JP5562591B2 - Colored curable composition, color filter and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、ドライエッチング法を利用したパターンの形成に好適な着色硬化性組成物、並びにこれを用いたカラーフィルタ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a colored curable composition suitable for forming a pattern using a dry etching method, a color filter using the same, and a method for producing the same.

例えば固体撮像素子には、半導体基板等の支持体上に赤色画素、緑色画素、青色画素など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。この固体撮像装置においては、近年、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、その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なくす等の性能が要求されている。   For example, a solid-state imaging device is provided with a color filter in which colored pixels of a plurality of colors such as red pixels, green pixels, and blue pixels are two-dimensionally arranged on a support such as a semiconductor substrate. In this solid-state imaging device, the number of pixels has increased remarkably in recent years, and the pixel size has been remarkably 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. Therefore, there is a demand for performance such as eliminating an overlap region where colors overlap each other.

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・現像等を行なって第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。   As a method for manufacturing 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 to form a first color (for example, green) colored pixel. In the same manner, the remaining colored pixels are formed.

ところが、固体撮像装置の画素の微細化にともない、いわゆるフォトリソ法によるパターン形成では、カラーフィルタの微細化及び薄膜化の要求に対して、カラーフィルタの分光特性とパターン形成性の両立が困難になってきている。具体的には、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいて、着色パターンの薄層化については例えば厚みが1μm以下、画素パターンサイズについては2μm以下(例えば0.5〜2.0μm)となるような微小サイズ化が図られる傾向にある。   However, with the miniaturization of pixels of solid-state imaging devices, pattern formation by the so-called photolithography method makes it difficult to achieve both the spectral characteristics of the color filter and the pattern formability in response to the demand for finer and thinner color filters. It is coming. Specifically, in a color filter for a solid-state imaging device, the thickness of the colored pattern is thin, for example, the thickness is 1 μm or less, and the pixel pattern size is 2 μm or less (for example, 0.5 to 2.0 μm). It tends to be sized.

特に薄膜化が進むにつれ、顔料等の着色剤の膜中の相対量が増える反面、着色剤以外のフォトリソ性に寄与する成分の膜中の量が相対的に減少しており、この減少によるパターン形成性は、2.0μmを下回るパターン形成の要求に対し、OPCなどの補正を行なった場合であっても、上面から観察されるパターンの形状改善効果はあるが、断面を観察した場合のパターン形状はパターンエッジが丸く矩形性に乏しい等の問題が存在する。これは、顔料分散液を使用したカラーフィルタ(顔料を種々の組成物に分散させた着色感放射線性組成物を用いてフォトリソ法によって作製したカラーフィルタ)では、顔料による露光時の光散乱の影響により、パターンエッジの丸まりが顕著になることが知られている。   In particular, as the film thickness decreases, the relative amount of pigments and other colorants in the film increases, while the amount of components other than colorants that contribute to photolithographic properties in the film relatively decreases. Formability is a pattern when the cross section is observed, although there is an effect of improving the shape of the pattern observed from the top surface even when correction of OPC or the like is performed for a pattern formation request less than 2.0 μm. There is a problem that the shape has a round pattern edge and poor rectangularity. This is because color filters using pigment dispersions (color filters prepared by photolithography using colored radiation-sensitive compositions in which pigments are dispersed in various compositions) are affected by light scattering during exposure with pigments. Thus, it is known that the roundness of the pattern edge becomes remarkable.

特に最近では、固体撮像素子用カラーフィルタの更なる高精細化の要求から例えば1.4μmパターンの形成性が問われるようになってきており、従来のフォトリソ法では解像力の限界に近い。   In particular, recently, for example, the formation of a 1.4 μm pattern has been questioned due to the demand for higher definition of color filters for solid-state imaging devices, and the resolution of the conventional photolithographic method is close to the limit.

フォトリソ法を利用したカラーフィルタの製造方法に対して、パターンの微細化と薄膜化を実現するのに有効な方法として、ドライエッチング法を用いた加工方法が提案されている。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とを組み合わせたパターン形成法などが提案されている(例えば、特許文献1〜2参照)。   A processing method using a dry etching method has been proposed as an effective method for realizing pattern miniaturization and thinning for a color filter manufacturing method using a photolithographic method. The dry etching method has been conventionally employed as a method for forming a pattern (each colored pixel) into a rectangle, and a pattern forming method combining a photolithographic method and a dry etching method has been proposed (for example, Patent Document 1). ~ 2).

また、支持体上に第1の着色層を形成し、形成された第1の着色層上に第1のストッパー層を形成する着色パターン形成工程を有するカラーフィルタの製造方法が開示されている(例えば、特許文献3参照)。この場合、複数色のカラーフィルタを作製する際に最終工程として例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)により第1のカラーフィルタ層まで研磨して平坦性のカラーフィルタを得るが、第1のカラーフィルタ層まで研磨する場合、第1のカラーフィルタ層上にストッパー層を有することによりCMP耐性を持つため、過研磨が防止され、プロセスウィンドゥを広げることが可能になっている。   Moreover, the manufacturing method of the color filter which has a colored pattern formation process which forms a 1st colored layer on a support body and forms a 1st stopper layer on the formed 1st colored layer is disclosed ( For example, see Patent Document 3). In this case, when a multi-color filter is manufactured, the first color filter layer is polished by, for example, CMP (Chemical Mechanical Polishing) as a final process to obtain a flat color filter. In the case of polishing, since the first color filter layer has a stopper layer and has CMP resistance, overpolishing is prevented and the process window can be widened.

特開2001−249218号公報JP 2001-249218 A 特開2006−339376号公報JP 2006-339376 A 特開2009−31723号公報JP 2009-31723 A

しかし、上記のようにCMPにより第1のカラーフィルタ層の研磨が過剰に進行してしまうのを防止するためには、被研磨層の下層としてストッパー層を設置せざるを得ない状況にあり、このストッパー層の設置自体が工程数の増加、プロセスの複雑化を招き、製造コスト上、不利となることが懸念材料となっている。   However, in order to prevent the polishing of the first color filter layer from proceeding excessively by CMP as described above, it is necessary to install a stopper layer as a lower layer of the layer to be polished. It is a concern that the installation of the stopper layer itself increases the number of processes and complicates the process, which is disadvantageous in terms of manufacturing cost.

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、成膜した際に過研磨等の過剰な平坦化処理を受け難い耐性(以下、「研磨ストッパー性」と称することがある。)を有する着色硬化性組成物、並びに、ドライエッチング法で形成された着色パターン上の着色層に平坦化処理(CMP等による研磨等)を施して多色パターンを形成する場合に、製造コストを低く抑えつつも、既設の着色パターンに過研磨等の過剰な平坦化処理を与えることなく、所望のパターン厚のカラーフィルタを作製することができるカラーフィルタの製造方法、所望のパターン厚、色相及び色濃度を有するカラーフィルタを提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and is colored and cured having resistance (hereinafter, sometimes referred to as “polishing stopper property”) that is difficult to receive an excessive planarization treatment such as overpolishing when the film is formed. In the case of forming a multicolor pattern by applying a planarization treatment (polishing by CMP or the like) to the colored layer on the colored pattern formed by the dry etching method, and the production composition, while keeping the manufacturing cost low, A color filter manufacturing method capable of producing a color filter having a desired pattern thickness without giving an excessive flattening process such as overpolishing to an existing colored pattern, and a color having a desired pattern thickness, hue and color density An object is to provide a filter and to achieve the object.

本発明は、例えば所望のパターンに加工された第1色目の着色パターン上を覆うように第2色目、第3色目、・・・の着色層を設けた後、第2色目以降の着色層を第1色目の着色パターンが少なくとも露出するまで研磨して多色パターンを形成する場合などにおいて、第1色目の着色パターン(着色層)に所定量の無機粒子を分散等して存在させておくことで、平坦化処理(CMP等による研磨など)時の耐性が飛躍的に向上するとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。   In the present invention, for example, after providing a colored layer of the second color, the third color,... So as to cover the colored pattern of the first color processed into a desired pattern, the colored layers of the second and subsequent colors are provided. When a multicolor pattern is formed by polishing until the colored pattern of the first color is at least exposed, a predetermined amount of inorganic particles are dispersed in the colored pattern (colored layer) of the first color. Thus, the inventors have obtained knowledge that the resistance during the flattening process (polishing by CMP or the like) has been drastically improved, and has been achieved based on such knowledge.

