有率は特に限定はされないが、好ましくは30〜60質量%である。30質量%以上とすることでカラーフィルタとして適度な色度を得ることができる。また、60質量%以下とすることで硬化を充分に進めることができ、膜としての強度低下を抑制することができる。   The colorant content in the total solid content of the colored thermosetting composition is not particularly limited, but is preferably 30 to 60% by mass. By setting the content to 30% by mass or more, an appropriate chromaticity as a color filter can be obtained. Moreover, hardening can fully be advanced by setting it as 60 mass% or less, and the strength reduction as a film | membrane can be suppressed.

[熱硬化性化合物]
熱硬化性化合物としては、加熱により膜硬化を行えるものであれば特に限定はなく、例えば、熱硬化性官能基を有する化合物を用いることができる。このような熱硬化性化合物としては、例えば、エポキシ基、メチロール基、アルコキシメチル基およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの基を有するものが好ましい。
[Thermosetting compound]
The thermosetting compound is not particularly limited as long as the film can be cured by heating. For example, a compound having a thermosetting functional group can be used. As such a thermosetting compound, for example, a compound having at least one group selected from an epoxy group, a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group is preferable.

更に好ましい熱硬化性化合物としては、(a)エポキシ化合物、(b)メチロール基、アルコキシメチル基およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物またはウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物またはヒドロキシアントラセン化合物が挙げられる。中でも、多官能エポキシ化合物が特に好ましい。   More preferable thermosetting compounds include (a) an epoxy compound, (b) a melamine compound, a guanamine compound, and a glycoluril substituted with at least one substituent selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. Examples thereof include a compound or a urea compound, (c) a phenol compound, a naphthol compound, or a hydroxyanthracene compound substituted with at least one substituent selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. Of these, polyfunctional epoxy compounds are particularly preferred.

着色熱硬化性組成物中における熱硬化性化合物の総含有量としては、素材により異なるが、着色熱硬化性組成物の全固形分(質量)に対して、0.1〜50質量%が好ましく、0.2〜40質量%がより好ましく、1〜35質量%が特に好ましい。   Although the total content of the thermosetting compound in the colored thermosetting composition varies depending on the material, it is preferably 0.1 to 50% by mass with respect to the total solid content (mass) of the colored thermosetting composition. 0.2-40 mass% is more preferable, and 1-35 mass% is especially preferable.

[各種添加物]
また、着色熱硬化性組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて各種添加物、例えばバインダー、硬化剤、硬化触媒、溶剤、充填剤、前記以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、分散剤等を配合することができる。
[Various additives]
In addition, the colored thermosetting composition has various additives as necessary, for example, a binder, a curing agent, a curing catalyst, a solvent, a filler, a polymer compound other than the above, as long as the effects of the present invention are not impaired. Surfactants, adhesion promoters, antioxidants, ultraviolet absorbers, aggregation inhibitors, dispersants and the like can be blended.

[バインダー]
バインダーは、顔料分散液調製時に添加する場合が多く、アルカリ可溶性を必要とせず、有機溶剤に可溶であればよい。
[binder]
The binder is often added at the time of preparing the pigment dispersion, does not require alkali solubility, and may be soluble in an organic solvent.

バインダーとしては、線状有機高分子重合体で、有機溶剤に可溶であるものが好ましい。このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等が挙げられ、また同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が有用である。   The binder is preferably a linear organic polymer that is soluble in an organic solvent. Examples of such linear organic high molecular polymers include polymers having a carboxylic acid in the side chain, such as JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, and JP-B-54-. No. 25957, JP-A-59-53836, JP-A-59-71048, methacrylic acid copolymer, acrylic acid copolymer, itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, etc. Examples thereof include polymers, maleic acid copolymers, partially esterified maleic acid copolymers, and acidic cellulose derivatives having a carboxylic acid in the side chain are also useful.

これら各種バインダーの中でも、耐熱性の観点からは、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、現像性制御の観点からは、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。   Among these various binders, from the viewpoint of heat resistance, polyhydroxystyrene resins, polysiloxane resins, acrylic resins, acrylamide resins, and acrylic / acrylamide copolymer resins are preferable. Acrylic resins, acrylamide resins, and acrylic / acrylamide copolymer resins are preferred.

上記アクリル系樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体、例えばベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸、ベンジルメタアクリレート/ベンジルメタアクリルアミドのような各共重合体、KSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が好ましい。   Examples of the acrylic resin include copolymers composed of monomers selected from benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, and the like, such as benzyl methacrylate / methacrylic acid, Each copolymer such as benzyl methacrylate / benzylmethacrylamide, KS resist-106 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), cyclomer P series (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and the like are preferable.

これらのバインダー中に前述の着色剤を高濃度に分散させることで、下層等との密着性を付与でき、これらはスピンコート、スリットコート(着色層形成)時の塗布面状にも寄与している。   By dispersing the aforementioned colorant in these binders at a high concentration, it is possible to impart adhesion to the lower layer, etc., which also contributes to the coating surface state during spin coating and slit coating (colored layer formation). Yes.

[硬化剤]
熱硬化性化合物として、エポキシ樹脂を使用する場合、硬化剤を添加することが好ましい。エポキシ樹脂の硬化剤は種類が非常に多く、性質、樹脂と硬化剤の混合物との可使時間、粘度、硬化温度、硬化時間、発熱などが使用する硬化剤の種類によって非常に異なるため、硬化剤の使用目的、使用条件、作業条件などによって適当な硬化剤を選ばねばならない。硬化剤に関しては、垣内弘編「エポキシ樹脂(昇晃堂)」第5章に詳しく解説されている。硬化剤の例を挙げると以下のようになる。
[Curing agent]
When an epoxy resin is used as the thermosetting compound, it is preferable to add a curing agent. There are many types of curing agents for epoxy resins, and their properties, pot life with resin and curing agent mixture, viscosity, curing temperature, curing time, heat generation, etc. vary greatly depending on the type of curing agent used. An appropriate curing agent must be selected according to the purpose of use, use conditions, working conditions, and the like. The curing agent is explained in detail in Chapter 5 of Hiroshi Kakiuchi “Epoxy resin (Shojodo)”. Examples of curing agents are as follows.

触媒的に作用するものとしては、第三アミン類、三フッ化ホウ素−アミンコンプレックス、エポキシ樹脂の官能基と化学量論的に反応するものとして、ポリアミン、酸無水物等;また、常温硬化のものとして、ジエチレントリアミン、ポリアミド樹脂、中温硬化のものの例としてジエチルアミノプロピルアミン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール;高温硬化の例として、無水フタル酸、メタフェニレンジアミン等がある。また化学構造別に見るとアミン類では、脂肪族ポリアミンとしてはジエチレントリアミン;芳香族ポリアミンとしてはメタフェニレンジアミン;第三アミンとしてはトリス(ジメチルアミノメチル)フェノール;酸無水物としては無水フタル酸、ポリアミド樹脂、ポリスルフィド樹脂、三フッ化ホウ素−モノエチルアミンコンプレックス;合成樹脂初期縮合物としてはフェノール樹脂、その他ジシアンジアミド等が挙げられる。   Those that act catalytically include tertiary amines, boron trifluoride-amine complexes, those that react stoichiometrically with functional groups of epoxy resins, polyamines, acid anhydrides, etc .; Examples include diethylenetriamine, polyamide resin, and medium temperature curing examples such as diethylaminopropylamine and tris (dimethylaminomethyl) phenol; examples of high temperature curing include phthalic anhydride and metaphenylenediamine. In terms of chemical structure, in the case of amines, diethylenetriamine as an aliphatic polyamine; metaphenylenediamine as an aromatic polyamine; tris (dimethylaminomethyl) phenol as a tertiary amine; phthalic anhydride as an acid anhydride; polyamide resin Polysulfide resin, boron trifluoride-monoethylamine complex; Synthetic resin initial condensate includes phenol resin, dicyandiamide and the like.

これら硬化剤は、加熱によりエポキシ基と反応し、重合することによって架橋密度が上がり硬化するものである。薄膜化のためには、バインダー、硬化剤とも極力少量の方が好ましく、特に硬化剤に関しては熱硬化性化合物に対して35質量%以下、好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは25質量%以下とすることが好ましい。   These curing agents react with an epoxy group by heating and polymerize to increase the crosslinking density and cure. For thinning, both the binder and the curing agent are preferably as small as possible. In particular, the curing agent is 35% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less with respect to the thermosetting compound. It is preferable that

[硬化触媒]
本発明において高い着色剤濃度を実現するためには、上記硬化剤との反応による硬化の他、主としてエポキシ基同士の反応による硬化が有効である。このため、硬化剤は用いず、硬化触媒を使用することもできる。硬化触媒の添加量としてはエポキシ当量が150〜200程度のエポキシ樹脂に対して、質量基準で1/10〜1/1000程度、好ましくは1/20〜1/500程度さらに好ましくは1/30〜1/250程度のわずかな量で硬化させることが可能である。
[Curing catalyst]
In order to realize a high colorant concentration in the present invention, curing by reaction between epoxy groups is effective in addition to curing by reaction with the curing agent. For this reason, a curing catalyst can be used without using a curing agent. The addition amount of the curing catalyst is about 1/10 to 1/1000, preferably about 1/20 to 1/500, more preferably about 1/30 to the epoxy resin having an epoxy equivalent weight of about 150 to 200. It is possible to cure with a slight amount of about 1/250.

[溶剤]
着色熱硬化性組成物は、各種溶剤に溶解された溶液として用いられる。溶剤は、各成分の溶解性や着色熱硬化性組成物の塗布性を満足すれば基本的に特に限定されない
[solvent]
The colored thermosetting composition is used as a solution dissolved in various solvents. The solvent is not particularly limited as long as the solubility of each component and the coating property of the colored thermosetting composition are satisfied.

[分散剤]
また、上記分散剤は、顔料の分散性を向上させるために添加する。分散剤としては、公知のものを適宜選定して用いることができ、例えば、カチオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、高分子分散剤等が挙げられる。
[Dispersant]
Moreover, the said dispersing agent is added in order to improve the dispersibility of a pigment. As the dispersant, known ones can be appropriately selected and used, and examples thereof include a cationic surfactant, a fluorosurfactant, and a polymer dispersant.

