JP2017116856A - Coloring material-containing photosensitive composition, and color filter and solid-state image sensor using the composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coloring material-containing photosensitive composition having high solubility with an alkali developer, capable of reducing a residue after development and having good productivity, and a color filter and a solid-state image sensor using the composition.SOLUTION: The coloring material-containing photosensitive composition is to be used for a solid-state image sensor, and the composition comprises at least a coloring material, a dispersant, a polymer, a photopolymerization initiator, a photopolymerizable monomer and a solvent. The photopolymerizable monomer comprises an acrylic compound having at most two unsaturated bond groups in one molecule and an acrylic compound having at least three unsaturated bond groups in one molecule; and the acrylic compound having at most two unsaturated bond groups in one molecule is included by 10 mass% or more and 30 mass% or less in the whole amount of the photopolymerizable monomer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、CMOSやCCD等に代表される光電変換素子上に形成されるカラーフィルタに用いられる着色材含有感光性組成物及び、それを用いた光電変換素子上に形成されるカラーフィルタ、当該カラーフィルタを備える固体撮像素子に関する。   The present invention relates to a colorant-containing photosensitive composition used for a color filter formed on a photoelectric conversion element typified by CMOS or CCD, and a color filter formed on a photoelectric conversion element using the same, The present invention relates to a solid-state imaging device including a color filter.

一般にCCDやCMOSに代表される固体撮像装置は、二次元的に配列した複数画素を含んでいる。カラー画像を読取る固体撮像装置では、入射光にカラーフィルタの緑、青および赤色着色層を通過させることによって、緑、青および赤色の3色の光へと色分解し、これら着色光の強度を各画素が含んでいる光電変換素子で検出する。固体撮像装置は、このようにして、色情報を含んだ画像信号を出力する。固体撮像装置に用いられるカラーフィルタは、フォトダイオードなどの光電変換素子が形成された半導体基板上に、平坦化層を介して直接形成されている。従って固体撮像装置用のカラーフィルタをオンチップカラーフィルタと呼ぶことが多い。   In general, a solid-state imaging device typified by a CCD or a CMOS includes a plurality of pixels arranged two-dimensionally. In a solid-state imaging device that reads a color image, color light is separated into three colors of green, blue, and red by passing incident light through the green, blue, and red colored layers of the color filter. Detection is performed by a photoelectric conversion element included in each pixel. In this way, the solid-state imaging device outputs an image signal including color information. A color filter used in a solid-state imaging device is directly formed on a semiconductor substrate on which a photoelectric conversion element such as a photodiode is formed via a planarization layer. Therefore, a color filter for a solid-state imaging device is often called an on-chip color filter.

オンチップカラーフィルタは、一般的なカラーフィルタ作成方法と同様にフォトリソグラフィ法を利用して形成することができる。着色材を含有する感光性組成物、すなわちレジスト液の基板上への塗布、プレベーク、塗膜のパターン露光を順次行い、その後、アルカリ現像液を用いた現像工程にて塗膜の未露光部を除去し、残った塗膜をベークする。これにより、複数のフィルタセグメントからなる着色層を得る。このようにして第1番目の着色層を形成し、その後、同様の方法により、第2および第3番目の着色層を順次形成する。   The on-chip color filter can be formed using a photolithography method in the same manner as a general color filter manufacturing method. A photosensitive composition containing a colorant, that is, coating a resist solution on a substrate, pre-baking, and pattern exposure of a coating film are sequentially performed, and then an unexposed portion of the coating film is removed in a development process using an alkali developer. Remove and bake the remaining coating. Thereby, the colored layer which consists of a some filter segment is obtained. In this way, the first colored layer is formed, and then the second and third colored layers are sequentially formed by the same method.

ここで、固体撮像装置用カラーフィルタの平面視でのカラーフィルタ配列の一例を図1に示す。図1では、便宜上6行6列の部分しか示していないが、全体ではn行m列(n、mは任意の自然数)である。このカラーフィルタ配列では、四角形状の青色フィルタBの4辺に接するように市松模様状に四角形状の緑色フィルタGが配置されている。また、同様に、四角形状の赤色フィルタRの4辺に接するように市松模様状に四角形状の緑色フィルタGが配置されている。   Here, an example of the color filter array in plan view of the color filter for the solid-state imaging device is shown in FIG. In FIG. 1, only the portion of 6 rows and 6 columns is shown for convenience, but the whole is n rows and m columns (n and m are arbitrary natural numbers). In this color filter array, a rectangular green filter G is arranged in a checkered pattern so as to be in contact with the four sides of the rectangular blue filter B. Similarly, a rectangular green filter G is arranged in a checkered pattern so as to contact four sides of the rectangular red filter R.

近年、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては、更なる画像の高精細化に向けて、画素数の拡大、すなわち画素の微細化が求められている。カラーフィルタの画素サイズが2μm×2μmを下回るものも多くなっており、フォトリソグラフィープロセスにより形成されたカラーフィルタのパターン形状不良や残渣が固体撮像素子の特性に悪影響を及ぼすという問題が生じている。   In recent years, in a color filter for a solid-state imaging device, an increase in the number of pixels, that is, a reduction in pixel size, has been demanded for further high-definition of an image. Many of the color filters have a pixel size of less than 2 μm × 2 μm, and there is a problem that a defective pattern shape or residue of the color filter formed by the photolithography process adversely affects the characteristics of the solid-state imaging device.

また、画素の微細化に伴い、カラーフィルタの薄膜化も必要とされる。これは、カラーフィルタの画素サイズが小さくなっても、膜厚が厚いままであると、解像性が低下すること、また、受光素子までの距離が相対的に長くなる傾向があることによる。薄いカラーフィルタであれば、解像度が高く、生産性に優れ、かつ、集光のために設けられるマイクロレンズと受光素子との距離が近くなるのでデバイス特性が向上し得る。   In addition, with the miniaturization of pixels, it is necessary to reduce the thickness of the color filter. This is because, even if the pixel size of the color filter is reduced, if the film thickness remains large, the resolution is lowered and the distance to the light receiving element tends to be relatively long. If it is a thin color filter, the resolution is high, the productivity is excellent, and the distance between the microlens provided for light collection and the light receiving element is reduced, so that the device characteristics can be improved.

ただし、膜厚が薄くなっても分光特性は維持される必要がある。そこで、着色材含有感光性組成物の全固形分中における着色材含有量を増加させる試みがなされている。   However, the spectral characteristics need to be maintained even when the film thickness is reduced. Therefore, attempts have been made to increase the colorant content in the total solid content of the colorant-containing photosensitive composition.

着色材含有量を増加させた感光性組成物を用いて、画素パターンを作成すると、着色材を増加させた分、感光性組成物中のアルカリ現像液に可溶する成分が少なくなるために、アルカリ現像液に対する溶解性が低下する。そのため、本来除去されるべき部分(画素の有効外部分)を完全に除去することができず残渣が生じ、現像後の四角形状の画素パターン端部形状が崩れやすいため、パターンの直線性が得られにくくなる。   When a pixel pattern is created using a photosensitive composition having an increased colorant content, the amount of components that are soluble in an alkali developer in the photosensitive composition is reduced by the amount of increased colorant. Solubility in alkaline developer is reduced. For this reason, the portion that should originally be removed (the non-effective portion of the pixel) cannot be completely removed, resulting in a residue, and the shape of the edge of the square pixel pattern after development is liable to collapse, thereby obtaining pattern linearity. It becomes difficult to be.

さらに、画素パターンが微細になる程、未露光部のアルカリ現像液との接触面積が小さくなり、感光性組成物のアルカリ現像液への溶解性が低いと溶解不良となり残渣が出やすくなる。   Furthermore, the finer the pixel pattern, the smaller the contact area of the unexposed area with the alkaline developer, and the lower the solubility of the photosensitive composition in the alkaline developer, the poorer the dissolution and the more likely residue is left.

先に入色したレジストの残渣が他の色の画素部に残ることで、固体撮像素子の再現画像においては、ノイズが大きくなり、ざらつきが目立ち、画質を損なうことになる。特に、第1色目のパターン作成後の残渣の上に第2色目のパターン、第3色目のパターンが入ると混色や色むらの原因となり、センサー感度の低下、色再現性の低下を招き、デバイス特性が低下する。   Since the residue of the resist that has been previously colored remains in the pixel portions of other colors, noise is increased in the reproduced image of the solid-state imaging device, the roughness is noticeable, and the image quality is impaired. In particular, if the pattern of the second color or the pattern of the third color enters the residue after the pattern of the first color is created, it may cause color mixing or color unevenness, resulting in a decrease in sensor sensitivity and color reproducibility. Characteristics are degraded.

従って、残渣がなく、センサーを形成した際に高感度を保つ着色材含有感光性組成物が求められている。   Accordingly, there is a need for a colorant-containing photosensitive composition that has no residue and maintains high sensitivity when a sensor is formed.

上記の残渣の課題を改善すべく、アルカリ現像性を良好にするために様々な対策が行われている。   Various measures have been taken to improve alkali developability in order to improve the problem of the residue.

例えば、現像後に加温したリンス液を用いて残渣の除去を試みている(特許文献1)。しかしながら、リンス液の加温によるエネルギーの消費があり、製造コストへの影響が懸念される。   For example, an attempt is made to remove the residue using a rinse solution heated after development (Patent Document 1). However, energy is consumed due to heating of the rinsing liquid, and there is a concern about the influence on the manufacturing cost.

また、アルカリ現像性改良のため、光重合性モノマーにカルボキシル基を導入する検討も行われている(特許文献2、3、4)。しかし、カルボキシル基を持たない他のモノマーでは効果が発揮されない。また、酸性官能基を有するため、形成した塗膜の現像にかかる時間は短くなるものの、光重合に必要な官能基数が少なくなりやすく、露光感度が低くなるという課題がある。   In addition, in order to improve alkali developability, studies have been conducted to introduce a carboxyl group into a photopolymerizable monomer (Patent Documents 2, 3, and 4). However, the effect is not exhibited with other monomers having no carboxyl group. Moreover, since it has an acidic functional group, although the time required for development of the formed coating film is shortened, there is a problem that the number of functional groups necessary for photopolymerization tends to be reduced and the exposure sensitivity is lowered.