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられ、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が0.8%〜4.0%であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が1%〜35%である着色硬化性組成物である。
<2> 前記無機粒子が透明性の無機粒子であることを特徴とする前記<1>に記載の着色硬化性組成物である。
<3> 前記無機粒子が、シリカ粒子、ジルコニア粒子、及びアルミナ粒子から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記<1>又は前記<2>に記載の着色硬化性組成物である。
<4> 前記無機粒子がシリカ粒子であることを特徴とする前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載の着色硬化性組麹町成物である。
<5> 前記無機粒子の平均粒子径が50nm以下であることを特徴とする前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載の着色硬化性組成物である。
<6> 前記無機粒子の平均粒子径が10nm〜30nmであることを特徴とする前記<1>〜前記<5>のいずれか1つに記載の着色硬化性組成物である。
<7> 更に、酸無水物を含むことを特徴とする前記<1>〜前記<6>のいずれか1つに記載の着色硬化性組成物である。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> It contains a colorant, inorganic particles, and a curable compound, and is used for pattern formation by a dry etching method. The mass ratio of the inorganic particles to the total solid content is 0.8% to 4.0%, at least one curable compound is a polyfunctional epoxy compound, which is the polyfunctional epoxy compound mass ratio is colored curable composition Ru 1% to 35% der in respect to the total solid content.
<2> The colored curable composition according to <1>, wherein the inorganic particles are transparent inorganic particles.
<3> The colored curable composition according to <1> or <2>, wherein the inorganic particles are at least one selected from silica particles, zirconia particles, and alumina particles.
<4> The colored curable Kumiso-cho composition according to any one of <1> to <3>, wherein the inorganic particles are silica particles.
<5> The colored curable composition according to any one of <1> to <4>, wherein an average particle size of the inorganic particles is 50 nm or less.
<6> The colored curable composition according to any one of <1> to <5>, wherein the inorganic particles have an average particle diameter of 10 nm to 30 nm.
<7> The colored curable composition according to any one of <1> to <6>, further including an acid anhydride.

支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第1の着色層を形成する第1の着色層形成工程と、前記第1の着色層をドライエッチング処理して第1の着色パターンを形成する第1のパターン形成工程と、前記支持体の第1の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第2の着色硬化性組成物を用いて第2の着色層を形成する第2の着色層形成工程と、形成された前記第2の着色層を、前記第1の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、を含み、複数色の着色パターンからなるカラーフィルタを作製することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第1の着色層を形成する第1の着色層形成工程と、前記第1の着色層をドライエッチング処理して第1の着色パターンを形成する第1のパターン形成工程と、前記支持体の第1の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第n(n≧2)の着色硬化性組成物を用いて第nの着色層を形成する第nの着色層形成工程と、形成された前記第nの着色層及び前記第1の着色パターンをドライエッチング処理して、第n+1(n≧2)の着色パターンを形成するための凹凸パターンを形成する第n+1のパターン形成工程、及び前記支持体の凹凸パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第n+1(n≧2)の着色硬化性組成物を用いて第n+1の着色層を形成する第n+1の着色層形成工程のそれぞれ少なくとも1工程と、前記支持体の第1の着色パターン形成面側に形成されたn層(n≧2)の着色層を、前記第1の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、を含み、n+1色の着色パターンからなるカラーフィルタを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
< 8 > A first coloring layer that includes a coloring agent, inorganic particles, and a curable compound on the support, and forms a first colored layer using a colored curable composition that is used for pattern formation by a dry etching method. A layer forming step, a first pattern forming step of forming a first colored pattern by dry-etching the first colored layer, a colorant and a first colored pattern forming surface side of the support; The 2nd colored layer formation process which forms a 2nd colored layer using the 2nd colored curable composition which contains a curable compound and content with respect to the total solid of an inorganic particle is less than 0.8 mass%. When, the formed second color layer, the first color pattern is seen contains and a flattening process step of treating planarized to expose least, producing a color filter composed of colored patterns of a plurality of colors It is characterized by It is a manufacturing method of chromatography filter.
< 9 > A first coloring that includes a coloring agent, inorganic particles, and a curable compound on the support, and forms a first colored layer using a colored curable composition that is used for pattern formation by a dry etching method. A layer forming step, a first pattern forming step of forming a first colored pattern by dry-etching the first colored layer, a colorant and a first colored pattern forming surface side of the support; The n-th colored layer is formed using an n-th (n ≧ 2) colored curable composition containing a curable compound and having a content of less than 0.8% by mass of the inorganic particles based on the total solid content. And forming the n-th colored layer and the first colored pattern by dry etching to form a concavo-convex pattern for forming an (n + 1) th (n ≧ 2) colored pattern. N + 1th pattern formation step And n + 1 (n ≧ 2) colored curability containing a colorant and a curable compound on the surface of the support on which the concave / convex pattern is formed, and the content of the inorganic particles with respect to the total solid content is less than 0.8% by mass. At least one of the (n + 1) th colored layer forming steps for forming the (n + 1) th colored layer using the composition, and an n layer (n ≧ 2) formed on the first colored pattern forming surface side of the support of a colored layer, said saw including a planarizing step, a first color pattern is planarized to expose least, of the color filter, which comprises forming a color filter consisting of n + 1 color colored pattern of It is a manufacturing method.

10> 着色剤無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が0.8%〜4.0%であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が1%〜35%である着色硬化性組成物の硬化物である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタである。
11> 着色剤無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が0.8%〜4.0%であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が1%〜35%である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタである。
12> 前記<10>又は前記<11>に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子である。
< 10 > Including a colorant , inorganic particles , and a curable compound, the mass ratio of the inorganic particles to the total solid content is 0.8% to 4.0%, and at least one of the curable compounds is a polyfunctional epoxy. It is a color filter provided with at least 1 type of colored pattern which is a compound and is a hardened | cured material of the colored curable composition whose mass ratio of the said polyfunctional epoxy compound with respect to the total solid is 1%-35% .
< 11 > A colorant , inorganic particles , and a curable compound, the mass ratio of the inorganic particles to the total solid content is 0.8% to 4.0%, and at least one of the curable compounds is a polyfunctional epoxy. It is a color filter provided with at least 1 type of coloring pattern which is a compound and the mass ratio of the said polyfunctional epoxy compound with respect to the total solid is 1%-35% .
< 12 > A solid-state imaging device including the color filter according to < 10 > or < 11 >.

本発明によれば、成膜した際に過研磨等の過剰な平坦化処理を受け難い耐性(研磨ストッパー性)を有する着色硬化性組成物を提供することができる。また、
本発明によれば、ドライエッチング法で形成された着色パターン上の着色層に平坦化処理(CMP等による研磨等)を施して多色パターンを形成する場合に、製造コストを低く抑えつつも、既設の着色パターンに過研磨等の過剰な平坦化処理を与えることなく、所望のパターン厚のカラーフィルタを作製することができるカラーフィルタの製造方法を提供することができる。さらに、
本発明によれば、所望の色相及び色濃度を有するカラーフィルタを提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the colored curable composition which has the tolerance (polishing stopper property) which cannot receive excessive planarization processes, such as overpolishing, when forming into a film can be provided. Also,
According to the present invention, when a multicolor pattern is formed by performing a planarization process (polishing by CMP or the like) on a colored layer on a colored pattern formed by a dry etching method, the manufacturing cost is kept low, It is possible to provide a method of manufacturing a color filter that can produce a color filter having a desired pattern thickness without giving an excessive coloration process such as overpolishing to an existing colored pattern. further,
According to the present invention, a color filter having a desired hue and color density can be provided.

以上のように、本発明においては、製造コストを低く削減しながらも、所望の色相、色濃度、解像度(パターン形状)に高めたカラーフィルタ及びこれを備えた固体撮像素子等を作製する場合に、プロセスウインドゥを拡大したカラーフィルタの構造、製造に関する技術を構築することができる。   As described above, in the present invention, when manufacturing a color filter having a desired hue, color density, and resolution (pattern shape) and a solid-state imaging device equipped with the same while reducing the manufacturing cost to a low level, It is possible to build a color filter structure and manufacturing technology with an expanded process window.

カラーフィルタ及び固体撮像素子の構成例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structural example of a color filter and a solid-state image sensor. 本発明のカラーフィルタの製造方法によりカラーフィルタを作製する流れの一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the flow which produces a color filter with the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法によりカラーフィルタを作製する流れの他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the flow which produces a color filter with the manufacturing method of the color filter of this invention.

以下、本発明の着色硬化性組成物、並びにこれを用いた本発明のカラーフィルタ及びその製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the colored curable composition of the present invention, the color filter of the present invention using the same, and the production method thereof will be described in detail.