これらの分散剤としては、多くの種類の化合物が用いられるが、例えば、フタロシアニン誘導体(市販品EFKA−745(エフカ社製))、ソルスパース5000(日本ルーブリゾール社製);オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)、W001(裕商(株)製)等のカチオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商(株)製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上森下産業(株)製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ(株)製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(日本ルーブリゾール社製);アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P−123(旭電化(株)製)およびイソネットS−20(三洋化成(株)製)が挙げられる   As these dispersants, many types of compounds are used. For example, phthalocyanine derivatives (commercially available products EFKA-745 (manufactured by Efka)), Solsperse 5000 (manufactured by Nippon Lubrizol); organosiloxane polymer KP341 (Shin-Etsu) (Made by Chemical Industry Co., Ltd.), (meth) acrylic acid type (co) polymer polyflow No.75, No.90, No.95 (made by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), W001 (made by Yusho Co., Ltd.) ) And other cationic surfactants; polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate , Sol Nonionic surfactants such as tan fatty acid esters; Anionic surfactants such as W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.); EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400, EFKA polymer 401, EFKA polymer 450 (manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd.), disperse aid 6, disperse aid 8, disperse aid 15, disperse aid 9100 (manufactured by San Nopco) Agents: Solsperse 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940, 17000, 24000, 26000, 28000 and other Solsperse dispersants (manufactured by Nippon Lubrizol); Adeka Pluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64 F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P-123 (manufactured by Asahi Denka Co.) and Isonetto S-20 (manufactured by Sanyo Chemical Co.) and the like

上記分散剤は、単独で用いてもよくまた2種以上組み合わせて用いてもよい。着色熱硬化性組成物への分散剤の添加量は、通常顔料100質量部に対して0.1〜50質量部程度が好ましい。   The said dispersing agent may be used independently and may be used in combination of 2 or more type. Usually, the amount of the dispersant added to the colored thermosetting composition is preferably about 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.

[その他の添加剤]
また、着色硬化性組成物には、必要に応じて各種添加剤を更に添加することができる。
[Other additives]
Moreover, various additives can be further added to the colored curable composition as necessary.

次に、図3〜図12を用いて、カラーフィルタ製造工程22を構成する各工程について詳しく説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されるものではない。なお、図面の煩雑化を防止するため、ここでは3×3=9画素のカラーフィルタ13を製造する場合について説明を行うが、画素数が増加した場合も同じように製造することができる。   Next, each process which comprises the color filter manufacturing process 22 is demonstrated in detail using FIGS. However, the present invention is not limited to the following description. In order to prevent complication of the drawing, the case where the color filter 13 of 3 × 3 = 9 pixels is manufactured will be described here, but it can be manufactured in the same manner when the number of pixels is increased.

図3(A),(B)に示すように、赤色層形成工程28では、周知のスピンコータを用いて、赤色素及び黄色素を含む赤色熱硬化性組成物を支持体11上に塗布する。次いで、支持体11をホットプレートやオーブンなどの周知の加熱装置によりベーキング(ポストベーク)処理する。これにより、赤色熱硬化性組成物の塗膜が熱硬化して、支持体11上に赤色層33Rが所定の膜厚で形成される。   As shown in FIGS. 3A and 3B, in the red layer forming step 28, a red thermosetting composition containing a red pigment and yellow dye is applied onto the support 11 using a known spin coater. Next, the support 11 is baked (post-baked) by a known heating device such as a hot plate or an oven. Thereby, the coating film of a red thermosetting composition is thermoset, and the red layer 33R is formed on the support 11 with a predetermined film thickness.

図4(A),(B)に示すように、レジストパターン形成工程29では、スピンコータを用いて、赤色層33R上にフォトレジストを塗布した後、加熱装置により支持体11をプリベークする。これにより、フォトレジストが硬化して、赤色層33R上にフォトレジスト層が形成される。   As shown in FIGS. 4A and 4B, in the resist pattern forming step 29, a photoresist is applied onto the red layer 33R using a spin coater, and then the support 11 is pre-baked by a heating device. Thereby, the photoresist is cured, and a photoresist layer is formed on the red layer 33R.

次いで、周知の露光装置(i線ステッパー)を用いて、フォトレジスト層に露光光線を照射して、このフォトレジスト層を露光処理する。例えば、ポジ型のフォトレジストを用いた場合には、露光光線は、赤色パターン27が形成される領域以外の領域に照射される。この露光処理後、周知の現像液を用いて、露光済みのフォトレジスト層を現像処理する。また、現像処理後に、加熱装置によりポストベーク処理を施す。これにより、赤色パターン27に対応する開口部34aを有するレジストパターン34が赤色層33R上に形成される。   Next, using a well-known exposure apparatus (i-line stepper), the photoresist layer is irradiated with exposure light, and this photoresist layer is exposed. For example, when a positive type photoresist is used, the exposure light beam is irradiated to a region other than the region where the red pattern 27 is formed. After this exposure process, the exposed photoresist layer is developed using a known developer. Further, after the development processing, post-baking processing is performed by a heating device. Thus, a resist pattern 34 having an opening 34a corresponding to the red pattern 27 is formed on the red layer 33R.

図5(A),(B)に示すように、ドライエッチング工程30では、周知のドライエッチング装置を用い、レジストパターン34をマスクとして、赤色層33Rをドライエッチングする。このドライエッチングは、前述の第1段階のエッチング、第2段階のエッチング、及びオーバーエッチングの3段階で行われる。これにより、レジストパターン34の開口部34aより露呈されている赤色層33Rが除去されて、ストライプ状の赤色パターン27が支持体11上に形成される。   As shown in FIGS. 5A and 5B, in the dry etching step 30, the red layer 33R is dry etched using a known dry etching apparatus with the resist pattern 34 as a mask. This dry etching is performed in the three stages of the first stage etching, the second stage etching, and the overetching. Thereby, the red layer 33 </ b> R exposed from the opening 34 a of the resist pattern 34 is removed, and a striped red pattern 27 is formed on the support 11.

図6(A),(B)に示すように、フォトレジスト除去工程31では、剥離液または溶剤をレジストパターン34上に付与する第1除去工程と、洗浄水を用いてレジストパターン34を除去する第2除去工程とを実行する。これにより、赤色パターン27上からレジストパターン34が除去される。   As shown in FIGS. 6A and 6B, in the photoresist removal step 31, a first removal step of applying a stripping solution or a solvent onto the resist pattern 34 and the resist pattern 34 are removed using cleaning water. A 2nd removal process is performed. Thereby, the resist pattern 34 is removed from the red pattern 27.

図7(A),(B)に示すように、青色層形成工程24では、前述の赤色層形成工程28と同様の処理を行って、支持体11上に、赤色パターン27を覆いつつ、その各パターン間の領域を埋め込むように青色層33Bを形成する。   As shown in FIGS. 7A and 7B, in the blue layer forming step 24, the same process as in the red layer forming step 28 is performed to cover the red pattern 27 on the support 11. A blue layer 33B is formed so as to embed a region between the patterns.

図8(A)〜(C)に示すように、緑色画素領域形成工程25aのレジストパターン形成工程40では、前述のレジストパターン形成工程29と同様の処理を行って、青色層33B上に、緑色画素形成領域39に対応する開口部43aを有するレジストパターン43を形成する。   As shown in FIGS. 8A to 8C, in the resist pattern forming step 40 of the green pixel region forming step 25a, the same process as in the resist pattern forming step 29 is performed, and the green color is formed on the blue layer 33B. A resist pattern 43 having an opening 43a corresponding to the pixel formation region 39 is formed.

図9(A)〜(C)に示すように、ドライエッチング工程41では、前述のドライエッチング工程30と同様の方法で、レジストパターン43をマスクとして、赤色パターン27及び青色層33Bをドライエッチングする。これにより、レジストパターン43の開口部43aより露呈されている青色層33B及びその下層の赤色パターン27が除去されて、支持体11上に緑色画素形成領域39が市松模様状に形成される。また、これと同時に、赤色画素20R、青色画素20Bが支持体11上に形成されるとともに、青色パターン44が赤色画素20R上に形成される。   As shown in FIGS. 9A to 9C, in the dry etching step 41, the red pattern 27 and the blue layer 33B are dry-etched using the resist pattern 43 as a mask by the same method as the dry etching step 30 described above. . As a result, the blue layer 33 </ b> B exposed from the opening 43 a of the resist pattern 43 and the red pattern 27 under the blue layer 33 </ b> B are removed, and the green pixel formation region 39 is formed on the support 11 in a checkered pattern. At the same time, the red pixel 20R and the blue pixel 20B are formed on the support 11, and the blue pattern 44 is formed on the red pixel 20R.

図10(A)〜(C)に示すように、フォトレジスト除去工程42では、前述のフォトレジスト除去工程42と同様に、第1除去工程及び第2除去工程を実行して、青色画素20B及び青色パターン44上からレジストパターン43を除去する。   As shown in FIGS. 10A to 10C, in the photoresist removal process 42, the first removal process and the second removal process are performed in the same manner as the photoresist removal process 42 described above, and the blue pixels 20 </ b> B and The resist pattern 43 is removed from the blue pattern 44.

図11(A)〜(C)に示すように、緑色層形成工程37では、前述の赤色層形成工程28と同様の処理を行って、支持体11上に、青色画素20B及び青色パターン44を覆いつつ、緑色画素形成領域39を埋め込むように緑色層33Gを形成する。   As shown in FIGS. 11A to 11C, in the green layer forming step 37, the blue pixel 20B and the blue pattern 44 are formed on the support 11 by performing the same process as in the red layer forming step 28 described above. A green layer 33G is formed so as to embed the green pixel formation region 39 while covering.

図12(A)〜(C)に示すように、平坦化処理工程38では、ドライエッチング装置或いは研磨(CMP)装置を用いて、支持体11の全露出面にエッチバック処理或いは研磨処理(平坦化処理)を施す。具体的には、赤色画素20Rが露出するまで、青色画素20B、青色パターン44、及び緑色画素20Gの各表面をエッチバック処理或いは研磨処理する。これにより、各着色画素20R,20G,20Bの表面が面一になる。   As shown in FIGS. 12A to 12C, in the flattening process step 38, an etch-back process or a polishing process (flattening) is performed on the entire exposed surface of the support 11 using a dry etching apparatus or a polishing (CMP) apparatus. Process). Specifically, each surface of the blue pixel 20B, the blue pattern 44, and the green pixel 20G is etched back or polished until the red pixel 20R is exposed. Thereby, the surface of each coloring pixel 20R, 20G, 20B becomes flush.

更に、最初に、青色画素20B及び青色パターン44上の緑色層33Gが除去されるまで、緑色層33Gの表面をエッチバック処理する。これにより、緑色画素形成領域39上に緑色画素20Gが形成される。引き続き、赤色画素20Rが露出するまで、青色画素20B、青色パターン44、及び緑色画素20Gの各表面を研磨処理する形態をとってもよい。   Further, first, the surface of the green layer 33G is etched back until the green layer 33G on the blue pixel 20B and the blue pattern 44 is removed. As a result, the green pixel 20G is formed on the green pixel formation region 39. Subsequently, each surface of the blue pixel 20B, the blue pattern 44, and the green pixel 20G may be polished until the red pixel 20R is exposed.