露光感度が低くなると、露光量を多く照射する必要があり、露光時間が長くなり、製造上の歩留まり低下が顕著になる。   When the exposure sensitivity is lowered, it is necessary to irradiate a larger amount of exposure, the exposure time becomes longer, and the production yield is significantly reduced.

官能基を多く持つ多官能光重合性モノマーを用いることで、露光感度は高くすることはできるが、多官能光重合性モノマーは分子量が高いものが多く、アルカリ現像液に溶解しにくく、残渣が残りやすくなる。   The exposure sensitivity can be increased by using a polyfunctional photopolymerizable monomer having a large number of functional groups, but many polyfunctional photopolymerizable monomers have a high molecular weight and are difficult to dissolve in an alkali developer, and the residue is It becomes easy to remain.

特開2013−210542号公報JP 2013-210542 A 特開平10−62986号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-62986 特開2009−244807号公報JP 2009-244807 A 特開2013−228727号公報JP 2013-228727 A

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、アルカリ現像液に対する溶解性が高く、現像後の残渣を低減でき、かつ生産性が良好な着色材含有感光性組成物、およびそれを用いたカラーフィルタ、固体撮像素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and has a coloring material-containing photosensitive composition that has high solubility in an alkaline developer, can reduce residues after development, and has good productivity, and the same. An object is to provide a color filter and a solid-state imaging device.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物と、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物を含有し、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物が、光重合性モノマー全量の10質量%以上30質量%以下含有する着色材含有感光性組成物を、固体撮像素子用カラーフィルタに用いることで、露光感度が高く、かつアルカリ現像液に対する溶解性高いため、現像後の残渣の発生を抑制できることを見出した。本発明は、このような知見に基づきなされたものである。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention contain an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule and an acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule. A colorant-containing photosensitive composition containing 10% by mass or more and 30% by mass or less of a photopolymerizable monomer in an acrylic compound having 2 or less saturated bonding groups in one molecule is used for a color filter for a solid-state imaging device. Thus, it has been found that since the exposure sensitivity is high and the solubility in an alkaline developer is high, the generation of residues after development can be suppressed. The present invention has been made based on such findings.

すなわち、本発明は、少なくとも、着色材と、分散剤と、ポリマーと、光重合開始剤と、光重合性モノマーと、溶剤とを含む着色材含有感光性組成物であって、前記光重合性モノマーが、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物と、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物とを含有し、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物を、光重合性モノマー全量の10質量%以上30質量%以下含有し、上記不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物の分子量が、200以上400以下であり、上記不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物の不飽和結合当量が、80g/当量以上200g/当量以下であることを特徴とする。   That is, the present invention is a colorant-containing photosensitive composition comprising at least a colorant, a dispersant, a polymer, a photopolymerization initiator, a photopolymerizable monomer, and a solvent, wherein the photopolymerizable property The monomer contains an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule and an acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule, and 2 unsaturated bond groups in one molecule. The acrylic compound having 10 or less and 30% by mass or less of the total amount of the photopolymerizable monomer, and the molecular weight of the acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is 200 or more and 400 or less. The unsaturated bond equivalent of the acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule is 80 g / equivalent or more and 200 g / equivalent or less.

また、画素パターンを形成した後に、未露光の画素パターン部分に存在する残渣が単一の画素パターンの面積に対して5%以下の面積を占めてもよい。   Further, after the pixel pattern is formed, the residue present in the unexposed pixel pattern portion may occupy an area of 5% or less with respect to the area of the single pixel pattern.

また、本発明は、上記着色材含有感光性組成物の硬化膜よりなる着色層で構成されることを特徴とする、カラーフィルタである。   Moreover, this invention is comprised by the colored layer which consists of a cured film of the said coloring material containing photosensitive composition, It is a color filter characterized by the above-mentioned.

また、本発明は、上記カラーフィルタを備える、固体撮像素子である。   Moreover, this invention is a solid-state image sensor provided with the said color filter.

本発明によれば、アルカリ現像液に対するよう溶解性が高く、現像後の残渣を低減でき、かつ生産性が良好な着色材含有感光性組成物、およびそれを用いたカラーフィルタ、固体撮像素子を実現することが可能となる。   According to the present invention, a coloring material-containing photosensitive composition that is highly soluble in an alkali developer, can reduce residues after development, and has good productivity, and a color filter and a solid-state imaging device using the same. It can be realized.

本実施形態に係る固体撮像素子の一例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows typically an example of the solid-state image sensor which concerns on this embodiment 固体撮像素子用カラーフィルタの平面視での3色(赤、青、緑)の配列の一例を示す図The figure which shows an example of arrangement | sequence of three colors (red, blue, green) by the planar view of the color filter for solid-state image sensors

以下、本発明の実施形態に係る着色材含有感光性組成物及びそれを用いたカラーフィルタ、固体撮像素子について詳細に説明する。   Hereinafter, a colorant-containing photosensitive composition according to an embodiment of the present invention, a color filter using the same, and a solid-state imaging device will be described in detail.

本実施形態の感光性組成物は、少なくとも着色材と、分散剤と、光重合性モノマーと、ポリマーと、光重合開始剤と、溶剤とを含むものである。   The photosensitive composition of this embodiment contains at least a colorant, a dispersant, a photopolymerizable monomer, a polymer, a photopolymerization initiator, and a solvent.

着色材としては、主に、赤、緑、青を発色するものを使用する。具体的には、緑色着色材としては、緑色顔料またはそれらの中間体が使用可能である。緑色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン7、36、37、58、それぞれ単独で、または、混合して使用することができる。   As the coloring material, those which develop red, green and blue are mainly used. Specifically, as the green coloring material, a green pigment or an intermediate thereof can be used. Examples of the green pigment include C.I. I. Pigment Green 7, 36, 37, 58 can be used alone or in combination.

青色着色材としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:4、15:6、6、22、60等の青色顔料を使用することができる。   Examples of the blue coloring material include C.I. I. Blue pigments such as CI Pigment Blue 15, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 6, 22, and 60 can be used.

赤色着色材としては、例えば、C.I.ピグメントレッド123、155、168、177、180、217、220、254等の赤色顔料を用いることができる。   Examples of the red coloring material include C.I. I. Red pigments such as CI Pigment Red 123, 155, 168, 177, 180, 217, 220, and 254 can be used.

さらに、赤色着色層および緑色着色層には、黄色着色材を添加するあるいは黄色着色層を重ねることができる。黄色着色材としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー138、139、150、185等の黄色顔料を、それぞれ単独でまたは混合して使用することができる。   Furthermore, a yellow coloring material can be added to the red coloring layer and the green coloring layer, or a yellow coloring layer can be overlaid. Examples of the yellow coloring material include C.I. I. Yellow pigments such as CI Pigment Yellow 138, 139, 150, and 185 can be used alone or in combination.

着色材含有感光性組成物は、硬化させたときに、典型的には顔料の濃度が50質量%ないし70質量%の範囲内にある硬化物を生じるように調整する。高精細の固体撮像素子用カラーフィルタは、パターンの微細化に伴って膜厚を薄くする必要があり、顔料の濃度が上記の範囲でないと色特性を保つことができない。   When the colorant-containing photosensitive composition is cured, it is typically adjusted so that a cured product having a pigment concentration in the range of 50% by mass to 70% by mass is formed. A high-definition color filter for a solid-state imaging device needs to have a thin film thickness as the pattern becomes finer, and color characteristics cannot be maintained unless the pigment concentration is within the above range.

分散剤としては、顔料を均一に分散できるものならどのようなものを用いてもよい。特に、顔料に吸着する部位と、ポリマーと相溶する部位とを兼ね備えるような分散剤等が好適に用いられる。   Any dispersant may be used as long as it can uniformly disperse the pigment. In particular, a dispersant or the like that has both a site that adsorbs to the pigment and a site that is compatible with the polymer is preferably used.

光重合性モノマーとしては、少なくとも、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物と、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物とを使用する。   As the photopolymerizable monomer, at least an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule and an acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule are used.

不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物としては、例えば、フェノールEO変性アクリレート、フェニルフェノールEO変性アクリレート、ノニルフェノールEO変性アクリレート、エチルヘキシルEO変性(n≒2)アクリレート、アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、ビスフェノールF EO変性(n≒2)ジアクリレート、ビスフェノールA EO変性(n≒2)ジアクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   Examples of the acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups per molecule include, for example, phenol EO modified acrylate, phenylphenol EO modified acrylate, nonylphenol EO modified acrylate, ethylhexyl EO modified (n≈2) acrylate, acryloyloxyethylhexa Hydrophthalimide, bisphenol F EO modified (n≈2) diacrylate, bisphenol A EO modified (n≈2) diacrylate, isocyanuric acid EO modified diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, or one of them Mixtures containing the above can be used.

不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物の分子量は、200以上400以下の範囲であることが好ましい。分子量が200より小さい場合には、露光工程後の現像でパターンが削られやすくなり、パターン形成の膜厚バラツキの要因の1つとなってしまうことがある。また、分子量が400より大きい場合には、アルカリ現像液に溶解しにくくなり、残渣が残りやすくなってしまう。より好ましくは、200以上300以下である。   The molecular weight of the acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is preferably in the range of 200 or more and 400 or less. When the molecular weight is smaller than 200, the pattern is easily scraped by development after the exposure process, which may be one of the factors of pattern formation film thickness variation. On the other hand, when the molecular weight is larger than 400, it is difficult to dissolve in an alkaline developer, and a residue tends to remain. More preferably, it is 200 or more and 300 or less.

本明細書において規定するモノマーの分子量、平均分子量は、原子量から換算した理論値で表したものである。また少数第1位を有効数字として計算し、算出された数値を四捨五入し、少数を除外した。   The molecular weight and average molecular weight of the monomer specified in the present specification are expressed by theoretical values converted from atomic weights. The first decimal place was calculated as a significant figure, and the calculated value was rounded off to exclude the minority.