<着色硬化性組成物>
本発明の着色硬化性組成物は、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を少なくとも含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられるものであり、特にドライエッチング処理して形成された既設のパターン(例えば第1色目の着色パターン)上の着色層(例えば第2色目)の平坦化処理に好適な組成を有している。
<Colored curable composition>
The colored curable composition of the present invention includes at least a colorant, inorganic particles, and a curable compound, and is used for pattern formation by a dry etching method. In particular, an existing pattern ( For example, it has a composition suitable for the planarization treatment of a colored layer (for example, the second color) on the first color coloring pattern).

本発明においては、着色剤及び硬化性化合物に加えて無機粒子を含むことで、平坦化処理(CMP等による研磨等;以下、総じて単に「研磨」と称することがある。)しようとする着色層(以下、「被研磨層」ともいう。)の下層(支持体に近い側の層)に位置する既設パターン(例えば第1色目の着色パターン)が研磨ストッパー性を持つので、別途の工程でストッパー層を設けることなく、過研磨を抑えた所望量の研磨が可能であり、所望とする色相、色濃度を有するカラーフィルタを作製することができる。
これにより、製造コストを削減しつつも、カラーフィルタ製造時におけるプロセスウインドゥの拡大を実現することが可能である。
In the present invention, by including inorganic particles in addition to the colorant and the curable compound, a colored layer to be planarized (polishing by CMP or the like; hereinafter, sometimes simply referred to as “polishing”). An existing pattern (for example, a colored pattern of the first color) located in a lower layer (a layer closer to the support) (hereinafter also referred to as a “layer to be polished”) has a polishing stopper property, so that a stopper is provided in a separate process. Without providing a layer, a desired amount of polishing can be performed while suppressing overpolishing, and a color filter having a desired hue and color density can be produced.
As a result, it is possible to increase the process window when manufacturing the color filter while reducing the manufacturing cost.

本発明の着色硬化性組成物としては、感光性の着色光硬化性組成物、又は非感光性の着色熱硬化性組成物のいずれも使用することができる。
[着色光硬化性組成物]
着色光硬化性組成物は、着色剤及び光硬化性成分を少なくとも含むものである。このうち、「光硬化性成分」としては、フォトリソ法に一般に用いられる光硬化性組成物であり、バインダー樹脂(アルカリ可溶性樹脂等)、重合成分(重合性モノマー等)、光
重合開始剤等を少なくとも含む組成物を用いることができる。着色光硬化性組成物については、例えば、特開2005−326453号公報の段落番号[0017]〜[0064]に記載の事項をそのまま適用することができる。
As the colored curable composition of the present invention, either a photosensitive colored photocurable composition or a non-photosensitive colored thermosetting composition can be used.
[Colored photocurable composition]
The colored photocurable composition contains at least a colorant and a photocurable component. Among these, the “photocurable component” is a photocurable composition generally used in the photolithography method, and includes a binder resin (alkali-soluble resin, etc.), a polymerization component (polymerizable monomer, etc.), a photopolymerization initiator, and the like. A composition containing at least can be used. For the colored photocurable composition, for example, the matters described in paragraph numbers [0017] to [0064] of JP-A-2005-326453 can be applied as they are.

[着色熱硬化性組成物]
着色熱硬化性組成物は、着色剤及び熱硬化性化合物を含むものであり、全固形分中の着色剤濃度が50質量%以上100質量%未満であるものが好ましい。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が得られる。なお、カラーフィルタの各着色画素をドライエッチング法、すなわち着色熱硬化性組成物のみを用いて形成する場合には、各着色画素(各着色層)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。その結果、各着色画素をより薄膜化し、かつ良好な分光特性が得られる。
[Colored thermosetting composition]
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 can be obtained. In addition, when each colored pixel of the color filter is formed using a dry etching method, that is, using only a colored thermosetting composition, the photocurable component is removed from each colored pixel (each colored layer), and the cured component of each layer is changed. By using only the thermosetting component, the ratio of the coloring component can be increased. As a result, each colored pixel can be made thinner and good spectral characteristics can be obtained.

以下、着色硬化性組成物を構成する各成分について説明する。
−着色剤−
本発明の着色硬化性組成物は、着色剤の少なくとも一種を含有する。着色剤は、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。
Hereinafter, each component which comprises a colored curable composition is demonstrated.
-Colorant-
The colored curable composition of the present invention contains at least one colorant. The colorant 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又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、以下のものが挙げられる。但し、本発明は、これらに限定されるものではない。青色の分離性の観点からは、青色素に更にバイオレット色素を含有することが望ましい。これにより、青色パターン・画素が薄膜で形成されている場合でも、その分光特性をより良化することができる。   Examples of such pigments include the following. However, the present invention is not limited to these. From the viewpoint of blue separability, it is desirable to further contain a violet dye in the blue dye. Thereby, even when the blue pattern / pixel is formed of a thin film, the spectral characteristics can be further improved.

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

本発明において、着色剤として染料を用いる場合、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組成物を得ることができる。
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 a dye is used as the colorant, the dye can be uniformly dissolved in the composition to obtain a non-photosensitive colored thermosetting composition.
There is no restriction | limiting in particular as dye, A well-known dye can be used for conventional 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.

着色剤の着色硬化性組成物の全固形分中における含有率としては、特に限定はないが、好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜80質量%である。着色剤の含有率が30質量%以上であることで、カラーフィルタとして適度な色度が得られ、所望の色相、色濃度、パターン形状(パターン断面が矩形)のパターンを得るのにより有効である。また、着色剤の含有率が70質量%以下であることで、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。   Although there is no limitation in particular as content in the total solid of the coloring curable composition of a coloring agent, Preferably it is 30-80 mass%, More preferably, it is 50-80 mass%. When the content of the colorant is 30% by mass or more, moderate chromaticity is obtained as a color filter, and it is more effective to obtain a pattern having a desired hue, color density, and pattern shape (pattern cross section is rectangular). . Moreover, hardening can fully be advanced because the content rate of a coloring agent is 70 mass% or less, and the strength reduction as a film | membrane can be suppressed.

−無機粒子−
本発明の着色硬化性組成物は、無機粒子の少なくとも一種を含有する。無機粒子の材質としては、組成物の全固形分に対して20質量%以下の添加量範囲内において可視光が透過する透明性を有することが好ましく、公知の無機粒子の中から特に制限はなく選択することができる。
-Inorganic particles-
The colored curable composition of the present invention contains at least one kind of inorganic particles. The material of the inorganic particles is preferably transparent so that visible light can be transmitted within an addition amount range of 20% by mass or less with respect to the total solid content of the composition, and is not particularly limited among known inorganic particles. You can choose.

ここで、透明性の無機粒子とは、上記含有量で組成物を1.0μmの塗膜として形成し、可視光(400〜700nm)の透過率を測定としたときに、透過する光の透過率が90%以上である粒子をいう。   Here, the transparent inorganic particle means that the composition is formed as a 1.0 μm coating film with the above content, and the transmission of light that is transmitted when the transmittance of visible light (400 to 700 nm) is measured. Particles with a rate of 90% or higher.

無機粒子としては、例えば、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、及び硫化物等の化合物粒子や金属粒子等が挙げられる。 無機粒子の具体例としては、例えば酸化物として、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどの粒子が挙げられ、シリカ粒子が好ましい。シリカ粒子には、例えば、コロイダルシリカ、気相法シリカなどの無水シリカ、含水シリカが含まれる。   Examples of the inorganic particles include compound particles such as oxides, nitrides, carbides, borides, and sulfides, metal particles, and the like. Specific examples of the inorganic particles include, for example, particles such as silica, alumina, and zirconia as oxides, and silica particles are preferable. Silica particles include, for example, anhydrous silica such as colloidal silica and vapor phase silica, and hydrous silica.