以上でカラーフィルタ製造工程22の全工程が終了し、支持体11に各着色画素20R,20G,20Bが2次元配列されてなるカラーフィルタ13が形成される。   Thus, all the steps of the color filter manufacturing process 22 are completed, and the color filter 13 in which the colored pixels 20R, 20G, and 20B are two-dimensionally arranged on the support 11 is formed.

次に、図13を用いて、本発明の第2実施形態の固体撮像素子46のカラーフィルタ47について説明を行う。カラーフィルタ47は、基本的には上記第1実施形態の固体撮像素子10と同じ構成である。ただし、カラーフィルタ47の赤色画素20R上には、平坦化処理(エッチバック処理、研磨処理)の終点検出に用いられるエッチングストッパー層(以下、単にストッパー層という)48が形成されている。なお、カラーフィルタ13(固体撮像装置10)と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。   Next, the color filter 47 of the solid-state image sensor 46 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The color filter 47 basically has the same configuration as that of the solid-state imaging device 10 of the first embodiment. However, on the red pixel 20R of the color filter 47, an etching stopper layer (hereinafter simply referred to as a stopper layer) 48 used for detecting the end point of the flattening process (etch back process or polishing process) is formed. In addition, about the same thing as a color filter 13 (solid-state imaging device 10) on a function and a structure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

ストッパー層48は、エッチバック処理におけるエッチングレート、又は、CMP等の研磨処理における研磨レートが各色層33R,33Gよりも低い層であることが好ましい。更に、ストッパー層48は、可視光に対して透明な硬化性組成物で形成される。これにより、カラーフィルタ47の赤色画素20R上からストッパー層48を完全に除去する必要が無くなる。ここで、可視光に対して透明とは可視光の透過率が95%以上であることを意味する。   The stopper layer 48 is preferably a layer that has an etching rate in the etch-back process or a polishing rate in a polishing process such as CMP lower than the color layers 33R and 33G. Furthermore, the stopper layer 48 is formed of a curable composition that is transparent to visible light. This eliminates the need to completely remove the stopper layer 48 from the red pixel 20R of the color filter 47. Here, being transparent to visible light means that the transmittance of visible light is 95% or more.

また、ストッパー層48のエッチングレート・研磨レートが各色層33B,33Gと同等、もしくは高い場合には、ストッパー層48を残す必要はなく、エッチバック処理又は研磨処理時に除去してもよい。   When the etching rate and polishing rate of the stopper layer 48 are equal to or higher than those of the color layers 33B and 33G, the stopper layer 48 does not need to be left and may be removed during the etch-back process or the polishing process.

図14に示すように、カラーフィルタ47を製造するカラーフィルタ製造工程50は、赤色パターン形成工程51が異なる以外は、上記第1実施形態のカラーフィルタ製造工程22と同じである。赤色パターン形成工程51では、赤色層形成工程28とレジストパターン形成工程29との間に、ストッパー層形成工程52が設けられている点が第1実施形態と異なる。   As shown in FIG. 14, the color filter manufacturing process 50 for manufacturing the color filter 47 is the same as the color filter manufacturing process 22 of the first embodiment except that the red pattern forming process 51 is different. The red pattern forming step 51 is different from the first embodiment in that a stopper layer forming step 52 is provided between the red layer forming step 28 and the resist pattern forming step 29.

ストッパー層形成工程52は、赤色層形成工程28で形成された赤色層33R上に、ストッパー層48の材料である硬化性組成物を用いて、ストッパー層(ストッパー層48と区別するため、以下、全面ストッパー層という、図15参照)53を形成する。レジストパターン形成工程29では、全面ストッパー層53上に前述のレジストパターン34を形成する。ドライエッチング工程30では、レジストパターン34をマスクとして、全面ストッパー層53及び赤色層33Rをドライエッチングし、ストライプ状のストッパーパターン層53a(図17参照)及び赤色パターン27を形成する。フォトレジスト除去工程31は、ストッパーパターン層53a上からレジストパターン34を除去する。   The stopper layer forming step 52 uses a curable composition that is a material of the stopper layer 48 on the red layer 33R formed in the red layer forming step 28 to distinguish the stopper layer (the stopper layer 48 from the following). An entire surface stopper layer 53 (see FIG. 15) 53 is formed. In the resist pattern forming step 29, the above-described resist pattern 34 is formed on the entire surface stopper layer 53. In the dry etching step 30, the entire surface stopper layer 53 and the red layer 33R are dry-etched using the resist pattern 34 as a mask to form a striped stopper pattern layer 53a (see FIG. 17) and a red pattern 27. In the photoresist removing step 31, the resist pattern 34 is removed from the stopper pattern layer 53a.

青色層形成工程24及び緑色画素形成工程25は、第1実施形態と基本的には同じであるが、緑色画素形成工程25のドライエッチング工程41では、ストッパーパターン層53aをドライエッチングして、赤色画素20Rの表面上にストッパー層48を形成する。   The blue layer forming step 24 and the green pixel forming step 25 are basically the same as those in the first embodiment, but in the dry etching step 41 of the green pixel forming step 25, the stopper pattern layer 53a is dry-etched to obtain a red color. A stopper layer 48 is formed on the surface of the pixel 20R.

また、緑色画素形成工程25の平坦化処理工程では、ストッパー層48が露出するまで、支持体11の全露出面を平坦化処理する。ストッパー層48が露出したか否か(平坦化処理の終点)は、以下の方法で確認することができる。   In the flattening process of the green pixel forming process 25, the entire exposed surface of the support 11 is flattened until the stopper layer 48 is exposed. Whether or not the stopper layer 48 is exposed (end point of the planarization process) can be confirmed by the following method.

エッチバック処理を行っている場合には、例えば、ストッパー層48がドライエッチング(プラズマエッチング)されて生成された反応生成物のプラズマ発光の有無により、平坦化処理の終点を確認することができる。また、研磨処理を行っている場合には、例えば、被研磨面に検査光を照射すると共にその反射光を測定して、ストッパー層48により特定の周波数の光が吸収されたか否かに基づいて、平坦化処理の終点を確認することができる。   When the etch back process is performed, for example, the end point of the planarization process can be confirmed based on the presence or absence of plasma emission of the reaction product generated by dry etching (plasma etching) of the stopper layer 48. Further, when the polishing process is performed, for example, the surface to be polished is irradiated with the inspection light and the reflected light is measured, and based on whether or not the light having a specific frequency is absorbed by the stopper layer 48. The end point of the flattening process can be confirmed.

平坦化処理時に、赤色画素20Rの表面はストッパー層48で保護されているため、エッチバック処理や研磨処理により、赤色画素20Rが膜減りしたり、ダメージを受けたりする現象をより効果的に防止することができる。これにより、カラーフィルタ47の赤色画素20Rの透過分光特性の制御がさらに容易となる。   Since the surface of the red pixel 20R is protected by the stopper layer 48 during the flattening process, the red pixel 20R is more effectively prevented from being damaged or damaged by the etch-back process or the polishing process. can do. Thereby, control of the transmission spectral characteristic of the red pixel 20R of the color filter 47 is further facilitated.

[硬化性組成物]
ストッパー層48を形成する硬化性組成物としては、熱によって硬化可能な高分子化合物を含む組成物を好ましく用いることができる。高分子化合物としては、例えば、ポリシロキサン系高分子及びポリスチレン系高分子が好ましい。これらの中でも、スピン・オン・グラス(SOG)材料として知られている材料、又はポリスチレン誘導体若しくはポリヒドロキシスチレン誘導体を主成分とする熱硬化性組成物がより好ましい。
[Curable composition]
As the curable composition for forming the stopper layer 48, a composition containing a polymer compound that can be cured by heat can be preferably used. As the polymer compound, for example, a polysiloxane polymer and a polystyrene polymer are preferable. Among these, a material known as a spin-on-glass (SOG) material, or a thermosetting composition mainly composed of a polystyrene derivative or a polyhydroxystyrene derivative is more preferable.

硬化性組成物の耐エッチング性を示す指標としては、例えば、大西パラメータ(参考文献 特開2004−294638、特開2005−146182)を用いることができる。本発明においては、着色硬化性組成物の該パラメータ値が、3.5〜4.5である場合、ストッパー層48を形成する硬化性組成物の該パラメータ値が、2.5以下であると、着色硬化性組成物層に対し選択性が確保可能(ストッパー層48がエッチングされ難い)と判断することができる。大西パラメータは、下記式(I)で算出することができる。   As an index indicating the etching resistance of the curable composition, for example, Onishi parameters (reference documents JP-A Nos. 2004-294638 and 2005-146182) can be used. In the present invention, when the parameter value of the colored curable composition is 3.5 to 4.5, the parameter value of the curable composition forming the stopper layer 48 is 2.5 or less. Therefore, it can be determined that the selectivity to the colored curable composition layer can be ensured (the stopper layer 48 is difficult to be etched). The Onishi parameter can be calculated by the following formula (I).

(C+O+H)/(C−O)・・・式(I)   (C + O + H) / (C−O) Formula (I)

式(I)中のC、O、Hは、それぞれ、ポリマーの構成繰返し単位における、炭素原子、酸素原子、水素原子のモル数を表す。以下に、大西パラメータの算出例を示す。尚、小数点以下3桁は切り捨てて算出した。   C, O, and H in the formula (I) each represent the number of moles of carbon atom, oxygen atom, and hydrogen atom in the structural repeating unit of the polymer. An example of calculating Onishi parameters is shown below. It should be noted that the calculation was performed by rounding off the three decimal places.

例1.フルオレン系アクリレート化合物
(C+O+H)/(C−O)=(33+6+25)/(33−6)=2.37
例2.ポリヒドロスチレン誘導体
(C+O+H)/(C−O)=(8+1+8)/(8−1)=2.42
Example 1. Fluorene acrylate compound (C + O + H) / (CO) = (33 + 6 + 25) / (33-6) = 2.37
Example 2. Polyhydrostyrene derivative (C + O + H) / (C−O) = (8 + 1 + 8) / (8-1) = 2.42

次に、図15〜図24を用いて、カラーフィルタ製造工程50の各工程について詳しく説明する。なお、各図の(A)において、「RS」は、赤色層33R、赤色パターン27、赤色画素20R上に各ストッパー層48,53,53aが積層されていることを示す。   Next, each step of the color filter manufacturing process 50 will be described in detail with reference to FIGS. In (A) of each figure, “RS” indicates that the stopper layers 48, 53, and 53a are stacked on the red layer 33R, the red pattern 27, and the red pixel 20R.