不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性(n=1)トリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性(n=2)トリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性(n=1)トリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性(n=2)トリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性シトリアクリレート、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   Examples of acrylic compounds having three or more unsaturated bond groups in one molecule include pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane PO-modified (n = 1) triacrylate, and trimethylolpropane. PO modified (n = 2) triacrylate, trimethylolpropane EO modified (n = 1) triacrylate, trimethylolpropane EO modified (n = 2) triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol Tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, isocyanuric acid EO-modified triacrylate, isocyanuric acid EO-modified citriacrylate, and , It is possible to use a mixture containing one or more of them.

不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物の不飽和結合当量は、80g/当量以上200g/当量以下の範囲であることが好ましい。不飽和結合当量が80より小さい場合には、パターンを形成する際に、露光感度が高くなり過ぎ、露光量に対する線幅変化量が大きく、線幅バラツキの要因の1つとなってしまう。また、不飽和結合当量が200g/当量より大きい場合には、露光感度が低くなり過ぎ、露光量を多く照射する必要があり、露光時間が長くなり、製造上の歩留まり低下が顕著になる。また、露光感度が低くなり過ぎると、露光工程で、塗膜が光硬化しきらず、現像工程でパターンが削られやすく、パターン形成の膜厚ばらつきの要因の1つとなってしまう。より好ましくは、100g/当量以上170g/当量以下である。   The unsaturated bond equivalent of the acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule is preferably in the range of 80 g / equivalent to 200 g / equivalent. When the unsaturated bond equivalent is smaller than 80, the exposure sensitivity becomes too high when forming a pattern, and the amount of change in the line width with respect to the exposure amount is large, which is one of the causes of line width variation. On the other hand, when the unsaturated bond equivalent is larger than 200 g / equivalent, the exposure sensitivity becomes too low, it is necessary to irradiate a large amount of exposure, the exposure time becomes long, and the production yield decreases significantly. If the exposure sensitivity is too low, the coating film is not completely photocured in the exposure process, and the pattern is easily scraped in the development process, which becomes one of the causes of variations in film thickness in pattern formation. More preferably, it is 100 g / equivalent or more and 170 g / equivalent or less.

本明細書において規定する不飽和結合当量とは、分子中に含まれる不飽和結合量の尺度となるものであり、同じ分子量の感光性樹脂であれば、不飽和結合当量の数値が小さいほど不飽和結合の導入量が多くなる。化合物の不飽和結合1モルあたりの重量であり、下記式で算出され、単位重量あたりの不飽和結合が多いほど不飽和結合当量の値は小さくなる。
不飽和結合当量=化合物の重量(g)/化合物の不飽和結合含有モル数
The unsaturated bond equivalent defined in this specification is a measure of the amount of unsaturated bonds contained in a molecule. If the photosensitive resin has the same molecular weight, the smaller the value of the unsaturated bond equivalent, the lower the value. The amount of saturated bonds introduced increases. It is the weight per 1 mol of unsaturated bonds of the compound and is calculated by the following formula. The more unsaturated bonds per unit weight, the smaller the value of unsaturated bond equivalent.
Unsaturated bond equivalent = weight of compound (g) / number of moles containing unsaturated bond of compound

上記数式中、重合性化合物の分子量や重合性不飽和結合数は、メーカーカタログの値や化学構造式から算出した値を採用することができる。   In the above formula, the value calculated from the value in the manufacturer catalog or the chemical structural formula can be adopted as the molecular weight of the polymerizable compound and the number of polymerizable unsaturated bonds.

不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物は、光重合性モノマー全量の10質量%以上30質量%以下の範囲であることが好ましい。不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物が、10質量%より小さい場合には、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物が多くなりすぎ、露光感度が高くなり過ぎ、露光量に対する線幅変化量が大きく、線幅バラツキの要因の1つとなってしまう。また、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物は、分子量が高いものが多く、アルカリ現像液に溶解しにくく、残渣が残りやすくなる。   The acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is preferably in the range of 10% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of the photopolymerizable monomer. When the acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is smaller than 10% by mass, the acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule is too much, and the exposure sensitivity is high. Therefore, the amount of change in the line width with respect to the exposure amount is large, which is one of the causes of line width variation. In addition, many acrylic compounds having three or more unsaturated bonding groups in one molecule have a high molecular weight, are difficult to dissolve in an alkaline developer, and a residue tends to remain.

不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物が、30質量%より大きい場合には、形成した塗膜の現像にかかる時間は短くなるものの、光重合に必要な官能基数が少なくなりやすく、露光感度が低くなり過ぎる。露光感度が低くなり過ぎると、露光量を多く照射する必要があり、露光時間が長くなり、製造上の歩留まり低下が顕著になる。また、露光感度が低くなり過ぎると、露光工程で、塗膜が光硬化しきらず、現像工程でパターンが削られやすく、パターン形成の膜厚ばらつきの要因の1つとなってしまう。   When the acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is larger than 30% by mass, the time required for development of the formed coating film is shortened, but the number of functional groups necessary for photopolymerization is reduced. The exposure sensitivity is too low. When the exposure sensitivity becomes too low, it is necessary to irradiate a large amount of exposure, the exposure time becomes long, and the manufacturing yield decreases significantly. If the exposure sensitivity is too low, the coating film is not completely photocured in the exposure process, and the pattern is easily scraped in the development process, which becomes one of the causes of variations in film thickness in pattern formation.

ポリマーとしては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー硬化性樹脂、または、それらの2つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   As the polymer, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an active energy curable resin, or a mixture containing two or more thereof can be used.

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。中でも透明性の良好なアクリル系樹脂が好ましく用いられる。   Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. , Acrylic resin, alkyd resin, polystyrene resin, polyamide resin, rubber resin, cyclized rubber resin, celluloses, polyethylene (HDPE, LDPE), polybutadiene, polyimide resin, or a mixture containing one or more thereof Can be used. Among them, an acrylic resin having good transparency is preferably used.

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   As the thermosetting resin, for example, an epoxy resin, a benzoguanamine resin, a rosin-modified maleic acid resin, a rosin-modified fumaric acid resin, a melamine resin, a urea resin, a phenol resin, or a mixture containing at least one of them is used. be able to.

活性エネルギー硬化性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基などの反応性置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基およびエポキシ基などの反応性置換基を有するアクリル化合物もしくはメタクリル化合物または桂皮酸を反応させて、先の線状高分子にアクリロイル基もしくはメタクリロイル基またはスチリル基光架橋性基を導入してなるものを使用することができる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合体およびα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体などの酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキルアクリレートおよびヒドロキシアルキルメタクリレートなどの水酸基を有するアクリル化合物またはメタクリル化合物によってハーフエステル化してなるものを使用してもよい。   Examples of the active energy curable resin include an acrylic compound having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group, or A product obtained by reacting a methacrylic compound or cinnamic acid to introduce an acryloyl group, a methacryloyl group or a styryl group photocrosslinkable group into the linear polymer can be used. Further, a linear polymer containing an acid anhydride such as a styrene-maleic anhydride copolymer and an α-olefin-maleic anhydride copolymer is used as an acrylic compound or methacrylic compound having a hydroxyl group such as hydroxyalkyl acrylate and hydroxyalkyl methacrylate. You may use what is half-esterified with a compound.

ポリマーは数種類のモノマーやオリゴマーを共重合させて得られる。ポリマーを生成するモノマーおよびオリゴマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレートなどの各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリルなどが挙げられる。これらは、単独または2種類以上混合して用いることができる。   The polymer is obtained by copolymerizing several types of monomers and oligomers. Monomers and oligomers that produce polymers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, β-carboxyethyl (Meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate , Pentaerythritol tri (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, bisphenol Diglycidyl ether di (meth) acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, ester acrylate, methylolated melamine (meth) acrylic Various acrylic acid esters and methacrylic acid esters such as acid esters, epoxy (meth) acrylates, urethane acrylates, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth) Examples include acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-vinylformamide, acrylonitrile and the like. These can be used alone or in admixture of two or more.

ポリマーは、アルカリ現像液に溶解するように酸性基を有するモノマーを共重合させたものであることが望ましい。酸性基としてはカルボキシル基が主に用いられ、カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、不飽和モノカルボン酸や、不飽和ジカルボン酸、不飽和トリカルボン酸などの不飽和多価カルボン酸などの分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸が挙げられる。ここで、不飽和モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α‐クロルアクリル酸、ケイ皮酸などが挙げられる。不飽和ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸などが挙げられる。不飽和多価カルボン酸は、その酸無水物、具体的には無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などであってもよい。また、不飽和多価カルボン酸は、そのモノ(2‐メタクリロイロキシアルキル)エステルであってもよく、例えば、コハク酸モノ(2‐アクリロイロキシエチル)、コハク酸モノ(2‐メタクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2‐アクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2‐メタクリロイロキシエチル)などであってもよい。不飽和多価カルボン酸は、その両末端ジカルボキシポリマーのモノ(メタ)アクリレートであってもよく、例えば、ω‐カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、ω‐カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレートなどであってもよい。これらのカルボキシル基含有モノマーは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。   It is desirable that the polymer is obtained by copolymerizing a monomer having an acidic group so as to be dissolved in an alkali developer. As the acidic group, a carboxyl group is mainly used. As the carboxyl group-containing monomer, for example, in an unsaturated monocarboxylic acid, unsaturated dicarboxylic acid, unsaturated polycarboxylic acid or other unsaturated polycarboxylic acid in a molecule. And unsaturated carboxylic acids having at least one carboxyl group. Here, examples of the unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, α-chloroacrylic acid, and cinnamic acid. Examples of the unsaturated dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, and mesaconic acid. The unsaturated polyvalent carboxylic acid may be an acid anhydride thereof, specifically maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride and the like. The unsaturated polyvalent carboxylic acid may be a mono (2-methacryloyloxyalkyl) ester such as succinic acid mono (2-acryloyloxyethyl) or succinic acid mono (2-methacryloyloxy). Ethyl), mono (2-acryloyloxyethyl) phthalate, mono (2-methacryloyloxyethyl) phthalate, and the like. The unsaturated polyvalent carboxylic acid may be a mono (meth) acrylate of a dicarboxy polymer at both ends thereof, and may be, for example, ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate, ω-carboxypolycaprolactone monomethacrylate, or the like. These carboxyl group-containing monomers can be used alone or in admixture of two or more.