無機粒子の平均粒子径としては、二次粒子の体積平均粒子径で50nm以下であることが好ましく、更には10〜30nmの範囲であることが好ましい。平均粒子径が50nm以下であることで、透明性が得られ、例えばカラーフィルタ等の着色パターンを作製した際に、着色剤の色相、色むらを損なわず、所望の色合いや色濃度を得やすくなる。
無機粒子の体積平均粒子径は、マイクロトラックUPA−EX150(日機装株式会社製)を用いて測定される値である。
The average particle diameter of the inorganic particles is preferably 50 nm or less in terms of the volume average particle diameter of the secondary particles, and more preferably in the range of 10 to 30 nm. When the average particle diameter is 50 nm or less, transparency is obtained. For example, when a color pattern such as a color filter is produced, the hue and color unevenness of the colorant are not impaired, and a desired color tone and color density can be easily obtained. Become.
The volume average particle diameter of the inorganic particles is a value measured using Microtrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

また、無機粒子として、市販品を用いてもよい。上市されている無機粒子の例としては、コロイダルシリカの例として、例えば、日産化学(株)製のオルガノシリカゾル MEK−ST、PMA−ST、PGM−ST等、触媒化成工業(株)製のOSCAL(オスカル)1132、同1232、同1332、同1432、同1532、同1622、同1722、同1724(以上、有機溶剤分散)等が挙げられ、アルミナの例として、川研ファインケミカル(株)製のアルミゾル−10Dが挙げられ、また、ジルコニアの例として、日星産業(株)製のナノユースZR(r)〔ジルコニアゾル〕、などが挙げられる。   Moreover, you may use a commercial item as an inorganic particle. Examples of inorganic particles on the market include colloidal silica, for example, organosilica sol manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., such as MEK-ST, PMA-ST, PGM-ST, etc., and OSCAL manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd. (Oscal) 1132, 1232, 1332, 1432, 1532, 1632, 1622, 1722, 1724 (above, organic solvent dispersion) and the like. Examples of alumina are manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. Examples of zirconia include nano-use ZR (r) [zirconia sol] manufactured by Nissei Sangyo Co., Ltd., and the like.

無機粒子の着色硬化性組成物の全固形分に対する含有比率(質量比)としては、0.8〜20%の範囲が好ましい。組成物全質量に対する無機粒子の含有比率が0.8質量%以上であると、CMP等による研磨などで平坦化処理した場合の既設パターンの過研磨が効果的に防止され、所望の厚み、色相及び色濃度を有するカラーフィルタを作製することができる。また、無機粒子の含有量が20質量%以下であると、膜厚に対する色調(色価)の変化が少ないため着色硬化性組成物の膜厚に影響が少ないこと、ドライエッチング加工時のエッチング容易性(高いレートが保持できる)の点で有利である。
中でも、無機粒子の着色硬化性組成物の全固形分に対する含有比率は、2.0〜10質量%の範囲がより好ましい。
The content ratio (mass ratio) with respect to the total solid content of the colored curable composition of inorganic particles is preferably in the range of 0.8 to 20%. When the content ratio of the inorganic particles with respect to the total mass of the composition is 0.8% by mass or more, over-polishing of the existing pattern is effectively prevented when the surface is flattened by polishing such as CMP, and the desired thickness and hue And a color filter having a color density can be manufactured. In addition, when the content of the inorganic particles is 20% by mass or less, there is little change in the color tone (color value) with respect to the film thickness, so that there is little influence on the film thickness of the colored curable composition, and easy etching during dry etching processing. This is advantageous in terms of the characteristics (a high rate can be maintained).
Especially, the range of 2.0-10 mass% is more preferable for the content ratio with respect to the total solid of the colored curable composition of inorganic particles.

−硬化性化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、硬化性化合物の少なくとも一種を含有する。
硬化性化合物としては、感光性に構成するときには、重合成分(重合性モノマー等)及び光重合開始剤等が用いられ、また、非感光性(熱硬化性)に構成するときには、加熱により膜硬化が進行するものが用いられる。感光性とする場合の重合成分及び光重合開始剤等については既述の通りである。
-Curable compound-
The colored curable composition of the present invention contains at least one curable compound.
As the curable compound, a polymerization component (polymerizable monomer, etc.) and a photopolymerization initiator are used when it is configured to be photosensitive, and when it is configured to be non-photosensitive (thermosetting), the film is cured by heating. Is used. The polymerization component, photopolymerization initiator, and the like for the photosensitivity are as described above.

非感光性(熱硬化性)に構成するときに用いる硬化性化合物としては、加熱により膜硬化が行なえるものであれば特に制限はなく、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及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。   The curable compound used when constituting non-photosensitive (thermosetting) is not particularly limited as long as the film can be cured by heating. For example, a compound having a thermosetting functional group may be used. it can. As such a thermosetting compound, for example, those having at least one group selected from an epoxy group, a methylol group, an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group are 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及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又はウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基及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、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物が挙げられる。中でも、エポキシ化合物が好ましく、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. Among these, an epoxy compound is preferable, and a polyfunctional epoxy compound is particularly preferable.

前記エポキシ化合物としては、エポキシ基を有し、かつ架橋性を有する樹脂を適宜選択して用いることができる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールAグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、へキサンジオールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、N,N−ジグリシジルアニリン等の2価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールフェノールトリグリシジルエーテル、TrisP−PAトリグリシジルエーテル等に代表される3価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、テトラメチロールビスフェノールAテトラグリシジルエーテル等に代表される4価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル等の多価グリシジル基含有低分子化合物、ポリグリシジル(メタ)アクリレート、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物等に代表されるグリシジル基含有高分子化合物、等が挙げられる。   As the epoxy compound, a resin having an epoxy group and crosslinkability can be appropriately selected and used. Examples of the epoxy resin include bisphenol A glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, butanediol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, dihydroxybiphenyl diglycidyl ether, diglycidyl phthalate, N, N-diglycidyl aniline. Divalent glycidyl group-containing low molecular weight compounds such as trimethylolpropane triglycidyl ether, trimethylolphenol triglycidyl ether, trivalent glycidyl group-containing low molecular weight compounds represented by TrisP-PA triglycidyl ether, etc. Similarly, tetravalent glycidyl group-containing molecular weight reduction represented by pentaerythritol tetraglycidyl ether, tetramethylol bisphenol A tetraglycidyl ether, etc. Of polyvalent glycidyl group-containing low molecular weight compounds such as dipentaerythritol pentaglycidyl ether, dipentaerythritol hexaglycidyl ether, polyglycidyl (meth) acrylate, 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol Examples thereof include glycidyl group-containing polymer compounds represented by 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct and the like.

これらの熱硬化性化合物としては、特開2008−292548号公報の段落番号[0034]〜[0048]に記載の熱硬化性化合物を挙げることができる。   Examples of these thermosetting compounds include thermosetting compounds described in paragraph numbers [0034] to [0048] of JP-A-2008-292548.

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.

−酸無水物−
本発明の着色硬化性組成物は、酸無水物を含有することが好ましい。酸無水物を含有することにより、硬化性化合物、特にエポキシ化合物の熱硬化による架橋性を向上させることができる。
-Acid anhydride-
The colored curable composition of the present invention preferably contains an acid anhydride. By containing an acid anhydride, it is possible to improve the crosslinkability of the curable compound, particularly the epoxy compound, by thermal curing.

酸無水物としては、例えば、フタル酸無水物、ナジック酸無水物、マレイン酸無水物、琥珀酸無水物などが挙げられる。中でも、酸無水物は、顔料分散への影響が少ないの点で、フタル酸無水物が好ましい。
エポキシ硬化剤としてアミン系化合物も一般的であるが、ポットライフが比較的長いなどの利点がある。
Examples of the acid anhydride include phthalic anhydride, nadic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, and the like. Of these, phthalic anhydride is preferable because it has little influence on pigment dispersion.
An amine compound is generally used as an epoxy curing agent, but has advantages such as a relatively long pot life.

酸無水物の着色硬化性組成物中における含有量としては、硬化性化合物(特にエポキシ化合物)の含有量に対して、10〜40質量%の範囲が好ましく、15〜30質量%の範囲がより好ましい。酸無水物の含有量は、10質量%以上であると硬化性化合物、特にエポキシの架橋密度が向上し、機械的強度を高めることができ、30質量%以下であると塗膜中の熱硬化成分が抑制され、色材の濃度を高めるのに有利である。   As content in the colored curable composition of an acid anhydride, the range of 10-40 mass% is preferable with respect to content of a curable compound (especially epoxy compound), and the range of 15-30 mass% is more. preferable. When the content of the acid anhydride is 10% by mass or more, the crosslinking density of the curable compound, particularly epoxy, can be improved, and the mechanical strength can be increased. The components are suppressed, which is advantageous for increasing the concentration of the coloring material.

−各種添加物−
着色硬化性組成物には、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 the colored curable composition, various additives such as a binder, a curing agent, a curing catalyst, a solvent, a filler, a polymer compound other than those described above, and an interface are added as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. An activator, an adhesion promoter, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an aggregation inhibitor, a dispersant, 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。
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。
[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.
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.