[青色パターン形成工程]
図15(A),(B)に示すように、赤色層形成工程28で支持体11上に赤色層33Rが形成された後、ストッパー層形成工程52では、スピンコータを用いて硬化性組成物を赤色層33R上に塗布した後、加熱装置でベーキング処理を施して、全面ストッパー層53を赤色層33R上に形成する。
[Blue pattern forming process]
As shown in FIGS. 15A and 15B, after the red layer 33R is formed on the support 11 in the red layer forming step 28, in the stopper layer forming step 52, a curable composition is formed using a spin coater. After coating on the red layer 33R, the entire surface stopper layer 53 is formed on the red layer 33R by baking with a heating device.

以下の工程は、基本的には第1実施形態と同じであり、図16(A),(B)に示すように、レジストパターン形成工程29において、全面ストッパー層53上にレジストパターン34が形成される。次いで、図17(A),(B)に示すように、ドライエッチング工程30において、赤色パターン27及びストッパーパターン層53aが形成された後、図18(A),(B)に示すように、フォトレジスト除去工程31において、レジストパターン34が除去される。   The following steps are basically the same as those in the first embodiment. As shown in FIGS. 16A and 16B, a resist pattern 34 is formed on the entire stopper layer 53 in the resist pattern forming step 29. Is done. Next, as shown in FIGS. 17A and 17B, after the red pattern 27 and the stopper pattern layer 53a are formed in the dry etching step 30, as shown in FIGS. In the photoresist removing step 31, the resist pattern 34 is removed.

[赤色層形成工程]
図19(A),(B)に示すように、青色層形成工程24において、ストッパーパターン層53aを覆いつつ、赤色パターン27の各パターン間の領域を埋め込むように、青色層33Bが支持体11上に形成される。
[Red layer forming step]
As shown in FIGS. 19A and 19B, in the blue layer forming step 24, the blue layer 33B is supported by the support 11 so as to cover the stopper pattern layer 53a and embed regions between the red patterns 27. Formed on top.

[緑色画素形成工程]
図20(A)〜(C)に示すように、レジストパターン形成工程40において、レジストパターン43が青色層33B上に形成される。次いで、図21(A)〜(C)に示すように、ドライエッチング工程41において、赤色画素20R、青色画素20B、青色パターン44、緑色画素形成領域39、及びストッパー層48が形成された後、図22(A)〜(C)に示すように、フォトレジスト除去工程42において、レジストパターン43が除去される。
[Green pixel forming process]
As shown in FIGS. 20A to 20C, in the resist pattern forming step 40, a resist pattern 43 is formed on the blue layer 33B. Next, as shown in FIGS. 21A to 21C, after the red pixel 20R, the blue pixel 20B, the blue pattern 44, the green pixel formation region 39, and the stopper layer 48 are formed in the dry etching step 41, As shown in FIGS. 22A to 22C, in the photoresist removing step 42, the resist pattern 43 is removed.

図23(A)〜(C)に示すように、緑色層形成工程37において、青色画素20B及び青色パターン44を覆いつつ、緑色画素形成領域39を埋め込むように、緑色層33Gが支持体11上に形成される。そして、図24(A)〜(C)に示すように、平坦化処理工程38において、ドライエッチング装置或いは研磨装置を用いて、支持体11の全露出面にエッチバック処理或いは研磨処理を施す。   As shown in FIGS. 23A to 23C, in the green layer forming step 37, the green layer 33G is placed on the support 11 so as to embed the green pixel forming region 39 while covering the blue pixel 20B and the blue pattern 44. Formed. Then, as shown in FIGS. 24A to 24C, in the planarization process step 38, an etch-back process or a polishing process is performed on the entire exposed surface of the support 11 using a dry etching apparatus or a polishing apparatus.

エッチバック処理によりストッパー層48が露出すると、ストッパー層48がエッチングされて生成された反応生成物のプラズマ発光が確認される。また、研磨処理によりストッパー層48が露出すると、ストッパー層48による特定の周波数の光の吸収が確認される。これらの確認がなされた時に平坦化処理を終了する。これにより、赤色画素20R上のストッパー層48、青色画素20B、緑色画素20Gの表面が面一になる。   When the stopper layer 48 is exposed by the etch-back process, the plasma emission of the reaction product generated by etching the stopper layer 48 is confirmed. Further, when the stopper layer 48 is exposed by the polishing process, absorption of light of a specific frequency by the stopper layer 48 is confirmed. When these confirmations are made, the flattening process is terminated. Thereby, the surfaces of the stopper layer 48, the blue pixel 20B, and the green pixel 20G on the red pixel 20R are flush with each other.

以上でカラーフィルタ製造工程50の全工程が終了し、支持体11に各着色画素20R,20G,20Bが2次元配列されてなるカラーフィルタ47が形成される。   Thus, all the steps of the color filter manufacturing process 50 are completed, and the color filter 47 in which the colored pixels 20R, 20G, and 20B are two-dimensionally arranged on the support 11 is formed.

以上のように本発明は、支持体11上にストライプ状の赤色パターン27を形成するステップと、支持体11上に第2色目の青色層33Bを形成するステップと、支持体11上に緑色画素形成領域39を形成するステップと、この緑色画素形成領域39に第3色目の緑色画素20Gを形成するステップとを経てカラーフィルタ13,47を製造するようにしたので、孤立パターン(各着色画素)を直接形成する工程を減らすことができる。これにより、各画素形成時において、孤立パターンの角の丸みの抑制、及びドライエッチングにより孤立パターンを加工した際に発生する断面形状の角の丸まりの抑制を図り、従来よりも各着色画素の矩形性を向上させることができる。   As described above, in the present invention, the step of forming the striped red pattern 27 on the support 11, the step of forming the blue layer 33 </ b> B of the second color on the support 11, and the green pixel on the support 11. Since the color filters 13 and 47 are manufactured through the step of forming the formation region 39 and the step of forming the green pixel 20G of the third color in the green pixel formation region 39, the isolated pattern (each colored pixel) It is possible to reduce the step of directly forming the film. As a result, at the time of forming each pixel, the rounding of corners of the isolated pattern is suppressed, and the rounding of corners of the cross-sectional shape that occurs when the isolated pattern is processed by dry etching is reduced. Can be improved.

特に、ドライエッチングのマスクとして、ストライプ状のレジストパターン34をフォトリソ法で形成する場合には、孤立パターンを形成する場合と比較して、露光時にフォトレジスト層上に結像されるレジストパターン像のエッジのコントラストが高くなる。更に、ストライプパターンは、その長手方向のコントラストが一定である。これにより、レジストパターン34のエッジの形状が丸まることが防止されるため、赤色パターン27・赤色画素20Rの角の丸まりを抑え、断面の矩形性を向上させることができる。   In particular, when a striped resist pattern 34 is formed by a photolithography method as a mask for dry etching, a resist pattern image formed on the photoresist layer at the time of exposure is compared with the case of forming an isolated pattern. Edge contrast increases. Furthermore, the stripe pattern has a constant contrast in the longitudinal direction. As a result, the edge shape of the resist pattern 34 is prevented from being rounded, so that the roundness of the corners of the red pattern 27 and the red pixel 20R can be suppressed and the rectangularity of the cross section can be improved.

また、第3色目の緑色画素20Gを形成するステップも、フォトレジストに対しパターンの矩形性が劣る着色感光性組成物を用いるフォトリソ法ではなく、パターンの矩形性に優れるフォトレジスト及びドライエッチング法及びCMP法を用いるようにしたので、各着色画素の矩形性をより向上させることができる。   In addition, the step of forming the third color green pixel 20G is not a photolithography method using a colored photosensitive composition in which the rectangularity of the pattern is inferior to the photoresist, but a photoresist and a dry etching method that are excellent in the rectangularity of the pattern, and Since the CMP method is used, the rectangularity of each colored pixel can be further improved.

更に、第1色目の着色画素(着色パターン、着色層)として、赤色画素20Rをドライエッチング法で形成するようにしたので、従来のフォトリソ法(露光現像)で赤色画素20Rを形成したときのように残渣が発生することが防止される。また、赤顔料は、緑顔料及び青顔料より色価が低くいので、赤色画素、緑色画素、青色画素を同じ膜厚で形成する場合に、赤色画素は最も顔料の含有量を多くする必要がある。従って、カラーフィルタの膜厚は、赤色画素の膜厚により決定されると言い換えてもよい。赤色画素をドライエッチングで形成することで、赤色画素よりもフォトリソ成分含有率に余裕のある他色画素をフォトリソ法で形成するプロセスも適用できるようになる。このように、赤色画素20Rをドライエッチング法(着色熱硬化性組成物)で形成することで、その薄膜化を可能にし、カラーフィルタの薄膜化を実現することができる。   Further, since the red pixel 20R is formed by the dry etching method as the first color pixel (colored pattern, colored layer), the red pixel 20R is formed by the conventional photolithography method (exposure development). It is possible to prevent residues from being generated. Also, since red pigments have lower color values than green and blue pigments, when red, green, and blue pixels are formed with the same film thickness, red pixels need to have the largest pigment content. is there. Therefore, it may be paraphrased that the film thickness of the color filter is determined by the film thickness of the red pixel. By forming the red pixel by dry etching, it is possible to apply a process of forming another color pixel having a margin in the photolitho component content rate than the red pixel by the photolithography method. Thus, by forming the red pixel 20R by a dry etching method (colored thermosetting composition), it is possible to reduce the thickness of the red pixel 20R, and it is possible to reduce the thickness of the color filter.

また、本発明では孤立パターンを加工しないので、各着色画素20R,20G,20Bの隅が集合する領域における空白領域(図25(A)参照)の発生や、各着色画素20R,20G,20Bの境界付近における凹み(図25(B)参照)の発生を防止することができる。また、緑領域を形成するパターン(ここでは市松模様)は、フォトレジストを使用したドライエッチングにより形成し、且つ埋め込みを実施したのち不要部分を除去する工程を経て形成されるので、孤立パターンを形成する場合よりも各パターンの角の丸まりが小さくなる。これにより、パターン(各着色画素)の形成限界を向上させるとともに、パターンの微細化・薄膜化を図ることができる。   In addition, since an isolated pattern is not processed in the present invention, generation of a blank area (see FIG. 25A) in an area where the corners of the colored pixels 20R, 20G, and 20B are gathered, and the colored pixels 20R, 20G, and 20B Generation of a dent (see FIG. 25B) in the vicinity of the boundary can be prevented. The pattern that forms the green region (here, checkered pattern) is formed by dry etching using a photoresist, and is formed through a process of removing unnecessary portions after embedding, thus forming an isolated pattern. The roundness of the corners of each pattern is smaller than in the case of doing so. Thereby, the formation limit of the pattern (each colored pixel) can be improved, and the pattern can be made finer and thinner.