光重合開始剤としては、例えば、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、および、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンなどのアセトフェノン系光重合、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、および、ベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、および、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン、2−クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、および2、4−ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系光重合開始剤、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)、1,2−オクタジオン−1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]などのオキシムエステル系光重合開始剤、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−クロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシーナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(ピペロニル)−6−トリアジン、及び2,4−トリクロロメチル(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジンなどのトリアジン系光重合開始剤、ボレート系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2 -Acetophenone photopolymerization such as morpholinopropan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin photopolymerization initiators such as benzyldimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, benzo Benzophenone photopolymerization initiators such as methyl benzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, and 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthio Thioxanthone photopolymerization initiators such as xanthone, isopropylthioxanthone, and 2,4-diisopropylthioxanthone, ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole-3- Yl]-, 1- (0-acetyloxime), 1,2-octadion-1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)] and the like, 2, 4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl 4 6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) ) -S-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-styryl-chloromethyl) -s-triazine, 2,4- Bis (trichloromethyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl)- 4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl (piperonyl) -6-triazine, and 2,4-trichloromethyl (4'-metho Use a triazine photopolymerization initiator such as cistyryl) -6-triazine, a borate photopolymerization initiator, a carbazole photopolymerization initiator, an imidazole photopolymerization initiator, or a mixture containing one or more thereof. be able to.

溶剤としては、例えば、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   Examples of the solvent include cyclohexane, cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, and methyl-n. Amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvents, or mixtures containing one or more thereof can be used.

また、着色材含有感光性組成物には、必要に応じて添加剤を入れることも行われる。添加剤としては、例えば、界面活性剤、貯蔵安定剤、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   In addition, an additive may be added to the colorant-containing photosensitive composition as necessary. As the additive, for example, a surfactant, a storage stabilizer, or a mixture containing one or more thereof can be used.

界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ソーダ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、および、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、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ラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、および、ポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤、アルキル4級アンモニウム塩、および、そのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、および、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤、シリコン系界面活性剤、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   Examples of the surfactant include sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, alkali salt of styrene-acrylic acid copolymer, sodium stearate, sodium alkyl naphthalene sulfonate, alkyl diphenyl ether disulfone. Sodium sulfate, monoethanolamine lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, sodium stearate, sodium lauryl sulfate, monoethanolamine of styrene-acrylic acid copolymer, and polyoxyethylene alkyl Anionic surfactants such as ether phosphates, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyester Nonionic surfactants such as oxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and polyethylene glycol monolaurate, alkyl quaternary ammonium salts, and addition of ethylene oxide thereof A chaotic surfactant such as an alkyl, an alkylbetaine such as alkyldimethylaminoacetic acid betaine, and an amphoteric surfactant such as an alkylimidazoline, a silicon-based surfactant, or a mixture containing one or more thereof be able to.

貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸およびシュウ酸などの有機酸、そのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィンおよびトリフェニルホスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩、または、それらの1つ以上を含んだ混合物を使用することができる。   Examples of the storage stabilizer include quaternary ammonium chlorides such as benzyltrimethyl chloride and diethylhydroxyamine, organic acids such as lactic acid and oxalic acid, organic acids such as methyl ether, t-butylpyrocatechol, triethylphosphine and triphenylphosphine. Phosphine, phosphite, or a mixture containing one or more of them can be used.

次に、本実施形態に係る固体撮像素子用カラーフィルタについて詳細に述べる。   Next, the color filter for a solid-state image sensor according to this embodiment will be described in detail.

図1は、本実施形態に係る固体撮像素子の構成の一例を模式的に示す断面図である。図1に示されるように、固体撮像素子1は、CCDイメージセンサあるいはCMOSイメージセンサなどの二次元イメージセンサであり、半導体チップ2と、第1の平坦化層3と、カラーフィルタ4と、第2の平坦化層5と、マイクロレンズアレイ6を備えている。半導体チップ2には、複数の光電変換素子21が設けられる。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of the solid-state imaging device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 1 is a two-dimensional image sensor such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor, and includes a semiconductor chip 2, a first planarization layer 3, a color filter 4, Two planarizing layers 5 and a microlens array 6 are provided. The semiconductor chip 2 is provided with a plurality of photoelectric conversion elements 21.

カラーフィルタ4は、第1の平坦化層3上に設置されており、緑色着色層4Gと、図示しない青色着色層4Bと、赤色着色層4Rとを備えている。図2に示されるように、緑色着色層4Gと、青色着色層4Bと、赤色着色層4Rとは、ベイヤ配列を構成する。緑色着色層4Gは、平面視で市松模様状の配列パターンを形成している複数の緑色フィルタセグメントGからなる。青色着色層4Bは、互いから離間すると共に正方格子状の配列パターンを形成している複数の青色フィルタセグメントBからなる。赤色着色層4Rは、互いから離間すると共に正方格子状の配列パターンを形成している複数の赤色フィルタセグメントRからなる。   The color filter 4 is disposed on the first planarization layer 3 and includes a green coloring layer 4G, a blue coloring layer 4B (not shown), and a red coloring layer 4R. As shown in FIG. 2, the green coloring layer 4G, the blue coloring layer 4B, and the red coloring layer 4R constitute a Bayer array. The green colored layer 4G is composed of a plurality of green filter segments G forming a checkered array pattern in plan view. The blue colored layer 4B is composed of a plurality of blue filter segments B that are spaced apart from each other and form a square lattice-like arrangement pattern. The red colored layer 4R is composed of a plurality of red filter segments R that are spaced apart from each other and form a square lattice-like arrangement pattern.

フィルタセグメントG、BおよびRは、面内方向に隣り合っており、ここでは、正方配列を採用している。これらフィルタセグメントG、BおよびRは、それぞれ画素と向き合っている。   The filter segments G, B, and R are adjacent to each other in the in-plane direction, and a square arrangement is adopted here. These filter segments G, B, and R each face a pixel.

フィルタセグメントG、BおよびRの平面視での縦横の寸法は、例えば、約0.8μmないし約10μmの範囲内にあり、本実施形態の着色材含有感光性組成物は、特に、約0.9μmないし約2.5μmの範囲内で用いられる。   The vertical and horizontal dimensions of the filter segments G, B, and R in plan view are, for example, in the range of about 0.8 μm to about 10 μm, and the colorant-containing photosensitive composition of the present embodiment is particularly about 0. It is used in the range of 9 μm to about 2.5 μm.

このように構成された固体撮像素子1におけるカラーフィルタ4は、例えば、以下の方法により製造される。   The color filter 4 in the solid-state imaging device 1 configured as described above is manufactured by, for example, the following method.

まず、半導体チップ2上に第1の平坦化層3を形成する。次に、第1の平坦化層3上に緑色着色層4Gを形成する。すなわち、上述した緑色着色材を含んだ感光性組成物を平坦化層3上に塗布して塗膜を形成し、プレベークにて感光性組成物中の溶剤をある程度乾燥させる。プレベークの前に真空状態に置いて溶剤を乾燥させることも適宜行われる。次いで、フォトマスクを用いてパターン露光し、その後、塗膜を現像し、未露光部の感光性組成物を除去する。さらに、200度以上の温度でベークを行う。これにより、図1に示すような市松模様状の配列パターンからなる緑色着色層4Gを得る。なお、緑色着色層4Gの平面視での形状は、画素の四隅を連結部でブリッジ状にした構造にすることが好ましく行われる。   First, the first planarization layer 3 is formed on the semiconductor chip 2. Next, a green colored layer 4G is formed on the first planarizing layer 3. That is, the photosensitive composition containing the green colorant described above is applied on the planarizing layer 3 to form a coating film, and the solvent in the photosensitive composition is dried to some extent by pre-baking. Prior to pre-baking, the solvent may be dried by placing it in a vacuum state. Next, pattern exposure is performed using a photomask, and then the coating film is developed to remove the photosensitive composition in the unexposed areas. Further, baking is performed at a temperature of 200 degrees or higher. As a result, a green colored layer 4G having a checkered array pattern as shown in FIG. 1 is obtained. In addition, it is preferable that the shape of the green colored layer 4G in a plan view is a structure in which the four corners of the pixel are bridged at the connecting portion.

次いで、第1の平坦化層3上に、緑色着色層4Gと同様の方法により、青色着色層4Bおよび赤色着色層4Rを形成する。これにより、本実施形態に係るカラーフィルタ4を得ることができる。尚、青色着色層4Bおよび赤色着色層4Rは、どちらを先に形成してもよい。   Next, the blue colored layer 4B and the red colored layer 4R are formed on the first planarizing layer 3 by the same method as the green colored layer 4G. Thereby, the color filter 4 which concerns on this embodiment can be obtained. Note that either the blue colored layer 4B or the red colored layer 4R may be formed first.

現像にはアルカリ性の現像液を用いることが好ましい。アルカリ性現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等の無機アルカリ現像液、またはテトラヒドロキシアンモニウム等の有機アルカリ現像液を使用することができる。また、塗膜への濡れ性を高めるために、界面活性剤を現像液に含むことも好ましく行われる。   It is preferable to use an alkaline developer for development. As the alkaline developer, an inorganic alkali developer such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium carbonate, or an organic alkali developer such as tetrahydroxyammonium can be used. Moreover, in order to improve the wettability to a coating film, it is also preferable to include a surfactant in the developer.

ここで、残渣について説明する。上述したように、現像後の未露光部において感光性組成物が除去された後の画素パターンに存在する感光性組成物由来の粒子を残渣という。残渣の定量化は走査型電子顕微鏡を用いて行う。現像後の未露光部の一画素パターン、すなわち感光性組成物が除去された一画素を走査型電子顕微鏡にて一定倍率で撮影し、画像を取得する。取得した画像における残渣と基板表面とのコントラストの違いを利用して、残渣と基板表面とを二値化し、残渣の面積を算出し、一画素中の面積に占める割合として定量化する。   Here, the residue will be described. As described above, particles derived from the photosensitive composition present in the pixel pattern after the photosensitive composition has been removed in the unexposed areas after development are referred to as residues. The residue is quantified using a scanning electron microscope. One pixel pattern of the unexposed portion after development, that is, one pixel from which the photosensitive composition has been removed is photographed with a scanning electron microscope at a constant magnification to obtain an image. Using the difference in contrast between the residue and the substrate surface in the acquired image, the residue and the substrate surface are binarized, the area of the residue is calculated, and quantified as a ratio to the area in one pixel.