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 acrylic resins include copolymers consisting of monomers selected from benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, and the like, such as benzyl methacrylate / methacrylic acid, benzyl Each copolymer such as 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既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 above-mentioned colorant in these binders at a high concentration, it is possible to impart adhesion to the lower layer, etc., and these contribute to the coating surface state during spin coating and slit coating (colored layer formation). ing.

[硬化剤]
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。以下、硬化剤の例を示す。
[Curing agent]
When using an epoxy resin as the curable 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 shown below.

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。また化学構造別にみるとアミン類では、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, for 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]
着色剤濃度の高い組成を実現するためには、硬化剤との反応による硬化のほか、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 composition having a high colorant concentration, curing by reaction between epoxy groups is effective in addition to curing by reaction with a 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 1/30, based on the mass of the epoxy resin having an epoxy equivalent of about 150 to 200. It can be cured 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]
分散剤を含有することにより、顔料の分散性を向上させることができる。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]
By containing the dispersant, the dispersibility of the pigment can be improved. As the dispersant, known ones can be appropriately selected and used, and examples thereof include a cationic surfactant, a fluorosurfactant, and a polymer dispersant.

分散剤としては、多くの種類の化合物が使用可能であるが、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)及びイソネットS−20(三洋化成(株)製)が挙げられる。   As the dispersant, many types of compounds can be used. For example, phthalocyanine derivatives (commercially available product 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 , Sorbita Nonionic surfactants such as 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, 68, 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.

前記分散剤は、一種単独で用いてもよく2種以上を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、通常は顔料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 individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The amount of the dispersant added to the colored thermosetting composition is usually preferably about 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.

〜〜着色熱硬化性組成物の調製方法〜〜
着色熱硬化性組成物の好ましい調製方法について説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
着色熱硬化性組成物には、顔料粒子を微粒子化し、且つその粒子サイズ分布をシャープにした顔料を用いる方法が好適である。具体的には、平均粒子径が0.01μm程度であり、且つ粒子径が0.01±0.005μmの範囲にある顔料粒子を75質量%以上含んで構成される顔料を用いる方法が好ましい。顔料の粒子サイズ分布を上述の範囲に調整するためには、顔料の分散方法が特に重要となる。そのような分散方法としては、例えば、ニーダーや二本ロールなどのロールミルを用いて高粘度状態で分散する乾式分散(混練分散処理)と三本ロールやビーズミル等を用いて比較的低粘度状態で分散する湿式分散(微分散処理)とを組合せた分散方法が挙げられる。また、前記分散方法においては、2種以上の顔料を共分散したり、混練分散処理時には、溶剤を使用しないか若しくは使用量をできるだけ少なくしたり、各種分散剤を用いるのも好ましい。更に、ソルベントショックを和らげるために樹脂成分を前記混練分散処理時と微分散処理時とに分けて添加(2分割使用)したりすることが好ましく、また、混練分散処理から微分散処理に移行する際に顔料粒子が再凝集するのを防止するために溶解性に優れた樹脂成分を用いるのが好ましい。更に、微分散処理時に使用するビーズミルのビーズに高硬度のセラミックスを使用したり、粒径の小さいビーズを使用したりする手段も有効である。尚、前記樹脂成分としては、例えば、上述のアルカリ可溶性樹脂を用いることができる。
~~ Preparation method of colored thermosetting composition ~~
A preferred method for preparing the colored thermosetting composition will be described. However, the present invention is not limited to this.
For the colored thermosetting composition, a method using a pigment having finely divided pigment particles and a sharp particle size distribution is suitable. Specifically, a method using a pigment constituted by including 75% by mass or more of pigment particles having an average particle size of about 0.01 μm and a particle size in the range of 0.01 ± 0.005 μm is preferable. In order to adjust the particle size distribution of the pigment within the above range, the pigment dispersion method is particularly important. As such a dispersion method, for example, dry dispersion (kneading dispersion treatment) in which a high-viscosity state is dispersed using a roll mill such as a kneader or two-roll, and a relatively low-viscosity state using a three-roll or bead mill is used. A dispersion method combining wet dispersion (fine dispersion treatment) for dispersion may be mentioned. In the dispersion method, it is also preferable to co-disperse two or more pigments, or not to use a solvent or to reduce the amount of use as much as possible during the kneading dispersion treatment, or to use various dispersants. Further, in order to relieve the solvent shock, it is preferable to add the resin component separately at the time of the kneading dispersion treatment and at the time of the fine dispersion treatment (use in two divisions). In order to prevent reaggregation of the pigment particles, it is preferable to use a resin component having excellent solubility. Furthermore, it is also effective to use high hardness ceramics or beads with a small particle diameter for the beads of the bead mill used during the fine dispersion treatment. In addition, as said resin component, the above-mentioned alkali-soluble resin can be used, for example.

本発明においては、特に、2種以上の顔料を用い、更に2種以上の顔料を50000mPa・s以上の高粘度状態で分散した後に、更に1000mPa・s以下の低粘度状態で分散して得られた着色剤を用いることが好ましい。
一般に、これら顔料は合成後、種々の方法で乾燥を経て供給される。通常は水媒体から乾燥させて粉末体として供給されるが、水が乾燥するには大きな蒸発潜熱を必要とするため、乾燥して粉末とさせるには大きな熱エネルギーを与える。そのため、顔料は一次粒子が集合した凝集体(二次粒子)を形成しているのが普通である。
In the present invention, in particular, two or more pigments are used, and two or more pigments are further dispersed in a high viscosity state of 50000 mPa · s or more, and then further dispersed in a low viscosity state of 1000 mPa · s or less. It is preferable to use a different colorant.
Generally, these pigments are supplied after drying by various methods after synthesis. Usually, it is dried from an aqueous medium and supplied as a powder. However, since water requires a large latent heat of vaporization for drying, a large amount of heat energy is given to dry it to form a powder. Therefore, the pigment usually forms an aggregate (secondary particle) in which primary particles are aggregated.

着色熱硬化性組成物の調製方法において、着色剤が顔料の場合、まず着色剤(顔料)に上述のバインダーを混練分散処理後の粘度が50,000mPa・s以上(好ましくは50,000〜100,000mPa・s)の比較的高粘度になるように混練分散処理を施すのが好ましい。ここで、混練分散処理は、高粘度分散であってもよいし、乾式分散であってもよい。次いで、必要に応じて混練分散処理後の分散物に上述のバインダーを追加添加し、微分散処理後の粘度が1000mPa・s以下(好ましくは100mPa・s以下)の比較的低粘度になるように微分散処理を施すことが好ましい。尚、微分散処理は、低粘度分散であってもよいし、湿式分散であってもよい。   In the method for preparing the colored thermosetting composition, when the colorant is a pigment, first, the viscosity after kneading and dispersing the above-mentioned binder into the colorant (pigment) is 50,000 mPa · s or more (preferably 50,000 to 100). , 000 mPa · s) is preferably kneaded and dispersed so as to have a relatively high viscosity. Here, the kneading dispersion treatment may be high viscosity dispersion or dry dispersion. Then, if necessary, the above-mentioned binder is additionally added to the dispersion after the kneading dispersion treatment so that the viscosity after the fine dispersion treatment is 1000 mPa · s or less (preferably 100 mPa · s or less). It is preferable to perform fine dispersion treatment. The fine dispersion treatment may be low viscosity dispersion or wet dispersion.

前記混練分散処理においては、溶剤の比率が被分散物に対して0〜20質量%であることが好ましい。このように、溶剤をあまり使用せずに分散を行なうと、顔料粒子の表面をビヒクルの樹脂成分を主体とした構成成分との濡れを促進させることができ、顔料粒子表面が形成する界面を、顔料粒子と空気との固体/気体界面から、顔料粒子とビヒクル溶液との固体/溶液界面に変換することができる。顔料粒子の表面が形成する界面を空気から溶液に変換し混合攪拌すると、顔料を一次粒子に近い微小な状態にまで分散することができる。   In the kneading and dispersing treatment, the solvent ratio is preferably 0 to 20% by mass with respect to the dispersion. Thus, when the dispersion is performed without using much solvent, wetting of the surface of the pigment particles with the constituent component mainly composed of the resin component of the vehicle can be promoted, and the interface formed by the pigment particle surface is The solid / gas interface between the pigment particles and air can be converted to a solid / solution interface between the pigment particles and the vehicle solution. When the interface formed by the surfaces of the pigment particles is converted from air to a solution and mixed and stirred, the pigment can be dispersed to a fine state close to the primary particles.