また、本発明の固体撮像素子10,46は、それぞれ上記各工程で製造されたカラーフィルタ13,47を備えることで、色再現性が良好になる。カラーフィルタ13,47は、特に100万画素を超えるような高解像度の固体撮像素子に好適である。   Further, the solid-state imaging devices 10 and 46 according to the present invention include the color filters 13 and 47 manufactured in the respective steps, respectively, so that the color reproducibility is improved. The color filters 13 and 47 are particularly suitable for a high-resolution solid-state imaging device that exceeds 1 million pixels.

上記実施形態では、第2色目の着色層として青色層33Bを形成し、第3色目の着色層として緑色層33Gを形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、順番が逆であってもよい。また、カラーフィルタが4色以上の着色画素で構成されている場合にも本発明を適用することができる。   In the above embodiment, the blue layer 33B is formed as the second color layer and the green layer 33G is formed as the third color layer. However, the present invention is not limited to this, and the order is The reverse may be possible. The present invention can also be applied when the color filter is composed of four or more colored pixels.

上記実施形態では、緑色画素形成工程25の平坦化処理工程38においてエッチバック処理又は研磨処理のいずれかを行う場合について説明したが、両者を共に行っても良い。また、エッチバック処理及び研磨処理以外の各種平坦化処理を行ってもよい。   In the above embodiment, the case where either the etch back process or the polishing process is performed in the flattening process 38 of the green pixel forming process 25 has been described, but both may be performed together. Further, various planarization processes other than the etch back process and the polishing process may be performed.

更に、上記実施形態では、緑色画素形成工程25(平坦化処理工程38)で赤色画素20R上の青色パターン44を同時に除去する場合について説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、緑色画素形成工程25の終了後に、青色パターン44の除去を行ってもよい。また、緑色層33Gの形成後に、緑色画素形成領域39以外の領域を露呈させるようなレジストパターンを緑色層33G上に形成し、このレジストパターンをマスクとして、緑色層33をドライエッチングすることで、緑色画素20Gを形成してもよい。この際には、オーバーエッチングも行うことで、赤色画素20R上の青色パターン44を除去することが好ましい。なお、この場合には、各着色画素の表面に凹凸が生じるが、引き続き平坦化処理を施すことにより、凹凸を平坦化することができる。   Furthermore, in the above embodiment, the case where the blue pattern 44 on the red pixel 20R is simultaneously removed in the green pixel forming step 25 (flattening step 38) has been described, but the present invention is not limited to this. Alternatively, the blue pattern 44 may be removed after the green pixel forming step 25 is completed. Further, after the green layer 33G is formed, a resist pattern that exposes a region other than the green pixel formation region 39 is formed on the green layer 33G, and the green layer 33 is dry-etched using this resist pattern as a mask. The green pixel 20G may be formed. At this time, it is preferable to remove the blue pattern 44 on the red pixel 20R by performing over-etching. In this case, unevenness occurs on the surface of each colored pixel. However, the unevenness can be flattened by performing a flattening process.

上記実施形態では、緑色画素20Rが市松模様状に配列されている場合を例に挙げて説明を行ったが、緑色画素20Gが赤色パターン27に対して平行な方向のストライプ状パターンである配列、或いは赤色パターン27に対して傾斜する方向に並ぶ配列など、上記実施形態と異なる配列であっても本発明を適用することができる。また、各着色画素20R,20G,20Bを形成する方法は、上記各実施形態で説明した方法に限定されず、ドライエッチング法や平坦化処理法を適宜組み合せて形成してもよい。即ち、各着色画素20R,20G,20Bを有するカラーフィルタを形成する場合、ドライエッチング法、及び平坦化法のうちどの方法をどの色の画素の形成に適用してもよく、複数の方法を組み合わせて適用してもよい。   In the above embodiment, the case where the green pixels 20R are arranged in a checkered pattern has been described as an example. However, the green pixels 20G are arranged in a stripe pattern in a direction parallel to the red pattern 27. Alternatively, the present invention can also be applied to an arrangement different from the above-described embodiment, such as an arrangement aligned in a direction inclined with respect to the red pattern 27. Further, the method of forming each of the colored pixels 20R, 20G, and 20B is not limited to the method described in the above embodiments, and may be formed by appropriately combining a dry etching method and a planarization method. That is, when forming a color filter having each of the colored pixels 20R, 20G, and 20B, any one of the dry etching method and the planarization method may be applied to the formation of which color pixel, and a plurality of methods are combined. May be applied.

上記実施形態では、固体撮像素子10,46に用いられるカラーフィルタ13,47の製造方法について説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタの製造にも本発明を適用することができる。   In the above embodiment, the manufacturing method of the color filters 13 and 47 used in the solid-state imaging devices 10 and 46 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the color filter used in a liquid crystal display or the like is not limited thereto. The present invention can also be applied to manufacturing.

以下、本発明の効果を実証するための実施例1〜3を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。また、以下の各工程において、市販の処理液を用いた処理を行う場合、特記しない限り各処理液の製造メーカ指定の方法に従って処理を行った。   EXAMPLES Hereinafter, Examples 1 to 3 for demonstrating the effect of the present invention will be shown and the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. . Unless otherwise specified, “part” is based on mass. In the following steps, when processing using a commercially available processing solution was performed, processing was performed according to the method specified by the manufacturer of each processing solution unless otherwise specified.

実施例1として、平坦化処理工程38でエッチバック処理を行って形成した上記第1実施形態のカラーフィルタ13を用意した。実施例2として、実施例1と同様にエッチバック処理を行って形成した上記第2実施形態のカラーフィルタ47を用意した。実施例3として、上記実施例1のエッチバック処理の代わりにCMP(研磨)処理を行って形成したカラーフィルタ13を用意した。   As Example 1, the color filter 13 of the first embodiment formed by performing the etch back process in the planarization process 38 was prepared. As Example 2, the color filter 47 of the second embodiment formed by performing the etch-back process as in Example 1 was prepared. As Example 3, a color filter 13 formed by performing a CMP (polishing) process instead of the etch-back process of Example 1 was prepared.

実施例1〜3の材料として、下記の赤色熱硬化性組成物、青色熱硬化性組成物、緑色熱硬化性組成物を調製した。   As materials of Examples 1 to 3, the following red thermosetting composition, blue thermosetting composition, and green thermosetting composition were prepared.

[赤色熱硬化性組成物]
最初に下記に示す赤色顔料分散液を調製した。
・ピグメントレッド254 80質量部
・ピグメントイエロー139 20質量部
・分散剤 EDAPLAN472(楠本化成(株)製) 30質量部
・ベンジルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体 10質量部
・PGMEA 700質量部
上記の各素材をホモジナイザーにて攪拌処理し、その後0.3mmジルコニアビーズを用いた分散機(デイスパーマット、GETZMANN社製)で微分散処理を5時間実施して、赤色顔料分散液を調製した。
[Red thermosetting composition]
First, the following red pigment dispersion was prepared.
Pigment Red 254 80 parts by mass Pigment Yellow 139 20 parts by mass Dispersant EDAPLAN 472 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.) 30 parts by mass 10 parts by mass of benzyl methacrylate / glycidyl methacrylate copolymer PGMEA 700 parts by mass Each material was stirred with a homogenizer, and then finely dispersed with a disperser using 0.3 mm zirconia beads (Dispermat, manufactured by GETZMANN) for 5 hours to prepare a red pigment dispersion.

次いで、上記赤色顔料分散液に更に熱硬化性樹脂を添加することで、非感光性着色組成物、すなわち赤色熱硬化性組成物を調製した。
・EHPE−3150 0.8質量部(上記青色顔料分散液に対し)
更に、上記赤色顔料分散液と熱硬化性樹脂にPGMEAを添加し、組成物の固形分が15.0%になるように希釈した。
Next, a non-photosensitive coloring composition, that is, a red thermosetting composition was prepared by further adding a thermosetting resin to the red pigment dispersion.
EHPE-3150 0.8 part by mass (based on the blue pigment dispersion)
Furthermore, PGMEA was added to the red pigment dispersion and the thermosetting resin, and the solid content of the composition was diluted to 15.0%.

[青色熱硬化性組成物]
最初に下記に示す青色顔料分散液を調製した。
・ピグメントブルー15:6 125質量部
・ピグメントバイオレット 25質量部
・分散剤 PLADDED211(楠本化成(株)製) 40質量部
・ベンジルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体 15質量部
・PGMEA 755質量部
以下、赤色顔料分散液調製時と同様の処理を行って青色顔料分散液を調製した。
[Blue thermosetting composition]
First, the blue pigment dispersion shown below was prepared.
Pigment Blue 15: 6 125 parts by mass Pigment Violet 25 parts by mass Dispersant PLADED211 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.) 40 parts by mass 15 parts by mass of benzyl methacrylate / glycidyl methacrylate copolymer A blue pigment dispersion was prepared by performing the same treatment as that for preparing the red pigment dispersion.

次いで、上記青色顔料分散液に更に熱硬化性樹脂を添加することで、非感光性着色組成物、すなわち、青色熱硬化性組成物を調製した。
・EHPE−3150 0.5質量部(上記赤色顔料分散液に対し)
更に、上記青色顔料分散液と熱硬化性樹脂にPGMEAを添加し、組成物の固形分が13.0%になるように希釈した。
Next, a non-photosensitive coloring composition, that is, a blue thermosetting composition was prepared by further adding a thermosetting resin to the blue pigment dispersion.
EHPE-3150 0.5 part by mass (based on the red pigment dispersion)
Furthermore, PGMEA was added to the blue pigment dispersion and the thermosetting resin, and the solid content of the composition was diluted to 13.0%.

[緑色熱硬化性組成物]
最初に下記に示す緑色顔料分散液を調製した。
・ピグメントグリーン36 90質量部
・ピグメントグリーン7 25質量部
・ピグメントイエロー139 40質量部
・分散剤 PALDDED151(楠本化成(株)製) 20質量部
・ベンジルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体 10質量部
・PGMEA 630質量部
以下、赤色顔料分散液調製時と同様の処理を行って緑色顔料分散液を調製した。
[Green thermosetting composition]
First, the following green pigment dispersion was prepared.
Pigment Green 36 90 parts by weight Pigment Green 7 25 parts by weight Pigment Yellow 139 40 parts by weight Dispersant PALDDED151 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.) 20 parts by weight Benzyl methacrylate / glycidyl methacrylate copolymer 10 parts by weight -PGMEA 630 parts by mass or less, a green pigment dispersion was prepared by performing the same treatment as that for preparing the red pigment dispersion.