残渣は、次の着色層が形成されたときに色特性へ影響を与える。具体的には入射光が残渣により反射、吸収されるため、ピーク透過率の低下が起きる。入射光が弱まるとセンサーの信号出力が弱くなりセンサー感度が低下する。   The residue affects the color characteristics when the next colored layer is formed. Specifically, since the incident light is reflected and absorbed by the residue, the peak transmittance is lowered. When the incident light is weakened, the signal output of the sensor becomes weak and the sensor sensitivity decreases.

また、同一色において残渣の存在で画素ごとに透過光率が異なるとセンサー感度のばらつきが大きくなるため、色むら、色再現性の悪さの原因となる。一画素サイズが微細なパターンになる程、微小の透過率低下でも影響は大きく、感度低下やばらつきの原因となる。分光特性が変化しないようにするには、残渣は5%以下であることが望ましいとされる。   In addition, if the transmitted light rate varies from pixel to pixel due to the presence of residues in the same color, variations in sensor sensitivity increase, resulting in color unevenness and poor color reproducibility. The finer the pixel size, the greater the effect of even a small decrease in transmittance, which causes a decrease in sensitivity and variation. In order not to change the spectral characteristics, the residue is desirably 5% or less.

また、残渣量は、着色材含有感光性組成物中の重合性モノマーのアルカリ現像液に対する溶解性に影響する。   Further, the amount of the residue affects the solubility of the polymerizable monomer in the colorant-containing photosensitive composition in the alkaline developer.

本実施形態に係る着色材含有感光性組成物は、着色材である顔料が分散剤によって数十nmの粒子状に均一に分散している状態であり、顔料は分散剤の一部分に吸着している。分散剤および顔料はアルカリ現像液に対する溶解性が悪く、現像工程後に基板上に残留して残渣となりやすい。現像工程で分散剤および顔料を除去するためには、着色材含有感光性組成物の現像液への溶解性を高くすることで、分散剤、および分散剤と吸着している顔料も一緒に現像液に溶出させ、これにより、パターンの無い部分を形成することが可能となる。顔料と吸着した分散剤は、その他のポリマーや重合性モノマー成分とも相溶した状態になっているため、着色材含有感光性組成物中の重合性モノマー成分のアルカリ現像液に対する溶解性を高める必要がある。着色材含有感光性組成物の現像液への溶解性が低いと、現像時に顔料や分散剤が基板上に残留して残渣となり、固体撮像素子にした時に感度の低下やばらつきの要因となる。   The colorant-containing photosensitive composition according to this embodiment is a state in which a pigment as a colorant is uniformly dispersed in a particle form of several tens of nm by a dispersant, and the pigment is adsorbed on a part of the dispersant. Yes. Dispersants and pigments are poorly soluble in an alkaline developer, and tend to remain on the substrate after the development process. In order to remove the dispersant and the pigment in the development process, by increasing the solubility of the colorant-containing photosensitive composition in the developer, the dispersant and the pigment adsorbed to the developer are developed together. By eluting into the liquid, it becomes possible to form a portion having no pattern. Since the dispersant adsorbed to the pigment is compatible with other polymers and polymerizable monomer components, it is necessary to increase the solubility of the polymerizable monomer components in the colorant-containing photosensitive composition in an alkaline developer. There is. If the colorant-containing photosensitive composition has low solubility in the developer, the pigment or dispersant remains on the substrate during development, resulting in a residue, which causes a decrease in sensitivity or variation when the solid-state imaging device is formed.

本実施形態に係る着色材含有感光性塗膜組成物によれば、着色材含有感光性組成物中に、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物と、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物を含有し、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物が、光重合性モノマー全量の10質量%以上30質量%以下含有することにより、未露光の画素パターン部分に存在する残渣が単一の画素パターンの面積に対して5%以下の面積とすることができ、分光特性を安定させることが可能となる。そのため、固体撮像素子に用いたときに感度の低下や感度のばらつきを抑制することができる、高感度かつ高精細の固体撮像素子用カラーフィルタを得ることが可能となる。   According to the colorant-containing photosensitive coating composition according to this embodiment, the colorant-containing photosensitive composition contains an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule, and an unsaturated bond group. When the acrylic compound having 3 or more acrylic compounds in one molecule and having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule contains 10% by mass to 30% by mass of the total amount of the photopolymerizable monomer, The residue present in the unexposed pixel pattern portion can be 5% or less of the area of the single pixel pattern, and the spectral characteristics can be stabilized. Therefore, it is possible to obtain a high-sensitivity and high-definition color filter for a solid-state image sensor that can suppress a decrease in sensitivity and variations in sensitivity when used in a solid-state image sensor.

以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例中、「部」および「%」は、「質量部」および「質量%」をそれぞれ表す。また、「PGMAC」とはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを意味する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “parts” and “%” represent “parts by mass” and “mass%”, respectively. “PGMAC” means propylene glycol monomethyl ether acetate.

実施例及び比較例においては、代表的な固体撮像素子に用いられるカラーフィルタ用の感光性緑色着色組成物について、8種の試料(実施例1〜3、比較例1〜5)を調製した。   In Examples and Comparative Examples, eight types of samples (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5) were prepared for the photosensitive green coloring composition for color filters used in typical solid-state imaging devices.

まず、実施例および比較例で用いたアクリルワニスAを合成し、緑色顔料分散体を調製した。   First, acrylic varnish A used in Examples and Comparative Examples was synthesized to prepare a green pigment dispersion.

<アクリルワニス1の合成>
反応容器にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート370部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でメタクリル酸シクロヘキシル10部と、メタクリル酸ベンジル40部と、メタクリル酸グリシジル−アクリル酸反応物20部と、アクリル酸30部との混合物を1時間かけて滴下して重合反応を行った。滴下終了後、さらに80℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50部に溶解させたものを添加し、さらに80℃で1時間反応を続けて、アクリル樹脂の溶液を得た。アクリル樹脂の重量平均分子量は約10000であった。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを添加してアクリルワニス溶液を調製し、アクリルワニス1を得た。
<Synthesis of acrylic varnish 1>
370 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate is put into a reaction vessel, heated to 80 ° C. while injecting nitrogen gas into the vessel, 10 parts of cyclohexyl methacrylate, 40 parts of benzyl methacrylate and glycidyl methacrylate-acrylic at the same temperature. A mixture of 20 parts of the acid reactant and 30 parts of acrylic acid was added dropwise over 1 hour to carry out the polymerization reaction. After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours, and then 1.0 part of azobisisobutyronitrile dissolved in 50 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and further reacted at 80 ° C. for 1 hour. Subsequently, an acrylic resin solution was obtained. The weight average molecular weight of the acrylic resin was about 10,000. After cooling to room temperature, about 2 g of resin solution was sampled and heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the non-volatile content. Propylene glycol monomethyl ether so that the non-volatile content was 20% by weight in the previously synthesized resin solution. Acrylic varnish solution was prepared by adding acetate to obtain acrylic varnish 1.

<緑色顔料分散体の調製>
下記組成の混合物を均一に攪拌した後、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して緑色分散体Aを作製した。
緑色顔料:C.I.Pigment Green58 6.5部
黄色顔料:C.I.Pigment Yellow150 6.5部
分散剤:Disperbyk2001(ビックケミー社製) 7.0部
アクリルワニス1(固形分20%) 22.3部
PGMAC 57.7部
<Preparation of green pigment dispersion>
A mixture having the following composition was uniformly stirred, dispersed with a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered with a 5 μm filter to prepare a green dispersion A.
Green pigment: C.I. I. Pigment Green 58 6.5 parts Yellow Pigment: C.I. I. Pigment Yellow 150 6.5 parts Dispersant: Disperbyk 2001 (manufactured by Big Chemie) 7.0 parts Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 22.3 parts PGMAC 57.7 parts

《実施例1》
[緑色着色材含有感光性組成物1]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物1を得た。
Example 1
[Green Colorant Containing Photosensitive Composition 1]
A mixture having the composition shown below was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a photosensitive composition 1 containing green colorant.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−140 0.3質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数1個 分子量:249)
・光重合性モノマー:M−402 1.5質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数5〜6個 不飽和結合当量:96g/当量)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-Green dispersion A 52.0 parts by mass-Photopolymerizable monomer: 0.3 part by mass of M-140 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 1 unsaturated bond group, molecular weight: 249)
-Photopolymerizable monomer: 1.5 parts by mass of M-402 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 5-6 unsaturated bond groups, unsaturated bond equivalent: 96 g / equivalent)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

《実施例2》
[緑色着色材含有感光性組成物2]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物2を得た。
Example 2
[Green Colorant-Containing Photosensitive Composition 2]
The mixture having the composition shown below was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a green colorant-containing photosensitive composition 2.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−215 0.4質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数2個 分子量:291)
・光重合性モノマー:DPCA30 1.4質量部
(日本化薬株式会社製 不飽和結合基数5〜6個 不飽和結合当量:154g/当量)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-Green dispersion A 52.0 parts by mass-Photopolymerizable monomer: 0.4 part by mass of M-215 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 2 unsaturated bond groups, molecular weight: 291)
-Photopolymerizable monomer: 1.4 parts by mass of DPCA30 (Nippon Kayaku Co., Ltd., 5-6 unsaturated bond groups, unsaturated bond equivalent: 154 g / equivalent)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

《実施例3》
[緑色着色材含有感光性組成物3]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物3を得た。
Example 3
[Green Colorant-Containing Photosensitive Composition 3]
A mixture having the composition shown below was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a green colorant-containing photosensitive composition 3.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−215 0.2質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数2個 分子量:291)
・光重合性モノマー:M−309 1.6質量部
(日本化薬株式会社製 不飽和結合基数3個 不飽和結合当量:109g/当量)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-52.0 parts by mass of the above green dispersion A-0.2 parts by mass of photopolymerizable monomer: M-215 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 2 unsaturated bond groups, molecular weight: 291)
Photopolymerizable monomer: 1.6 parts by mass of M-309 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., 3 unsaturated bond groups, unsaturated bond equivalent: 109 g / equivalent)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