このように、顔料を高度に分散させるためには、顔料粒子表面が形成する界面を空気から溶液に変換することが有効である。かかる変換には強い剪断力や圧縮力が必要である。このため、前記混練分散処理においては、強い剪断力や圧縮力を発揮できる混練機を用い、被混練物として高粘度のものを用いるのが好ましい。   Thus, in order to highly disperse the pigment, it is effective to convert the interface formed by the pigment particle surface from air to a solution. Such conversion requires a strong shearing force or compressive force. For this reason, in the said kneading | mixing dispersion | distribution process, it is preferable to use a high viscosity thing as a to-be-kneaded material using the kneader which can exhibit strong shearing force and compressive force.

また、前記微分散処理時においては、ガラスやセラミックの微粒状の分散用メディアと共に混合攪拌することが好ましい。さらに、微分散処理時における溶剤の比率は、被分散物の20〜90質量%であることが好ましい。前記微分散処理時においては、顔料粒子を微小な状態にまで均一に安定させて分布させることが必要であることから、凝集している顔料粒子に衝撃力と剪断力とを付与できる分散機とを用い、被分散物として低粘度のものを用いるのが好ましい。   In the fine dispersion treatment, it is preferable to mix and stir together with fine dispersion media such as glass or ceramic. Furthermore, it is preferable that the ratio of the solvent at the time of a fine dispersion process is 20-90 mass% of to-be-dispersed material. At the time of the fine dispersion treatment, since it is necessary to distribute the pigment particles uniformly and stably to a fine state, a disperser capable of imparting impact force and shear force to the agglomerated pigment particles; It is preferable to use a low-viscosity material.

着色剤が染料の場合は、前記のような分散工程を必要とせず、しかるべき溶剤にバインダーとともに溶解させるだけでよい。   When the colorant is a dye, it is not necessary to perform the dispersion step as described above, and it is only necessary to dissolve it together with the binder in an appropriate solvent.

このようにして得られた顔料の分散物又は染料の溶液にエポキシ樹脂のような熱硬化性化合物と無機粒子と硬化触媒や硬化剤とを添加、あるいは既にバインダーが熱硬化性化合物である場合には、無機粒子と硬化触媒や硬化剤を添加して熱硬化機能を付与し、必要に応じて溶剤を添加することで本発明における着色熱硬化性組成物を調製することができる。   When a thermosetting compound such as an epoxy resin, inorganic particles, a curing catalyst or a curing agent is added to the pigment dispersion or dye solution thus obtained, or when the binder is already a thermosetting compound Can add a thermosetting function by adding inorganic particles, a curing catalyst and a curing agent, and a colored thermosetting composition in the present invention can be prepared by adding a solvent as necessary.

<カラーフィルタ及びその製造方法>
本発明のカラーフィルタは、これを構成するパターンのうち、少なくとも一種のパターンが着色剤及び無機粒子を含ませて構成された着色パターンである。本発明のカラーフィルタは、少なくとも一種のパターンが着色剤及び無機粒子を含有するように形成されたものであれば特に制限されるものではないが、パターンをドライエッチング法と平坦化処理とを利用して形成した場合に所望のパターン厚、色相及び色濃度を確保する観点から、本発明のカラーフィルタは、好ましくは以下に示す本発明のカラーフィルタの製造方法により作製される。
<Color filter and manufacturing method thereof>
The color filter of the present invention is a colored pattern in which at least one of the patterns constituting the color filter includes a colorant and inorganic particles. The color filter of the present invention is not particularly limited as long as at least one pattern is formed so as to contain a colorant and inorganic particles, but the pattern is subjected to a dry etching method and a planarization treatment. From the viewpoint of securing a desired pattern thickness, hue, and color density when formed, the color filter of the present invention is preferably produced by the following method for producing a color filter of the present invention.

本発明のカラーフィルタの製造方法は、既述の本発明の着色硬化性組成物を用いて第1の着色層を形成する第1の着色層形成工程と、形成された第1の着色層をドライエッチング処理して第1の着色パターンを形成する第1のパターン形成工程とを設けて構成したものである。   The method for producing a color filter of the present invention comprises a first colored layer forming step of forming a first colored layer using the colored curable composition of the present invention described above, and the formed first colored layer. And a first pattern forming step for forming a first colored pattern by dry etching.

本発明のカラーフィルタの製造方法においては、無機粒子を含む着色硬化性組成物を用いることで、着色パターンの表面の傷耐性が向上するなど外力耐性が与えられ、また、例えば無機粒子を含ませた第1の着色パターン(例えば1色目画素)の上に第2の着色パターン(例えば2色目画素)を平坦化処理(CMP等の研磨など)を施して形成する場合に、第1の着色パターンの過研磨等を防止し、所望のパターン厚、色相及び色濃度を持つ着色パターンが得られる。
特に、例えば厚みが1μm以下及び/又は画素パターンサイズが2μm以下(例えば0.5〜2.0μm)となるような微小サイズが求められる固体撮像素子用のカラーフィルタを作製するのに有効である。
In the method for producing a color filter of the present invention, by using a colored curable composition containing inorganic particles, external force resistance such as improved scratch resistance on the surface of the colored pattern is given, and for example, inorganic particles are included. When the second coloring pattern (for example, the second color pixel) is formed on the first coloring pattern (for example, the first color pixel) by performing a flattening process (such as polishing such as CMP), the first coloring pattern is used. Thus, a colored pattern having a desired pattern thickness, hue and color density can be obtained.
In particular, it is effective for producing a color filter for a solid-state imaging device in which a micro size such as a thickness of 1 μm or less and / or a pixel pattern size of 2 μm or less (for example, 0.5 to 2.0 μm) is required. .

ここで、固体撮像素子について、一例として図1を参照して略説する。
図1に示すように、固体撮像素子10は、シリコン基板上に設けられた受光素子(フォトダイオード)32、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。本発明においては、平坦化膜14は必ずしも設ける必要はない。なお、図1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。
Here, the solid-state imaging device will be briefly described with reference to FIG. 1 as an example.
As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 10 includes a light receiving element (photodiode) 32 provided on a silicon substrate, a color filter 13, a planarizing film 14, a microlens 15, and the like. In the present invention, the planarizing film 14 is not necessarily provided. In FIG. 1, in order to clarify each part, the ratios of the thicknesses and widths are disregarded and some of them are exaggerated.

支持体としては、シリコン基板のほか、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く、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、例えば酸化膜、窒化シリコン等が挙げられる。また、これら支持体とカラーフィルタ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よい。   The support is not particularly limited as long as it is used for a color filter in addition to a silicon substrate. For example, soda glass, borosilicate glass, quartz glass, and a transparent conductive film attached to these are used for liquid crystal display elements. And a photoelectric conversion element substrate used for a solid-state imaging device, such as an oxide film or silicon nitride. Further, an intermediate layer or the like may be provided between the support and the color filter 13 as long as the present invention is not impaired.

シリコン基板上には、Pウエル31を有し、このPウエルの表面の一部にフォトダイオード32を有している。フォトダイオード32は、Pウエルの表面の一部にPやAs等のN型不純物をイオン注入した後、熱処理を行うことにより形成される。また、シリコン基板のPウエル31の表面であって前記一部とは異なる領域には、フォトダイオード32よりN型不純物濃度の高い不純物拡散層33を有している。この不純物拡散層33は、PやAs等のN型不純物をイオン注入した後、熱処理を行うことにより形成され、フォトダイオード32が入射光を受けることにより発生した電荷を転送する浮遊拡散層の役割を果たす。ウエル31をP型不純物層、フォトダイオード32及び不純物拡散層33をN型不純物層とする以外にも、ウエル31をN型不純物層、フォトダイオード32及び不純物拡散層33をP型不純物層として実施することもできる。   A P well 31 is provided on the silicon substrate, and a photodiode 32 is provided on a part of the surface of the P well. The photodiode 32 is formed by performing heat treatment after ion-implanting N-type impurities such as P and As into a part of the surface of the P-well. Further, an impurity diffusion layer 33 having an N-type impurity concentration higher than that of the photodiode 32 is provided in a region different from the part of the surface of the P well 31 of the silicon substrate. The impurity diffusion layer 33 is formed by ion-implanting an N-type impurity such as P or As and then performing a heat treatment. The impurity diffusion layer 33 serves as a floating diffusion layer that transfers charges generated when the photodiode 32 receives incident light. Fulfill. In addition to the well 31 being a P-type impurity layer and the photodiode 32 and the impurity diffusion layer 33 being an N-type impurity layer, the well 31 is an N-type impurity layer, and the photodiode 32 and the impurity diffusion layer 33 being a P-type impurity layer. You can also