次いで、上記緑色顔料分散液に更に熱硬化性樹脂を添加することで、非感光性着色組成物、すなわち、緑色熱硬化性組成物を調整した。
・EHPE−3150 0.8質量部(上記緑色顔料分散液に対し)
更に、上記緑色顔料分散液と熱硬化性樹脂にPGMEAを添加し、組成物の固形分が13.0%になるように希釈した。
Next, a non-photosensitive coloring composition, that is, a green thermosetting composition was prepared by further adding a thermosetting resin to the green pigment dispersion.
EHPE-3150 0.8 part by mass (based on the green pigment dispersion)
Furthermore, PGMEA was added to the green pigment dispersion and the thermosetting resin, and the solid content of the composition was diluted to 13.0%.

[実施例1]
上記各色熱硬化性組成物を用いて実施例1を下記の条件で形成した。
[Example 1]
Example 1 was formed on the following conditions using the said thermosetting composition of each color.

<赤色パターン形成工程>
支持体11上にスピンコータにて、赤色着色組成物を膜厚0.525μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行って赤色層33Rを形成した。この赤色層33Rの膜厚は0.525μmであった。
<Red pattern formation process>
After applying the red coloring composition on the support 11 with a spin coater so as to form a coating film having a film thickness of 0.525 μm, the coating is heated at 220 ° C. for 5 minutes using a hot plate. Curing was performed to form a red layer 33R. The film thickness of this red layer 33R was 0.525 μm.

次いで、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を塗布し、プリベークを実施し、膜厚0.8μmのフォトレジスト層を形成した。   Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by Fujifilm Electronics Materials) was applied and pre-baked to form a 0.8 μm-thick photoresist layer.

続いて、フォトレジスト層を、i線ステッパー(キャノン(株)製)を用い、350mJ/cmの露光量でパターン露光し、フォトレジスト層の温度又は雰囲気温度が90℃となる温度で1分間、加熱処理を行なった。その後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理を行ない、さらに110℃で1分間のポストベーク処理を実施して、レジストパターン34を形成した。このレジストパターン34のLINE&SPACEのサイズは、エッチング変換差(エッチングによるパターン幅の縮小)を考慮して、LINE:1.25μm、SPACE:1.15μmで形成した。 Subsequently, the photoresist layer was subjected to pattern exposure using an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.) at an exposure amount of 350 mJ / cm 2 , and the temperature of the photoresist layer or the ambient temperature was 90 ° C. for 1 minute. The heat treatment was performed. Thereafter, development processing was performed with a developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) for 1 minute, and further post-baking processing was performed at 110 ° C. for 1 minute to form a resist pattern 34. The LINE & SPACE size of the resist pattern 34 was formed with LINE: 1.25 μm and SPACE: 1.15 μm in consideration of etching conversion difference (pattern width reduction by etching).

次に、レジストパターン34をエッチングマスクとして、赤色層33Rのドライエッチングを以下の手順で行った。   Next, dry etching of the red layer 33R was performed in the following procedure using the resist pattern 34 as an etching mask.

ドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイアス:200W、チャンバーの内部圧力:4.0Pa、基板温度:50℃、混合ガスのガス種及び流量をCF:80mL/min.、O:40mL/min.、Ar:800mL/min.として、66秒の第1段階のエッチング処理を実施した。 RF power: 800 W, antenna bias: 400 W, wafer bias: 200 W, chamber internal pressure: 4.0 Pa, substrate temperature: 50 ° C., mixed gas in dry etching apparatus (H-621, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) The gas type and flow rate were set to CF 4 : 80 mL / min. , O 2 : 40 mL / min. , Ar: 800 mL / min. As a result, the first-stage etching process for 66 seconds was performed.

このエッチング条件での赤色層33Rの削れ量は465nm(88%のエッチング量)となり、約60nmの残膜がある状態になった。   The amount of scraping of the red layer 33R under this etching condition was 465 nm (88% etching amount), and there was a remaining film of about 60 nm.

次いで、同一のエッチングチャンバーにて、RFパワー:600W、アンテナバイアス:100W、ウエハバイアス:250W、チャンバーの内部圧力:2.0Pa、基板温度:50℃、混合ガスのガス種及び流量をN:500 mL/min.、O:50mL/min.、Ar:500mL/min.とし(N/O/Ar=10/1/10)、エッチングトータルでのオーバーエッチング率を20%として、第2段階エッチング処理、オーバーエッチング処理を実施した。 Next, in the same etching chamber, RF power: 600 W, antenna bias: 100 W, wafer bias: 250 W, chamber internal pressure: 2.0 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas mixture type and flow rate of N 2 : 500 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. , Ar: 500 mL / min. (N 2 / O 2 / Ar = 10/1/10), the second etching process and the over-etching process were performed with the over-etching rate in the total etching being 20%.

第2段階のエッチング条件での赤色層33Rのエッチングレートは600nm/min以上であって、赤色層33Rの残膜をエッチングするのに約10秒の時間を要した。第1段階のエッチング時間の66秒と第2段階のエッチング時間10秒を加算したものをエッチング時間と算出した。その結果、エッチング時間:66+10=76秒、オーバーエッチング時間:76×0.2=15秒になり、全エッチング時間は76+15=91秒に設定した。   The etching rate of the red layer 33R under the second-stage etching conditions was 600 nm / min or more, and it took about 10 seconds to etch the remaining film of the red layer 33R. Etching time was calculated by adding 66 seconds of the first stage etching time and 10 seconds of the second stage etching time. As a result, the etching time was 66 + 10 = 76 seconds, the over-etching time was 76 × 0.2 = 15 seconds, and the total etching time was set to 76 + 15 = 91 seconds.

上記条件でドライエッチングを行った後、フォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒間、剥離処理を実施してレジストパターン34を除去し、更に純水による洗浄、スピン乾燥を実施した。その後、100℃で2分間の脱水ベーク処理を行った。以上により、赤色パターン27を得た。この赤色パターン27のLINE&SPACEのサイズは、LINE1.2μm、SPACE1.2μmであった。   After performing dry etching under the above conditions, the resist pattern 34 is removed by performing a stripping process for 120 seconds using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), and further using pure water. Washing and spin drying were performed. Thereafter, a dehydration baking process was performed at 100 ° C. for 2 minutes. Thus, a red pattern 27 was obtained. The size of LINE & SPACE of this red pattern 27 was LINE 1.2 μm and SPACE 1.2 μm.

<青色層形成工程>
次に、赤色パターン27が形成された支持体11の表面を覆うように、赤色層33Rの形成時と同じ方法で、青色熱硬化性組成物からなる膜厚0.50μmの塗布膜の形成・加熱処理を行って、青色層33Bを形成した。青色層33B(赤色パターン27上に積層した部分を除く)の膜厚は、0.55μmであった。
<Blue layer formation process>
Next, a 0.50 μm-thick coating film made of a blue thermosetting composition is formed by the same method as that for forming the red layer 33R so as to cover the surface of the support 11 on which the red pattern 27 is formed. Heat treatment was performed to form a blue layer 33B. The film thickness of the blue layer 33B (excluding the portion laminated on the red pattern 27) was 0.55 μm.

<緑色画素形成工程(緑色画素領域形成工程)>
続いて、青色層33B上に、前述のレジストパターン34の形成時と同じ条件で、膜厚1.0μmのフォトレジスト層を形成した後、レジストパターン43を形成した。レジストパターン43の開口部43aは、市松模様状に配列され、それぞれ1.2μm角の正方形に形成された。
<Green Pixel Formation Step (Green Pixel Region Formation Step)>
Subsequently, a photoresist layer having a thickness of 1.0 μm was formed on the blue layer 33B under the same conditions as those for forming the resist pattern 34 described above, and then a resist pattern 43 was formed. The openings 43a of the resist pattern 43 are arranged in a checkered pattern and are each formed into a 1.2 μm square.

次いで、レジストパターン43をエッチングマスクとして、赤色パターン27及び青色層33Bのドライエッチングを行った。上記赤色パターン形成工程23におけるドライエッチング条件のうち、第1段階のエッチング時間を70秒に、第2段階のエッチング時間を20秒に、オーバーエッチング時間を18秒にそれぞれ変更して、総エッチング時間を108秒の条件でドライエッチング処理を実施し、緑色画素領域形成39上の赤色パターン27及び青色層33Bを除去した。これにより、赤色画素20R、青色画素20B(青色パターン44)、緑色画素領域形成39を得た。   Next, dry etching of the red pattern 27 and the blue layer 33B was performed using the resist pattern 43 as an etching mask. Of the dry etching conditions in the red pattern forming step 23, the first stage etching time is changed to 70 seconds, the second stage etching time is changed to 20 seconds, and the overetching time is changed to 18 seconds. Was subjected to dry etching under the condition of 108 seconds, and the red pattern 27 and the blue layer 33B on the green pixel region formation 39 were removed. As a result, a red pixel 20R, a blue pixel 20B (blue pattern 44), and a green pixel region formation 39 were obtained.

次に、前述のレジストパターン34の除去時と同様にして、レジストパターン43の除去、純水による洗浄、スピン乾燥、脱水ベーク処理を行った。   Next, similarly to the removal of the resist pattern 34, the resist pattern 43 was removed, washed with pure water, spin-dried, and dehydrated and baked.

<緑色画素形成工程(緑色層形成工程、平坦化工程)>
次いで、緑色画素領域形成39等が形成された支持体11の表面を覆うように、赤色層33Rの形成時と同じ方法で、緑色熱硬化性組成物からなる膜厚0.625μmの塗布膜の形成・加熱処理を行って、緑色層33Gを得た。緑色層33G(青色パターン44上及び青色画素20B上に積層した部分を除く)の膜厚は、0.625μmであった。
<Green pixel forming step (green layer forming step, flattening step)>
Next, a 0.625 μm thick coating film made of a green thermosetting composition is formed by the same method as the formation of the red layer 33R so as to cover the surface of the support 11 on which the green pixel region formation 39 and the like are formed. Formation and heat treatment were performed to obtain a green layer 33G. The film thickness of the green layer 33G (excluding the portion laminated on the blue pattern 44 and the blue pixel 20B) was 0.625 μm.

そして、下記条件のエッチバック処理(平坦化処理)を行った。即ち、ドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:600W、アンテナバイアス:100W、ウエハバイアス:250W、チャンバーの内部圧力:2.0Pa、基板温度:50℃、混合ガスのガス種及び流量をN :500mL/min.、Ar:500mL/min.(N/Ar=1/1)とし、赤色画素20Rが露出するまで実施した。 And the etch-back process (flattening process) of the following conditions was performed. That is, RF power: 600 W, antenna bias: 100 W, wafer bias: 250 W, chamber internal pressure: 2.0 Pa, substrate temperature: 50 ° C., mixed by dry etching apparatus (U-621, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) The gas type and flow rate of the gas were set to N 2 : 500 mL / min. , Ar: 500 mL / min. (N 2 / Ar = 1/1) was performed until the red pixel 20R was exposed.