《比較例1》
[緑色着色材含有感光性組成物4]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物4を得た。
<< Comparative Example 1 >>
[Green Colorant Containing Photosensitive Composition 4]
A mixture having the composition shown below was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a green colorant-containing photosensitive composition 4.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−215 0.9質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数2個 分子量:291)
・光重合性モノマー:M−420 0.9質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数5〜6個 不飽和結合当量:96g/当量)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-Green dispersion A 52.0 parts by mass-Photopolymerizable monomer: 0.9 part by mass of M-215 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 2 unsaturated bond groups, molecular weight: 291)
Photopolymerizable monomer: 0.9 part by mass of M-420 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 5-6 unsaturated bond groups, unsaturated bond equivalent: 96 g / equivalent)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

《比較例2》
[緑色着色材含有感光性組成物5]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物5を得た。
<< Comparative Example 2 >>
[Green Colorant Containing Photosensitive Composition 5]
A mixture having the composition shown below was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a green colorant-containing photosensitive composition 5.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−208 0.3質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数2個 分子量:420)
・光重合性モノマー:M−420 1.5質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数5〜6個 不飽和結合当量:96g/当量)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-Green dispersion A 52.0 parts by mass-Photopolymerizable monomer: 0.3 part by mass of M-208 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 2 unsaturated bond groups, molecular weight: 420)
Photopolymerizable monomer: 1.5 parts by mass of M-420 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 5-6 unsaturated bond groups, unsaturated bond equivalent: 96 g / equivalent)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

《比較例3》
[緑色着色材含有感光性組成物6]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物6を得た。
<< Comparative Example 3 >>
[Green Colorant-Containing Photosensitive Composition 6]
A mixture having the composition shown below was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a green colorant-containing photosensitive composition 6.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−140 0.2質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数1個 分子量:249)
・光重合性モノマー:M−321 1.6質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数3個 不飽和結合当量:232g/当量)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-Green dispersion A 52.0 parts by mass-Photopolymerizable monomer: 0.2 part by mass of M-140 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 1 unsaturated bond group, molecular weight: 249)
Photopolymerizable monomer: 1.6 parts by mass of M-321 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 3 unsaturated bond groups, unsaturated bond equivalent: 232 g / equivalent)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

《比較例4》
[緑色着色材含有感光性組成物7]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物7を得た。
<< Comparative Example 4 >>
[Green Colorant-Containing Photosensitive Composition 7]
A mixture having the composition shown below was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a green colorant-containing photosensitive composition 7.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−215 1.8質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数2個 分子量:291)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-Green dispersion A 52.0 parts by mass-Photopolymerizable monomer: 1.8 parts by mass of M-215 (manufactured by Toagosei Co., Ltd., 2 unsaturated bond groups, molecular weight: 291)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

《比較例5》
[緑色着色材含有感光性組成物8]
下記に示す組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して緑色着色材含有感光性組成物8を得た。
<< Comparative Example 5 >>
[Green Colorant-Containing Photosensitive Composition 8]
A mixture having the composition shown below was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to obtain a green colorant-containing photosensitive composition 8.

・上記緑色分散体A 52.0質量部
・光重合性モノマー:M−402 1.8質量部
(東亞合成株式会社製 不飽和結合基数5〜6個 分子量:96)
・アクリルワニス1(固形分20%) 0.9質量部
・光重合開始剤:OXE−02(BASFジャパン株式会社製)0.5質量部
・PGMAC 44.7質量部
-Green dispersion A 52.0 parts by mass-Photopolymerizable monomer: 1.8 parts by mass of M-402 (5 to 6 unsaturated bond groups, molecular weight: 96, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
Acrylic varnish 1 (solid content 20%) 0.9 parts by mass Photopolymerization initiator: OXE-02 (BASF Japan Ltd.) 0.5 parts by mass PGMAC 44.7 parts by mass

<着色組成物の評価>
以上の着色組成物について露光感度、パターンの線幅均一性、パターンの膜厚均一性、および残渣評価を下記の方法で行った。
<Evaluation of coloring composition>
About the above colored composition, exposure sensitivity, pattern line width uniformity, pattern film thickness uniformity, and residue evaluation were performed by the following methods.

[パターン形成]
6インチシリコンウエハ上に、平坦化膜用レジスト液(HL−18s:新日鉄住金化学株式会社製)をスピンコート法で塗布し、プリベイクとして、100℃のホットプレートで6分加熱処理した。更に、230℃のオーブンにて1時間処理して、塗布膜を硬化させて、膜厚1.0μmの平坦化膜を形成した。
[Pattern formation]
On a 6-inch silicon wafer, a planarizing film resist solution (HL-18s: manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) was applied by a spin coating method, and heat-treated on a hot plate at 100 ° C. for 6 minutes as a prebake. Furthermore, it processed in 230 degreeC oven for 1 hour, the coating film was hardened, and the planarizing film with a film thickness of 1.0 micrometer was formed.

このようにして得られた平坦化膜付シリコンウエハ上に緑色の感光性着色組成物をスピンコーターにより塗布し、プリベイクとして、100℃のホットプレートで1分加熱処理した。プリベイク後の膜厚を0.8μmになるように調整した。   The green photosensitive coloring composition was applied on the silicon wafer with the planarizing film thus obtained by a spin coater, and pre-baked and heat-treated for 1 minute on a 100 ° C. hot plate. The film thickness after pre-baking was adjusted to 0.8 μm.

次に、i線ステッパー(キヤノン株式会社製FPA−5510iZ)を用い、1.1μm角の正方形ピクセルパターンのマスクを介し、焦点距離を−0.6μmとして露光を行った。露光量は5,000Jとした。   Next, using an i-line stepper (FPA-5510iZ manufactured by Canon Inc.), exposure was performed with a focal length of −0.6 μm through a mask having a square pixel pattern of 1.1 μm square. The exposure amount was 5,000 J.

露光後の塗膜を有機アルカリ現像液(株式会社ADEKA製OD210)で1分間現像し、パドル水洗を1分間行い、スピン乾燥して基板を乾燥させた。現像及び水洗した後、緑色着色パターンを得た。得られた緑色着色パターンを230℃のホットプレートで4分間熱処理した。熱処理後の緑色着色パターンの膜厚は0.71μmであった。膜厚はAFM(原子間力顕微鏡)東陽テクニカ製(i−nano)で測定した。   The exposed coating film was developed with an organic alkali developer (OD210 manufactured by ADEKA Corporation) for 1 minute, washed with paddle water for 1 minute, spin-dried, and the substrate was dried. After developing and washing with water, a green colored pattern was obtained. The obtained green coloring pattern was heat-treated for 4 minutes on a hot plate at 230 ° C. The thickness of the green colored pattern after the heat treatment was 0.71 μm. The film thickness was measured with an AFM (Atomic Force Microscope) manufactured by Toyo Technica (i-nano).

[露光感度]
i線ステッパー(キヤノン株式会社製FPA−5510iZ)を用い、1.1μm角の正方形ピクセルパターンのマスクを介し、焦点距離を−0.6μmとして、露光量1,000J〜12,000Jの範囲で1,000J間隔もしくは100J間隔で露光照射し、現像し、230℃で4分間焼成した後の下底線幅が1.1μmになる露光量を適正感度として、適正感度が5,000J未満の場合に○、5,000J以上9,000J未満の場合に△、9,000J以上の場合を×とした。
[Exposure sensitivity]
Using an i-line stepper (FPA-5510iZ manufactured by Canon Inc.) and a mask with a 1.1 μm square pixel pattern, the focal length is −0.6 μm, and the exposure amount is in the range of 1,000 J to 12,000 J. When the appropriate sensitivity is less than 5,000 J, the exposure amount at which the bottom line width becomes 1.1 μm after exposure, irradiation, development at 1,000 J intervals or 100 J intervals, development, and baking for 4 minutes at 230 ° C. , When it is 5,000 J or more and less than 9,000 J, Δ, and when it is 9,000 J or more, x.

[パターンの線幅均一性]
i線ステッパー(キヤノン株式会社製FPA−5510iZ)を用い、1.1μm角の正方形ピクセルパターンのマスクを介し、焦点距離を−0.6μmとして、露光量1,000J〜10,000Jの範囲で1,000J間隔で露光照射し、現像し、230℃で4分間焼成した後の下底線幅の露光量に対する変化量が0.20μm以下の場合に○、0.20
μmより大きく0.25μm以下の場合には△、0.25μmより大きい場合に×とした。
[Uniform pattern line width]
Using an i-line stepper (FPA-5510iZ manufactured by Canon Inc.) and a mask with a square pixel pattern of 1.1 μm square, the focal length is −0.6 μm, and the exposure amount is in the range of 1,000 J to 10,000 J. , 0.20 when the amount of change with respect to the exposure amount of the bottom bottom line width after exposure exposure at 1,000 J intervals, development, and baking at 230 ° C. for 4 minutes is 0.20 μm or less.
When it was larger than μm and not larger than 0.25 μm, it was Δ, and when it was larger than 0.25 μm, it was marked as x.

[パターンの膜厚均一性]
固体撮像素子の1チップの端部には段差がある。このように段差があることで、1チップの端部で膜厚が厚くなる場合がある。そこで膜厚均一性については、1チップの端部の段差を省いた画素での膜厚変化を測定した。測定した膜厚の変化量が0.05μm以下の場合を○、0.05μmより大きく0.07μm以下の場合を△、0.07μmより大きい場合を×とした。
[Pattern thickness uniformity]
There is a step at the end of one chip of the solid-state imaging device. Due to such a step, the film thickness may increase at the end of one chip. Therefore, for the film thickness uniformity, the film thickness change was measured at a pixel in which the step at the end of one chip was omitted. The case where the measured change amount of the film thickness was 0.05 μm or less was rated as “◯”, the case where it was larger than 0.05 μm and 0.07 μm or less was Δ, and the case where it was larger than 0.07 μm was marked as “X”.