Pウエル31、フォトダイオード32、及び不純物拡散層33上には、SiO又はSiO/SiN/SiO等の絶縁膜37を有しており、この絶縁膜37上にはポリSi、タングステン、タングステンシリサイド、Al、Cu等からなる電極34が設けられている。電極34は、ゲートMOSトランジスタのゲートの役割を果たし、フォトダイオード32に発生した電荷を不純物拡散層33に転送するための転送ゲートとしての役割を果たすことができる。さらに、電極34の上方には、配線層35が形成されている。配線層35の更に上方には、BPSG膜36、P−SiN膜38を有している。BPSG膜36とP−SiN膜38の界面がフォトダイオード32の上方で下に湾曲する形状になるように形成されており、入射光を効率よくフォトダイオード32に導くための層内レンズの役割を果たす。BPSG膜36上には、P−SiN膜38表面又は画素領域以外の凹凸部を平坦化する目的で平坦化膜層39が形成されている。 An insulating film 37 such as SiO 2 or SiO 2 / SiN / SiO 2 is provided on the P well 31, the photodiode 32, and the impurity diffusion layer 33, and poly Si, tungsten, An electrode 34 made of tungsten silicide, Al, Cu or the like is provided. The electrode 34 serves as the gate of the gate MOS transistor, and can serve as a transfer gate for transferring charges generated in the photodiode 32 to the impurity diffusion layer 33. Further, a wiring layer 35 is formed above the electrode 34. Above the wiring layer 35, a BPSG film 36 and a P-SiN film 38 are provided. The interface between the BPSG film 36 and the P-SiN film 38 is formed so as to curve downward above the photodiode 32, and serves as an in-layer lens for efficiently guiding incident light to the photodiode 32. Fulfill. On the BPSG film 36, a planarizing film layer 39 is formed for the purpose of planarizing the surface of the P-SiN film 38 or the uneven portions other than the pixel region.

この平坦化膜層39上にカラーフィルタ13が形成されている。なお、以下の説明では、領域を区切らずにシリコン基板上に形成されている着色膜(いわゆるベタ膜)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。   A color filter 13 is formed on the planarizing film layer 39. In the following description, a colored film (so-called solid film) formed on a silicon substrate without dividing the region is referred to as a “colored (red, green, blue) layer”, and is formed by dividing the region into a pattern. A 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、シリコン基板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 concave portion provided on a silicon substrate, and a concave portion is formed among the formed colored layers. The form etc. which patternize by removing the part which protruded are included.

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2色画素)20R、緑色画素(第3色画素)20G、及び青色画素(第1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32の上方位置に形成されている。緑色画素20Gが市松模様に形成されるとともに、青色画素20B及び赤色画素20Rは、各緑色画素20Gの間に形成されている。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。   The color filter 13 includes a plurality of two-dimensionally arranged red pixels (second color pixels) 20R, green pixels (third color pixels) 20G, and blue pixels (first color pixels) 20B. The colored pixels 20R, 20G, and 20B are formed above the light receiving element 32, respectively. The green pixels 20G are formed in a checkered pattern, and the blue pixels 20B and the red pixels 20R are formed between the green pixels 20G. 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.

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、カラーフィルタ表面を平坦化している。後述する本発明のカラーフィルタの製造方法のように、平坦化処理を行なう場合には、必ずしもこの平坦化層は必要ではない。   The planarization film 14 is formed so as to cover the upper surface of the color filter 13 and planarizes the color filter surface. This planarization layer is not necessarily required when performing planarization as in the color filter manufacturing method of the present invention described later.

マイクロレンズ15は、凸面を上にして配置された集光レンズであり、平坦化膜14(平坦化膜を有しない場合はカラーフィルタ)の上方でかつ受光素子32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32へ導く。   The microlens 15 is a condensing lens disposed with the convex surface facing upward, and is provided above the planarizing film 14 (or a color filter when no planarizing film is provided) and above the light receiving element 32. Each microlens 15 efficiently guides light from the subject to each light receiving element 32.

−第1の着色層形成工程−
本発明のカラーフィルタの製造方法における第1の着色層形成工程は、既述の本発明の着色硬化性組成物を用いて第1の着色層を形成する。
-First colored layer forming step-
The 1st colored layer formation process in the manufacturing method of the color filter of this invention forms a 1st colored layer using the colored curable composition of the above-mentioned this invention.

着色層の形成は、着色硬化性組成物を支持体上に回転塗布、スリット塗布、スプレー塗布等の塗布方法により塗布し、乾燥させて着色層を形成することにより行なえる。   The colored layer can be formed by applying the colored curable composition onto a support by a coating method such as spin coating, slit coating, or spray coating, and drying to form a colored layer.

ここでの着色層の厚みとしては、0.3〜1μmの範囲が好ましく、0.35〜0.8の範囲がより好ましく、0.35〜0.7μmの範囲がより好ましい。   The thickness of the colored layer here is preferably in the range of 0.3 to 1 μm, more preferably in the range of 0.35 to 0.8, and more preferably in the range of 0.35 to 0.7 μm.

−第1のパターン形成工程−
本発明のカラーフィルタの製造方法における第1のパターン形成工程は、前記着色層形成工程で形成された第1の着色層をドライエッチング処理し、第1の着色パターンを形成する。
-1st pattern formation process-
In the color pattern manufacturing method of the present invention, in the first pattern forming step, the first colored layer formed in the colored layer forming step is dry-etched to form a first colored pattern.

第1の着色パターンは、支持体上に第1色目として設けられる着色パターンでもよいし、場合によっては、既設のパターンを有する支持体上に例えば第2色目あるいは第3色目以降のパターンとして設けられる着色パターンでもよい。   The first coloring pattern may be a coloring pattern provided as the first color on the support, or may be provided as a pattern for the second color or the third color on the support having an existing pattern depending on the case. It may be a colored pattern.

ドライエッチング処理は、前記着色層形成工程で形成された第1の着色層を、パターニングされたフォトレジスト層をマスクとしてエッチングガスを用いて行なえる。具体的には、支持体上の着色層の上に更にフォトレジスト層を形成するレジスト形成工程と、フォトレジスト層を露光、現像により所定のパターンに加工し、レジストパターン(パターニングされたフォトレジスト層)を形成する加工工程と、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、着色層をドライエッチングするドライエッチング工程とを設けて行なうことができる。また、ドライエッチングの終了後には、フォトレジストを除去するフォトレジスト除去工程をさらに設けることができる。   The dry etching process can be performed using the etching gas with the patterned photoresist layer as a mask for the first colored layer formed in the colored layer forming step. Specifically, a resist formation step of forming a photoresist layer on the colored layer on the support, and processing the photoresist layer into a predetermined pattern by exposure and development, a resist pattern (patterned photoresist layer) ) And a dry etching process for dry etching the colored layer using the formed resist pattern as an etching mask. In addition, after the dry etching is completed, a photoresist removal process for removing the photoresist can be further provided.

[レジスト形成工程]
レジスト形成工程では、支持体上の着色層の上に更にフォトレジスト層を形成する。具体的には、着色層上にポジ又はネガ型の感光性樹脂組成物を塗布し、これを乾燥させることによりフォトレジスト層を形成できる。フォトレジスト層の形成においては、更にプリベーク処理を施すことが好ましい。特に、フォトレジストの形成プロセスとしては、露光後の加熱処理(PEB)、現像後の加熱処理(ポストベーク処理)を実施する形態が望ましい。
[Resist formation process]
In the resist forming step, a photoresist layer is further formed on the colored layer on the support. Specifically, a photoresist layer can be formed by applying a positive or negative photosensitive resin composition on the colored layer and drying it. In forming the photoresist layer, it is preferable to further perform a pre-bake treatment. In particular, as a process for forming a photoresist, a mode in which heat treatment after exposure (PEB) and heat treatment after development (post-bake treatment) are desirable.

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、g線、h線、i線が好ましく、中でもi線が好ましい。
具体的には、ポジ型の感光性樹脂組成物として、キノンジアジド化合物及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及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するものである。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。
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, g-line, h-line and i-line are preferable, and i-line is particularly preferable.
Specifically, as the positive photosensitive resin composition, a composition containing a quinonediazide compound and an alkali-soluble resin is preferable. 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 what you use. 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.

フォトレジスト層の厚みとしては、0.1〜3μmが好ましく、0.2〜2.5μmが好ましく、0.3〜2μmが更に好ましい。なお、フォトレジスト層の塗布は、既述の塗布方法を用いて好適に行なえる。   The thickness of the photoresist layer is preferably 0.1 to 3 μm, preferably 0.2 to 2.5 μm, and more preferably 0.3 to 2 μm. Note that the photoresist layer can be suitably applied by using the above-described application method.