この時の緑色層33G、青色パターン44のエッチングレートは共に150nm/minであって、赤色画素20Rを露出させるには40秒(緑色層33G、青色パターン44の双方を除去する時間)の時間を要する計算となった。これに4秒間のオーバーエッチングを加算してエッチング時間とした。その結果、エッチング時間:40秒、オーバーエッチング時間:4秒となり、全エッチング時間は40+4=44秒と設定した。   At this time, the etching rates of the green layer 33G and the blue pattern 44 are both 150 nm / min, and it takes 40 seconds (time for removing both the green layer 33G and the blue pattern 44) to expose the red pixel 20R. It was a calculation that required. Etching time was obtained by adding 4 seconds of overetching to this. As a result, the etching time was 40 seconds, the over-etching time was 4 seconds, and the total etching time was set to 40 + 4 = 44 seconds.

以上により、緑色画素領域形成39上に緑色画素20Gが形成された。また、同じエッチバック処理にて、赤色画素20R上の青色パターン44が除去された。緑色画素20Gは、緑色画素領域形成39に埋め込む形で市松模様状に配列され、それぞれ1.2μm角の正方形に形成された。   As described above, the green pixel 20G is formed on the green pixel region formation 39. Further, the blue pattern 44 on the red pixel 20R was removed by the same etch-back process. The green pixels 20G were arranged in a checkered pattern so as to be embedded in the green pixel region formation 39, and each was formed into a square of 1.2 μm square.

カラーフィルタ表面は、Δ0.1μm以内(膜厚最大値と膜厚最小値との差が0.1μm以内)のフラットな状態となって形成された。即ち、赤色画素20B:0.51μm、青色画素20B:0.513μm、及び緑色画素:0.51μmであった。初期膜厚0.525μmからの減膜は、オーバーエッチングによる削れ量であった。   The color filter surface was formed in a flat state within Δ0.1 μm (the difference between the maximum film thickness value and the minimum film thickness value was within 0.1 μm). That is, the red pixel 20B: 0.51 μm, the blue pixel 20B: 0.513 μm, and the green pixel: 0.51 μm. The decrease in film thickness from the initial film thickness of 0.525 μm was the amount of abrasion due to overetching.

[実施例2]
上記各色熱硬化性組成物を用いて実施例2を下記の条件で形成した。
[Example 2]
Example 2 was formed under the following conditions using each color thermosetting composition.

<赤色パターン形成工程>
支持体11上に、青色着色組成物を膜厚0.5μmの塗布膜となるように塗布した以外は実施例1と同じ条件で赤色層33Rを形成した。この赤色層33Rの膜厚は0.5μmであった。
<Red pattern formation process>
A red layer 33R was formed on the support 11 under the same conditions as in Example 1 except that the blue coloring composition was applied to form a coating film having a thickness of 0.5 μm. The film thickness of this red layer 33R was 0.5 μm.

続いて、赤色層33R上に、熱硬化性組成物「1TS−54S−300A」(ラサ工業株式会社製)を、膜厚30nmとなるようにスピンコータで塗布し、その後220℃で5分の加熱処理を行って硬化させて、赤色層33R上に全面ストッパー層53を形成した。   Subsequently, a thermosetting composition “1TS-54S-300A” (manufactured by Rasa Industrial Co., Ltd.) is applied on the red layer 33R with a spin coater so as to have a film thickness of 30 nm, and then heated at 220 ° C. for 5 minutes. The entire surface stopper layer 53 was formed on the red layer 33R by performing treatment and curing.

以下、前述の実施例1と同様に、レジストパターン形成処理、ドライエッチング処理、フォトレジト除去処理を行った。ドライエッチング処理の第1段階のエッチング時間が63秒、第2段階のエッチングで赤色層33Rの残膜を除去するのに要した時間が12秒であり、これに実施例1と同じ第2エッチング時間12秒を加算したエッチング時間が63+12=75秒、オーバーエッチング時間:75×0.2=15秒になり、全エッチング時間を75+15=90秒に設定した以外は、実施例1と同じ条件で行った。なお、第1段階のエッチングでの削れ量は425nm(85%のエッチング量)となり、全面ストッパー層53のエッチング時間:約3秒が必要であったため、約75nmの残膜がある状態になった。   Thereafter, similarly to Example 1 described above, a resist pattern forming process, a dry etching process, and a photoresist removing process were performed. The first etching time of the dry etching process is 63 seconds, and the time required to remove the remaining film of the red layer 33R by the second etching is 12 seconds. Etching time with time 12 seconds added is 63 + 12 = 75 seconds, overetching time: 75 × 0.2 = 15 seconds, and the total etching time is set to 75 + 15 = 90 seconds. went. The amount of scraping in the first stage etching was 425 nm (85% etching amount), and the etching time of the entire surface stopper layer 53: about 3 seconds was required, so that there was a remaining film of about 75 nm. .

以上により、支持体11上に赤色パターン27が形成され、その表面上にストッパーパターン層53aが形成された。なお、赤色パターン27のLINE&SPACEのサイズは実施例1と同じである。   As a result, the red pattern 27 was formed on the support 11, and the stopper pattern layer 53a was formed on the surface thereof. The LINE & SPACE size of the red pattern 27 is the same as that in the first embodiment.

<青色層形成工程>
実施例1と同じ条件で青色層33Bを形成した。なお、青色層33Bの膜厚は、0.555μmであった。
<Blue layer formation process>
A blue layer 33B was formed under the same conditions as in Example 1. The film thickness of the blue layer 33B was 0.555 μm.

<緑色画素形成工程>
基本的には実施例1と同じ条件で、レジストパターン形成処理、ドライエッチング処理、フォトレジスト除去処理、緑色層形成処理、エッチバック処理を行った。ただし、ドライエッチング処理の第1段階のエッチング時間を73秒、オーバーエッチング時間を19秒、総エッチング時間を112秒に変更した。また、エッチバック処理では、赤色画素20R上のストッパー層48を露出させるのに38秒を要するとの計算になったので、エッチング時間:38秒、オーバーエッチング時間:4秒になり、全エッチング時間を38+4=42秒に変更した。
<Green pixel formation process>
Basically, a resist pattern forming process, a dry etching process, a photoresist removing process, a green layer forming process, and an etch back process were performed under the same conditions as in Example 1. However, the etching time of the first stage of the dry etching process was changed to 73 seconds, the overetching time was changed to 19 seconds, and the total etching time was changed to 112 seconds. Further, in the etch back process, it was calculated that it took 38 seconds to expose the stopper layer 48 on the red pixel 20R. Therefore, the etching time was 38 seconds, the over-etching time was 4 seconds, and the total etching time was Was changed to 38 + 4 = 42 seconds.

以上により、支持体11上に、赤色画素20R及びストッパー層48、青色画素20B、緑色画素20Gが形成された。カラーフィルタ表面は、実施例1と同様に、Δ0.1μm以内のフラットな状態で形成された。即ち、赤色画素20R及びストッパー層48の総厚:0.53μm、赤色画素:0.52μm、及び緑色画素:0.52μmであった。設定膜厚0.53μmからの減膜は、オーバーエッチングによる削れ量であった。   As described above, the red pixel 20 </ b> R, the stopper layer 48, the blue pixel 20 </ b> B, and the green pixel 20 </ b> G were formed on the support 11. The color filter surface was formed in a flat state within Δ0.1 μm, as in Example 1. That is, the total thickness of the red pixel 20R and the stopper layer 48 was 0.53 μm, the red pixel was 0.52 μm, and the green pixel was 0.52 μm. The film thickness reduction from the set film thickness of 0.53 μm was the amount of abrasion due to overetching.

[実施例3]
上記各色熱硬化性組成物を用いて実施例3を下記の手順で形成した。緑色層形成工程37までは実施例1と同じ条件で各処理を行った。緑色層形成工程37で得られた緑色層33G(青色パターン44上及び青色画素20B上に積層した部分を除く)の膜厚は、0.625μmであった。
[Example 3]
Example 3 was formed according to the following procedure using each color thermosetting composition. Each treatment was performed under the same conditions as in Example 1 until the green layer forming step 37. The film thickness of the green layer 33G (excluding the portion laminated on the blue pattern 44 and the blue pixel 20B) obtained in the green layer forming step 37 was 0.625 μm.

次いで、研磨(CMP)装置(AMT製 BC−15)にて、スラリーセミスパース25希釈液(原液:純水=1:19)にて研磨処理を行った。このとき、スラリー希釈液流量:300ml/min、ウエハ圧:1.2psi、リテーナーリング圧:1.5psi、研磨PAD回転数50rpm、ウエハ回転数50rpmの条件により研磨処理を実施した。   Next, a polishing process was performed with a slurry semisparse 25 diluent (stock solution: pure water = 1: 19) in a polishing (CMP) apparatus (BC-15 manufactured by AMT). At this time, the polishing treatment was performed under the conditions of slurry dilution liquid flow rate: 300 ml / min, wafer pressure: 1.2 psi, retainer ring pressure: 1.5 psi, polishing PAD rotation speed 50 rpm, and wafer rotation speed 50 rpm.

この研磨処理により、赤色画素20Rが露出するのに要する研磨時間は25秒必要であった。オーバー研磨率を20%と設定し、実際の研磨時間は25秒×1.2=30秒に設定した。実施例1及び2と同様にして緑色画素20Gが形成された。また、各着色画素20R,20G,20Bは、互いに隣り合う画素同士が面で接するように形成された。更に、各着色画素20R,20G,20Bの表面は面一に形成され、各着色画素20R,20G,20Bの膜厚は共に0.50μmであった。   With this polishing process, the polishing time required for exposing the red pixel 20R was 25 seconds. The over polishing rate was set to 20%, and the actual polishing time was set to 25 seconds × 1.2 = 30 seconds. A green pixel 20G was formed in the same manner as in Examples 1 and 2. In addition, each of the colored pixels 20R, 20G, and 20B was formed such that adjacent pixels contact each other on the surface. Furthermore, the surfaces of the colored pixels 20R, 20G, and 20B were formed flush with each other, and the thicknesses of the colored pixels 20R, 20G, and 20B were both 0.50 μm.

以上のように実施例1〜3を形成した際に、赤色画素20Rの形成工程を各プロセスステップでCD−SEM(S9260 日立ハイテクノロジーズ製)で確認したが、残渣の発生は確認されなかった。   As described above, when Examples 1 to 3 were formed, the formation process of the red pixel 20R was confirmed by CD-SEM (manufactured by Hitachi High-Technologies) at each process step, but generation of residue was not confirmed.