[残渣評価]
現像後に着色材含有感光性組成物が除去された画素パターン部分を、走査型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジー製s−4800)にて30,000倍で観察し、画像を撮影した。撮影した画像中の粒子状残渣を二値化して面積を算出し、一画素パターンの面積に対する残渣の合計面積の割合を算出した。残渣の合計面積の割合が5%より小さい場合を○、5%以上の場合を×とした。
[Residue evaluation]
The pixel pattern portion from which the colorant-containing photosensitive composition was removed after development was observed with a scanning electron microscope (s-4800, manufactured by Hitachi High-Technology Co., Ltd.) at a magnification of 30,000, and an image was taken. The area was calculated by binarizing the particulate residue in the photographed image, and the ratio of the total area of the residue to the area of one pixel pattern was calculated. The case where the ratio of the total area of the residue was smaller than 5% was marked as ◯, and the case where it was 5% or more was marked as x.

以上の各特性の評価結果を下記表1に示す。
The evaluation results of the above characteristics are shown in Table 1 below.

上記表1に示すように、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物と、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物を含有し、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物が、光重合性モノマー全量の10質量%以上30質量%以下含有する、実施例1〜3の着色材含有感光性組成物1〜3は、露光感度、線幅均一性、膜厚均一性及び残渣評価のいずれの特性においても満足すべき結果を示している。従って、実施例1〜3の着色材含有感光性組成物1〜3は、高精細の固体撮像素子に対応が可能といえる。   As shown in Table 1, an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule and an acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule are contained. The colorant-containing photosensitive compositions 1 to 3 of Examples 1 to 3 containing 10% by mass or more and 30% by mass or less of the total amount of the photopolymerizable monomer in the acrylic compound having 2 or less in the molecule are the exposure sensitivity, the line The results show satisfactory results in all the characteristics of width uniformity, film thickness uniformity and residue evaluation. Therefore, it can be said that the colorant-containing photosensitive compositions 1 to 3 of Examples 1 to 3 can be applied to high-definition solid-state imaging devices.

これに対し、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物が、光重合性モノマー全量の50質量%と30%より多く含有する比較例1の着色材含有感光性組成物4は、線幅均一性及び残渣評価については優れているが、露光感度及び膜厚均一性は劣っている。   On the other hand, the coloring material containing photosensitive composition 4 of the comparative example 1 which the acrylic compound which has 2 or less of unsaturated bond groups in 1 molecule contains more than 50 mass% and 30% of photopolymerizable monomer whole quantity is The line width uniformity and residue evaluation are excellent, but the exposure sensitivity and film thickness uniformity are inferior.

不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物の分子量が、420と400より大きい、比較例2の着色材含有感光性組成物5は、露光感度、線幅均一性及び膜厚均一性については優れているが、残渣評価は劣っている。   The colorant-containing photosensitive composition 5 of Comparative Example 2 in which the molecular weight of the acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is greater than 420 and 400 has exposure sensitivity, line width uniformity, and film thickness uniformity. Although the property is excellent, the residue evaluation is inferior.

不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物の不飽和結合当量232g/当量と200g/当量より大きい、比較例3の着色材含有感光性組成物6は、線幅均一性及び残渣評価については優れているが、露光感度及び膜厚均一性は劣っている。   The colorant-containing photosensitive composition 6 of Comparative Example 3, which has an unsaturated bond equivalent of 232 g / equivalent and 200 g / equivalent of an acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule, has line width uniformity and residue Although it is excellent in evaluation, exposure sensitivity and film thickness uniformity are inferior.

不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物のみからなる比較例4の着色材含有感光性組成物7は、光硬化性が弱く、100,000J照射しても、現像工程で塗膜がすべて溶解してしまい、基板にパターンが残らなかった。   The colorant-containing photosensitive composition 7 of Comparative Example 4 consisting only of an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is weak in photocurability and is applied in the development process even when irradiated with 100,000 J. The film was completely dissolved, and no pattern remained on the substrate.

不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物のみからなる比較例5の着色材含有感光性組成物8は、露光感度及び膜厚均一性については優れているが、線幅均一性及び残渣評価は劣っている。 The colorant-containing photosensitive composition 8 of Comparative Example 5 consisting only of an acrylic compound having three or more unsaturated bonding groups in one molecule is excellent in exposure sensitivity and film thickness uniformity, but is uniform in line width. And residue evaluation is inferior.

<青色着色組成物調製>
[青色着色組成物1]
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して青色顔料分散体1を調製した。
<Preparation of blue coloring composition>
[Blue coloring composition 1]
A mixture of the following composition was uniformly stirred and mixed, then dispersed with a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered with a 5 μm filter to prepare a blue pigment dispersion 1.

・青色顔料:C.I. Pigment Blue 15:6 12.0質量部
(東洋インキ製造株式会社製「リオノールブルーES」
・分散剤 1.0質量部
(ゼネカ社製「ソルスパース20000」)
・アクリルワニスA(固形分20%) 35.0質量部
・PGMAC 52.0質量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して青色着色組成物1を得た。
Blue pigment: C.I. I. Pigment Blue 15: 6 12.0 parts by mass (“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)
・ Dispersant 1.0 part by mass (“Solsperse 20000” manufactured by Zeneca)
Acrylic varnish A (solid content 20%) 35.0 parts by mass PGMAC 52.0 parts by mass Then, the mixture having the following composition was stirred and mixed to be uniform, and then filtered through a 0.45 μm filter to give a blue color. Composition 1 was obtained.

・青色着色分散体1 63.8質量部
・光重合性モノマー(不飽和結合基数:3個) 1.3質量部
(東亜合成株式会社製 M−325 分子量:537)
・光重合性モノマー(不飽和結合基数:5〜6個) 1.3質量部
(東亜合成株式会社製 M−402)
・アクリルワニスA(固形分20%) 2.8質量部
・光重合開始剤 1.1質量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「OXE−01」:オキシムエステル系開始剤)
・PGMAC 29.8質量部
Blue colored dispersion 1 63.8 parts by mass Photopolymerizable monomer (unsaturated bond group number: 3) 1.3 parts by mass (M-325, molecular weight: 537, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
-Photopolymerizable monomer (unsaturated bond group number: 5-6) 1.3 parts by mass (M-402, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
Acrylic varnish A (solid content 20%) 2.8 parts by mass Photopolymerization initiator 1.1 parts by mass (Ciba Specialty Chemicals “OXE-01”: oxime ester initiator)
・ PGMAC 29.8 parts by mass

<赤色着色組成物の調製>
[赤色着色組成物1]
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビーズを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料分散体1を作製した。
<Preparation of red coloring composition>
[Red coloring composition 1]
A mixture having the following composition was stirred and mixed uniformly, then dispersed with a sand mill for 5 hours using glass beads having a diameter of 1 mm, and then filtered with a 5 μm filter to prepare a red pigment dispersion 1.

・赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 10.0質量部
(東洋インキ製造株式会社製「リオノールブルーES」
・赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 2.0質量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)
・分散剤 1.0質量部
(味の素ファインテクノ株式会社製「アジスパーPB821」)
・アクリルワニス(固形分20%) 35.0質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC) 52.0質量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、0.45μmのフィルタで濾過して赤色着色組成物1を得た。
-Red pigment: C.I. I. Pigment Red 254 10.0 parts by mass (“Rionol Blue ES” manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)
-Red pigment: C.I. I. Pigment Red 177 2.0 parts by mass (“Chromophthal Red A2B” manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
・ Dispersant 1.0 part by mass (“Ajisper PB821” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.)
Acrylic varnish (solid content 20%) 35.0 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAC) 52.0 parts by mass Then, a mixture of the following composition is stirred and mixed so as to be uniform, and then a 0.45 μm filter. To obtain a red colored composition 1.

・赤色着色分散体1 63.8質量部
・光重合性モノマー(不飽和結合基数:3個) 1.9質量部
(東亜合成株式会社製 M−325 分子量:537)
・光重合性モノマー(不飽和結合基数:5〜6個) 0.6質量部
(東亜合成株式会社製 M−402)
・アクリルワニスA(固形分20%) 2.8質量部
・光重合開始剤 1.1質量部
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「OXE−01」:オキシムエステル系開始剤)
・PGMAC 29.8質量部
-Red colored dispersion 1 63.8 parts by mass-Photopolymerizable monomer (number of unsaturated bond groups: 3) 1.9 parts by mass (M-325, molecular weight: 537, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
Photopolymerizable monomer (unsaturated bond group number: 5 to 6) 0.6 part by mass (M-402, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
Acrylic varnish A (solid content 20%) 2.8 parts by mass Photopolymerization initiator 1.1 parts by mass (Ciba Specialty Chemicals “OXE-01”: oxime ester initiator)
・ PGMAC 29.8 parts by mass

<固体撮像素子用カラーフィルタの製造>
[固体撮像素子用カラーフィルタ1]
6インチシリコンウエハ上に、平坦化膜用レジスト液(HL−18s:新日鉄住金化学株式会社製)をスピンコート法により塗布し、プリベイクとして、100℃のホットプレートで6分加熱処理した。更に、230℃のオーブンにて1時間処理して、塗布膜を硬化させて1.0μmの平坦化膜を形成し、平坦化膜付きウエハを得た。
<Manufacture of color filters for solid-state imaging devices>
[Color filter 1 for solid-state image sensor]
On a 6-inch silicon wafer, a planarization film resist solution (HL-18s: manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) was applied by spin coating, and heat-treated for 6 minutes on a hot plate at 100 ° C. as a prebake. Furthermore, it processed in 230 degreeC oven for 1 hour, the coating film was hardened, the 1.0 micrometer planarizing film was formed, and the wafer with a planarizing film was obtained.

緑色着色組成物1を平坦化膜付シリコンウエハ上に、スピンコーターで塗布し、プリベイクとして、100℃のホットプレートで1分加熱処理した。プリベイク後の膜厚を0.8μmになるように調整した。   The green coloring composition 1 was applied onto a silicon wafer with a flattening film by a spin coater, and pre-baked and heat-treated with a hot plate at 100 ° C. for 1 minute. The film thickness after pre-baking was adjusted to 0.8 μm.

次に、i線ステッパー(キヤノン株式会社製FPA−5510iZ)を用い、1.1μm角の正方形ピクセルパターンのマスクを介して、焦点距離を−0.6μmとして、露光量4,000Jで照射した。   Next, using an i-line stepper (FPA-5510iZ manufactured by Canon Inc.), irradiation was performed at an exposure amount of 4,000 J through a 1.1 μm square pixel pattern mask with a focal length of −0.6 μm.

露光後の塗膜を有機アルカリ現像液(株式会社ADEKA製OD210)で1分現像し、パドル水洗を1分間行い、スピン乾燥して基板を乾燥させた。現像及び水洗後、緑色着色パターンを得た。得られた緑色着色パターンを230℃のホットプレートで1時間熱処理を行った。熱処理後の緑色パターンの膜厚は0.71μmであった。緑色パターンの線幅は1.13μmであった。基板内の膜厚の変化量は0.04μmであった。なお、膜厚はAFM(原子間力顕微鏡)株式会社東陽テクニカ製(i−nano)で測定した。   The exposed coating film was developed with an organic alkali developer (OD210 manufactured by ADEKA Corporation) for 1 minute, washed with paddle water for 1 minute, spin-dried, and the substrate was dried. After development and washing with water, a green colored pattern was obtained. The obtained green coloring pattern was heat-treated with a hot plate at 230 ° C. for 1 hour. The film thickness of the green pattern after the heat treatment was 0.71 μm. The line width of the green pattern was 1.13 μm. The amount of change in film thickness in the substrate was 0.04 μm. The film thickness was measured with an AFM (Atomic Force Microscope) manufactured by Toyo Corporation (i-nano).

青色着色パターン及び赤色着色パターンについても、露光量を除いて、緑色着色パターンと同様にして形成し、カラーフィルタを得た。露光量は、青色着色パターンについては8,000J、赤色着パターンについては4,000Jとした。形成した青色着色パターンの膜厚は、0.72μm、赤色着色パターンの膜厚は0.73μmであった。   The blue coloring pattern and the red coloring pattern were also formed in the same manner as the green coloring pattern except for the exposure amount to obtain a color filter. The amount of exposure was set to 8,000 J for the blue coloring pattern and 4,000 J for the red wearing pattern. The formed blue colored pattern had a thickness of 0.72 μm, and the red colored pattern had a thickness of 0.73 μm.

以上のようにして形成したカラーフィルタ上に平坦化層を設けた。平坦化層は、例えば、平坦化膜用レジスト液(HL−18s:新日鉄住金化学株式会社製)を塗布することにより形成した。平坦化層の上に、例えばアクリル樹脂の塗布液を用いて透明樹脂層を形成した。次いで、透明樹脂層の上に、例えばアルカリ可溶性・感光性・熱フロー性を有する、例えばフェノール樹脂からなるレンズ母型材料を塗布した。   A planarizing layer was provided on the color filter formed as described above. The planarization layer was formed, for example, by applying a planarization film resist solution (HL-18s: manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.). A transparent resin layer was formed on the planarizing layer using, for example, an acrylic resin coating solution. Next, on the transparent resin layer, for example, a lens matrix material made of, for example, phenol resin having alkali solubility, photosensitivity, and heat flow was applied.

次に、公知のフォトリソグラフィープロセスを使用して、レンズ母型となる領域を残すようにレンズ母型材料をパターニングした。残されたレンズ母型材料を熱処理して熱リフローさせ、半球状に変形させてレンズ母型を形成した。リフロー量を片側0.1μm程度の適正量にすることにより、単位レンズ母型間のギャップが例えば0.24μm程度のスムースな半球状にすることができた。   Next, using a known photolithography process, the lens matrix material was patterned so as to leave a region serving as the lens matrix. The remaining lens matrix material was heat-treated and thermally reflowed, and transformed into a hemispherical shape to form a lens matrix. By setting the reflow amount to an appropriate amount of about 0.1 μm on one side, a smooth hemisphere having a gap between the unit lens molds of, for example, about 0.24 μm could be achieved.

その後、CFとCの混合ガスを用いドライエッチングにより、レンズ母型をマスクとして透明樹脂層に対してレンズ母型の形状の転写処理を行い、マイクロレンズを形成した。レンズ母型および透明樹脂層を上方から均一にエッチングすると、レンズ母型の形状を保ったまま下方にエッチングが進行するため、透明樹脂層の形状をレンズ母型の形状と同じ形状にエッチングすることができる。マイクロレンズは高さが1μm、単位レンズ間のギャッブが0.04μmとなるように形成することができる。 Thereafter, a transfer process of the shape of the lens matrix was performed on the transparent resin layer by dry etching using a mixed gas of CF 4 and C 4 F 8 with the lens matrix as a mask to form a microlens. If the lens matrix and the transparent resin layer are uniformly etched from above, the etching proceeds downward while maintaining the shape of the lens matrix, so the transparent resin layer is etched to the same shape as the lens matrix. Can do. The microlens can be formed to have a height of 1 μm and a gap between unit lenses of 0.04 μm.

このようにして実施例1〜3の緑色着色材含有感光性組成物1〜3を用いて作製された固体撮像素子用カラーフィルタは、パターン形状が良好で、残渣が無く、分光特性が安定したものであった。その結果、これら得たカラーフィルタを備える固体撮像素子は、感度の低下や感度のばらつきを、これまで以上に抑制することができた。   Thus, the color filter for solid-state image sensors prepared using the green colorant-containing photosensitive compositions 1 to 3 of Examples 1 to 3 has a good pattern shape, no residue, and stable spectral characteristics. It was a thing. As a result, the solid-state imaging device including the obtained color filters can suppress the decrease in sensitivity and the variation in sensitivity more than ever.

本発明に係る着色材含有感光性組成物及びそれを用いたカラーフィルタは、CCDやCMOSなどの固体撮像素子を備えた固体撮像装置などに利用できる。   The colorant-containing photosensitive composition according to the present invention and a color filter using the same can be used for a solid-state imaging device including a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS.

1:固体撮像素子
2:半導体チップ
3:第1の平坦化層
4:カラーフィルタ
4G:緑色フィルタ
4R:赤色フィルタ
5:第2の平坦化層
6:マイクロレンズアレイ
21:光電変換素子
1: Solid-state imaging device 2: Semiconductor chip 3: First flattening layer 4: Color filter 4G: Green filter 4R: Red filter 5: Second flattening layer 6: Microlens array 21: Photoelectric conversion device

Claims (3)

固体撮像素子のカラーフィルタに用いられ、少なくとも、着色材と、分散剤と、ポリマーと、光重合開始剤と、光重合性モノマーと、溶剤とを含む着色材含有感光性組成物であって、
前記光重合性モノマーが、不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物と、不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物とを含有し、
不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物を、光重合性モノマー全量の10質量%以上30質量%以下含有し、
前記不飽和結合基を一分子中に2個以下有するアクリル化合物の分子量が、200以上400以下であり、
前記不飽和結合基を一分子中に3個以上有するアクリル化合物の不飽和結合当量が、80以上200以下であることを特徴とする、着色材含有感光性組成物。
A colorant-containing photosensitive composition used for a color filter of a solid-state imaging device, comprising at least a colorant, a dispersant, a polymer, a photopolymerization initiator, a photopolymerizable monomer, and a solvent,
The photopolymerizable monomer contains an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule, and an acrylic compound having 3 or more unsaturated bond groups in one molecule,
Containing 10% by mass or more and 30% by mass or less of the total amount of the photopolymerizable monomer of an acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule;
The molecular weight of the acrylic compound having 2 or less unsaturated bond groups in one molecule is 200 or more and 400 or less,
The coloring material containing photosensitive composition characterized by the unsaturated bond equivalent of 80 or more and 200 or less of the acrylic compound which has 3 or more of said unsaturated bond groups in 1 molecule.
請求項1に記載された着色材含有感光性組成物の硬化膜からなる着色層で構成されることを特徴とする、カラーフィルタ。   A color filter comprising a colored layer comprising a cured film of the colorant-containing photosensitive composition according to claim 1. 請求項2に記載されたカラーフィルタを備える、固体撮像素子。   A solid-state imaging device comprising the color filter according to claim 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148746A (en) * 2018-02-28 2019-09-05 東洋インキScホールディングス株式会社 Color filter coloring composition and color filters

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102630985B1 (en) 2022-12-27 2024-01-30 롯데정밀화학 주식회사 Method for Preparing Biodegradable Polymer Emulsion and Biodegradable Polymer Emulsion Prepared Therefrom

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006119441A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Fujifilm Electronic Materials Co Ltd Photothermally polymerizable composition, and resin film and color filter
KR20090024561A (en) * 2007-09-04 2009-03-09 제일모직주식회사 Photosensitive resin composition for color filter and color filter of using same
JP2012063745A (en) * 2010-08-16 2012-03-29 Jsr Corp Colored composition, method for manufacturing colored composition, colored pattern, color filter, color display element, and method for manufacturing color filter
JP2012088457A (en) * 2010-10-18 2012-05-10 Jsr Corp Colored composition, colored pattern, color filter, color display element and method for manufacturing color filter
JP2013195956A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 Fujifilm Corp Coloring photosensitive composition, color filter, color filter manufacturing method, and image display device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006119441A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Fujifilm Electronic Materials Co Ltd Photothermally polymerizable composition, and resin film and color filter
KR20090024561A (en) * 2007-09-04 2009-03-09 제일모직주식회사 Photosensitive resin composition for color filter and color filter of using same
US20100160474A1 (en) * 2007-09-04 2010-06-24 Cheil Industries Inc. Photosensitive Resin Composition for Color Filter and Color Filter Made Using the Same
JP2012063745A (en) * 2010-08-16 2012-03-29 Jsr Corp Colored composition, method for manufacturing colored composition, colored pattern, color filter, color display element, and method for manufacturing color filter
JP2012088457A (en) * 2010-10-18 2012-05-10 Jsr Corp Colored composition, colored pattern, color filter, color display element and method for manufacturing color filter
JP2013195956A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 Fujifilm Corp Coloring photosensitive composition, color filter, color filter manufacturing method, and image display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148746A (en) * 2018-02-28 2019-09-05 東洋インキScホールディングス株式会社 Color filter coloring composition and color filters

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