また、実施例1〜3では、従来のフォトリソ法で形成されたカラーフィルタとは異なり、着色画素が形成されない空白領域(図25(A)参照)や、各着色画素間の境界付近において各着色画素の膜厚が薄くなる凹み(図25(B)参照)の発生が抑制されることが確認された。この結果から、パターン形成限界が向上し、且つ微細で薄膜なパターンの形成が可能となることが確認された。   In the first to third embodiments, unlike a color filter formed by a conventional photolithography method, each color is formed in a blank area where no colored pixel is formed (see FIG. 25A) or in the vicinity of the boundary between the colored pixels. It was confirmed that the formation of a dent (see FIG. 25B) in which the pixel film thickness is reduced is suppressed. From this result, it was confirmed that the pattern formation limit was improved and a fine and thin pattern could be formed.

また、実施例1〜3の各着色画素の矩形性を電子顕微鏡(SEM)で確認したところ、従来の孤立パターンを形成する方法(フォトリソ法、ドライエッチング法を含む)で形成されたカラーフィルタの着色画素よりも、孤立パターン(画素)コーナーの丸まりが非常に少なく、矩形性が向上することが確認された。これにより、本発明のように、孤立パターンを直接形成する工程を減らすことで、従来よりも各着色画素の矩形性が向上することが確認された。   Further, when the rectangularity of each colored pixel in Examples 1 to 3 was confirmed with an electron microscope (SEM), the color filter formed by a conventional method for forming an isolated pattern (including a photolithography method and a dry etching method) was used. It was confirmed that the roundness of the isolated pattern (pixel) corner is much smaller than that of the colored pixel, and the rectangularity is improved. As a result, it was confirmed that the rectangularity of each colored pixel is improved as compared with the prior art by reducing the step of directly forming an isolated pattern as in the present invention.

第1実施形態の固体撮像素子及びカラーフィルタの断面図である。It is sectional drawing of the solid-state image sensor and color filter of 1st Embodiment. 第1実施形態のカラーフィルタ製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the color filter manufacturing process of 1st Embodiment. 赤色パターン形成工程を構成する赤色層形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the red layer formation process which comprises a red pattern formation process. 同工程を構成するレジストパターン形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the resist pattern formation process which comprises the process. 同工程を構成するドライエッチング工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the dry etching process which comprises the process. 同工程を構成するフォトレジスト除去工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the photoresist removal process which comprises the process. 青色層形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a blue layer formation process. 緑色画素形成工程のレジストパターン形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the resist pattern formation process of a green pixel formation process. 同工程を構成するドライエッチング工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the dry etching process which comprises the process. 同工程を構成するフォトレジスト除去工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the photoresist removal process which comprises the process. 同工程を構成する緑色層形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the green layer formation process which comprises the process. 同工程を構成する平坦化処理工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the planarization process process which comprises the process. 第2実施形態の固体撮像素子及びカラーフィルタの断面図である。It is sectional drawing of the solid-state image sensor and color filter of 2nd Embodiment. 第2実施形態のカラーフィルタ製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the color filter manufacturing process of 2nd Embodiment. 第2実施形態の赤色パターン形成工程を構成する赤色層形成工程及びストッパー層形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the red layer formation process and stopper layer formation process which comprise the red pattern formation process of 2nd Embodiment. 同工程を構成するレジストパターン形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the resist pattern formation process which comprises the process. 同工程を構成するドライエッチング工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the dry etching process which comprises the process. 同工程を構成するフォトレジスト除去工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the photoresist removal process which comprises the process. 第2実施形態の青色層形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the blue layer formation process of 2nd Embodiment. 第2実施形態の緑色画素形成工程のレジストパターン形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the resist pattern formation process of the green pixel formation process of 2nd Embodiment. 同工程を構成するドライエッチング工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the dry etching process which comprises the process. 同工程を構成するフォトレジスト除去工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the photoresist removal process which comprises the process. 同工程を構成する緑色層形成工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the green layer formation process which comprises the process. 同工程を構成する平坦化処理工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the planarization process process which comprises the process. フォトリソ法で形成された従来のカラーフィルタを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the conventional color filter formed by the photolitho method.

符号の説明Explanation of symbols

10,47 固体撮像素子
11 支持体
13,47 カラーフィルタ
20B 青色画素
20R 赤色画素
20G 緑色画素
27 赤色パターン
33B 青色層
33R 赤色層
33G 緑色層
44 青色パターン
48 エッチングストッパー層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,47 Solid-state image sensor 11 Support body 13,47 Color filter 20B Blue pixel 20R Red pixel 20G Green pixel 27 Red pattern 33B Blue layer 33R Red layer 33G Green layer 44 Blue pattern 48 Etching stopper layer

Claims (9)

支持体上に、複数色の着色画素を2次元配列してなるカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法において、
前記支持体上に、少なくとも赤色素を含む第1色の熱硬化性組成物からなるストライプ状の第1色パターンを形成する第1色パターン形成工程と、
前記第1色パターンが形成された前記支持体上に、第2色の熱硬化性組成物からなる第2色着色層を形成する第2色着色層形成工程と、
前記第1色パターン及び前記第2色着色層をドライエッチング法によりパターニングして、前記支持体上に、第1色画素及び第2色画素を形成するとともに、第3色画素を形成するための第3色画素形成領域を形成するパターニング工程と、
前記第3色画素形成領域に、第3色の熱硬化性組成物で前記第3色画素を形成する第3色画素形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
In a color filter manufacturing method for manufacturing a color filter formed by two-dimensionally arranging colored pixels of a plurality of colors on a support,
A first color pattern forming step of forming a striped first color pattern comprising a thermosetting composition of a first color containing at least a red pigment on the support;
A second color layer forming step of forming a second color layer composed of a thermosetting composition of the second color on the support on which the first color pattern is formed;
The first color pattern and the second color coloring layer are patterned by a dry etching method to form a first color pixel and a second color pixel on the support and to form a third color pixel. A patterning step of forming a third color pixel formation region;
A method for producing a color filter, comprising: forming a third color pixel in the third color pixel formation region by forming the third color pixel with a thermosetting composition of a third color.
前記第1色の熱硬化性組成物には、黄色素が含まれることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the thermosetting composition of the first color contains yellow color. 前記第1色パターン形成工程は、
前記支持体上に、前記第1色の熱硬化性組成物からなる第1色着色層を形成する第1色着色層形成工程と、
前記第1色着色層上に、フォトレジストを用いて前記第1色パターンに対応するレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記第1色着色層をドライエッチングして前記第1色パターンを形成するドライエッチング工程とを有することを特徴とする請求項1または2記載のカラーフィルタの製造方法。
The first color pattern forming step includes
A first colored layer forming step of forming a first colored layer composed of the thermosetting composition of the first color on the support;
Forming a resist pattern corresponding to the first color pattern on the first colored layer using a photoresist; and
3. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, further comprising: a dry etching step of dry-etching the first color layer using the resist pattern as a mask to form the first color pattern. 4.
前記第2色着色層形成工程では、前記第1色パターンが形成された支持体上に、前記第2色の熱硬化性組成物の塗膜を形成し、この塗膜をベーク処理して前記第2色着色層を形成することを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載のカラーフィルタの製造方法。   In the second color layer formation step, a coating film of the thermosetting composition of the second color is formed on the support on which the first color pattern is formed, and the coating film is baked to form the coating film. The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 3, wherein a second colored layer is formed. 前記第3着色画素形成工程は、
前記第1色画素、前記第2色画素、及び前記第3色画素形成領域が形成された前記支持体上に、前記第3色の熱硬化性組成物からなる第3色着色層を形成する第3色着色層形成工程と、
少なくとも前記第1色画素及び前記第2色画素上から前記3色着色層が除去されるまで、前記第3色着色層の表面に平坦化処理を施して、前記第3色画素を形成する平坦化処理工程とを有することを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項記載のカラーフィルタの製造方法。
The third colored pixel forming step includes:
Forming a third color layer made of the thermosetting composition of the third color on the support on which the first color pixel, the second color pixel, and the third color pixel formation region are formed; A third colored layer forming step;
A flat surface that forms a third color pixel by performing a flattening process on the surface of the third color layer until at least the three color layer is removed from the first color pixel and the second color pixel. 5. The method for producing a color filter according to claim 1, further comprising a conversion treatment step.
前記パターニング工程では、前記第2色着色層をパターニングして、前記第2色画素と、前記第1色画素の表面を覆う第2色パターンとを一体に形成するとともに、
前記平坦化処理工程は、前記第1及び第2色画素上の前記第3色着色層を除去した後、前記第1色画素上から前記第2色パターンが除去されるまで、前記第2色パターン、前記第2色画素、及び前記第3色画素の各表面に平坦化処理を施すことを特徴とする請求項5記載のカラーフィルタの製造方法。
In the patterning step, the second color coloring layer is patterned to integrally form the second color pixel and a second color pattern covering the surface of the first color pixel,
In the planarization process step, the second color is removed from the first color pixel until the second color pattern is removed after the third color layer on the first and second color pixels is removed. 6. The method of manufacturing a color filter according to claim 5, wherein the surface of each of the pattern, the second color pixel, and the third color pixel is flattened.
前記平坦化処理は、エッチバック処理または研磨処理の少なくともいずれか一方の処理により行われることを特徴とする請求項5または6いずれか1項記載のカラーフィルタの製造方法。   The method for manufacturing a color filter according to claim 5, wherein the flattening process is performed by at least one of an etch back process and a polishing process. 前記平坦化処理が前記研磨処理により行われる場合、
前記研磨処理後に、被研磨面を水洗する水洗工程、及びこの水洗工程後に前記被研磨面に脱水処理を施す脱水処理工程を行うことを特徴とする請求項7記載のカラーフィルタの製造方法。
When the planarization process is performed by the polishing process,
8. The method for producing a color filter according to claim 7, wherein after the polishing treatment, a water washing step of washing the surface to be polished and a dehydration treatment step of performing a dehydration treatment on the surface to be polished after the water washing step are performed.
前記レジストパターン形成工程前に、前記第1色着色層上に透明な平坦化処理のストッパー層を形成するストッパー層形成工程を有し、
前記レジストパターン形成工程は、前記ストッパー層上に前記レジストパターンを形成し、
前記ドライエッチング工程は、前記レジストパターンを用いて、前記ストッパー層を前記第1色パターンに対応するストライプ状にドライエッチングするとともに、
前記パターニング工程は、ストライプ状の前記ストッパー層を、前記第1色画素に対応する形状にパターニングすることを特徴とする請求項3ないし8いずれか1項記載のカラーフィルタの製造方法。
Before the resist pattern forming step, it has a stopper layer forming step of forming a transparent flattening stopper layer on the first colored layer.
The resist pattern forming step forms the resist pattern on the stopper layer,
The dry etching step uses the resist pattern to dry-etch the stopper layer in a stripe shape corresponding to the first color pattern,
9. The method for manufacturing a color filter according to claim 3, wherein in the patterning step, the stopper layer having a stripe shape is patterned into a shape corresponding to the first color pixel. 10.
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