[加工工程]
加工工程では、フォトレジスト層を露光、現像により所定のパターンに加工し、レジストパターンを形成する。レジストパターンの形成は、特に制限なく、従来公知のフォトリソグラフィーの技術を適宜最適化して行なうことができる。露光、現像によりフォトレジスト層を所望のパターン様に除去することによって、着色パターンを形成しようとする領域のフォトレジスト層が除去されてなるレジストパターンが形成され、次のエッチング工程で用いられるエッチングマスクを着色層上に設けることができる。
[Processing process]
In the processing step, the photoresist layer is processed into a predetermined pattern by exposure and development to form a resist pattern. The formation of the resist pattern is not particularly limited, and can be performed by appropriately optimizing a conventionally known photolithography technique. By removing the photoresist layer in a desired pattern by exposure and development, a resist pattern is formed by removing the photoresist layer in the region where the colored pattern is to be formed, and an etching mask used in the next etching step Can be provided on the colored layer.

フォトレジスト層の露光は、所定のマスクパターンを介して、ポジ型又はネガ型の感光性樹脂組成物に、g線、h線、i線等、好ましくはi線で露光を施すことにより行なうことができる。露光後は、現像液で現像処理することにより、着色パターンを形成しようとする領域に合わせてフォトレジストが除去される。   The exposure of the photoresist layer is performed by exposing the positive or negative photosensitive resin composition with g-line, h-line, i-line, etc., preferably i-line, through a predetermined mask pattern. Can do. After the exposure, the photoresist is removed in accordance with a region where a colored pattern is to be formed by developing with a developer.

前記現像液としては、着色剤を含む着色層には影響を与えず、ポジレジストの露光部及びネガレジストの未硬化部を溶解するものであればいずれも使用可能であり、例えば、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。アルカリ性の水溶液としては、アルカリ性化合物を濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解して調製されたアルカリ性水溶液が好適である。アルカリ性化合物は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム,硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン等が挙げられる。尚、アルカリ性水溶液を現像液として用いた場合は、一般に現像後に水で洗浄処理が施される。   Any developer can be used as long as it dissolves the exposed portion of the positive resist and the uncured portion of the negative resist without affecting the colored layer containing the colorant. Combinations of solvents and alkaline aqueous solutions can be used. As the alkaline aqueous solution, an alkaline aqueous solution prepared by dissolving an alkaline compound so as to have a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass is suitable. Examples of alkaline compounds include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, Examples include pyrrole, piperidine, and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene. In addition, when alkaline aqueous solution is used as a developing solution, generally a washing process is performed with water after development.

[ドライエッチング工程]
ドライエッチング工程では、前記加工工程で形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、着色層をドライエッチングする。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の方法がある。
[Dry etching process]
In the dry etching step, the colored layer is dry etched using the resist pattern formed in the processing step as an etching mask. 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. There is a method described in this publication.

ドライエッチングとしては、パターン断面をより矩形に近く形成する観点や支持体へのダメージをより低減する観点から、以下の形態で行なうのが好ましい。
フッ素系ガスと酸素ガス(O)との混合ガスを用い、支持体が露出しない領域(深さ)までエッチングを行なう第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、好ましくは支持体が露出する領域(深さ)付近までエッチングを行なう第2段階のエッチングと、支持体が露出した後に行な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。
Dry etching is preferably performed in the following manner from the viewpoint of forming a pattern cross section closer to a rectangle and reducing damage to the support.
Using a mixed gas of fluorine-based gas and oxygen gas (O 2 ), a first stage etching is performed to a region (depth) where the support is not exposed, and a nitrogen gas ( N 2 ) and oxygen gas (O 2 ), and a second stage etching is preferably performed to the vicinity of the region (depth) where the support is exposed, and over-etching is performed after the support is exposed. The form containing these is preferable. Hereinafter, a specific method of dry etching and the first stage etching, second stage etching, and over-etching will be described.

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を求めて行なう。
(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)前記(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)前記(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。あるい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)前記(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、オーバーエッチングを実施する。
Dry etching is performed by obtaining 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).
(4) The second stage etching is performed according to the etching time calculated in (2). 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), and overetching is performed.

前記第1段階のエッチング工程で用いる混合ガスとしては、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)を含むことが好ましい。また、第1段階のエッチング工程は、支持体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、支持体のダメージを回避することができる。
また、前記第2段階のエッチング工程及び前記オーバーエッチング工程は、第1段階のエッチング工程でフッ素系ガス及び酸素ガスの混合ガスにより支持体が露出しない領域までエッチングを実施した後、支持体のダメージ回避の観点から、窒素ガス及び酸素ガスの混合ガスを用いてエッチング処理を行なうのが好ましい。
The mixed gas used in the first-stage etching process preferably 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 stage etching process can avoid damage to the support body by etching to a region where the support body is not exposed.
Further, the second etching step and the over-etching step may be performed by performing etching to a region where the support is not exposed by a mixed gas of fluorine-based gas and oxygen gas in the first etching process, and then damage the support. From the viewpoint of avoidance, it is preferable to perform the etching process using a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas.

第1段階のエッチング工程でのエッチング量と、第2段階のエッチング工程でのエッチング量との比率は、第1段階のエッチング工程での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ことが重要である。なお、全エッチング量(第1段階のエッチング工程でのエッチング量と第2段階のエッチング工程でのエッチング量との総和)中における後者の比率は、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。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をいう。   It is important to determine the ratio between the etching amount in the first stage etching process and the etching amount in the second stage etching process so as not to impair the rectangularity due to the etching process in the first stage etching process. It is. The latter ratio in the total etching amount (the sum of the etching amount in the first-stage etching process and the etching amount in the second-stage etching process) is preferably in the range of more than 0% and not more than 50%. 10 to 20% is more preferable. The etching amount refers to the remaining film thickness of the film to be etched.

また、エッチングは、オーバーエッチング処理を含むことが好ましい。オーバーエッチング処理は、オーバーエッチング比率を設定して行なうことが好ましい。また、オーバーエッチング比率は、初めに行なうエッチング処理時間より算出することが好ましい。オーバーエッチング比率は任意に設定できるが、フォトレジストのエッチング耐性と被エッチングパターンの矩形性維持の点で、エッチング工程におけるエッチング処理時間の30%以下であることが好ましく、5〜25%であることがより好ましく、10〜15%であることが特に好ましい。   Etching preferably includes an over-etching process. The overetching process is preferably performed by setting an overetching ratio. Moreover, it is preferable to calculate the overetching ratio from the etching process time to be performed first. The over-etching ratio can be arbitrarily set, but it is preferably 30% or less of the etching processing time in the etching process, and 5 to 25% in terms of maintaining the etching resistance of the photoresist and the rectangularity of the pattern to be etched. Is more preferable, and 10 to 15% is particularly preferable.

[フォトレジスト除去工程]
フォトレジスト除去工程では、エッチング後に残存するフォトレジスト層(すなわちエッチングマスク)を除去する。フォトレジスト層の除去は、フォトレジスト層上に剥離液又は溶剤を付与して、フォトレジスト層を除去可能な状態にする工程と、フォトレジスト層を洗浄水を用いて除去する工程とを含むことが好ましい。
[Photoresist removal process]
In the photoresist removal step, the photoresist layer (that is, the etching mask) remaining after the etching is removed. The removal of the photoresist layer includes a step of applying a stripping solution or a solvent on the photoresist layer so that the photoresist layer can be removed, and a step of removing the photoresist layer using cleaning water. Is preferred.

フォトレジスト層上に剥離液又は溶剤を付与し、フォトレジスト層を除去可能な状態にする工程としては、例えば、剥離液又は溶剤を少なくともフォトレジスト層上に付与し、所定の時間停滞させてパドル現像する工程を挙げることができる。剥離液又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。   As a process of applying a stripping solution or solvent on the photoresist layer to make the photoresist layer removable, for example, the stripping solution or solvent is applied on at least the photoresist layer, and the paddle is stagnated for a predetermined time. A step of developing can be mentioned. 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.

また、フォトレジスト層を洗浄水を用いて除去する工程としては、例えば、スプレー式又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。噴射ノズルが可動式の場合、フォトレジスト層を除去する工程中に支持体中心部から支持体端部までを2回以上移動して洗浄水を噴射することで、より効果的にフォトレジスト層を除去することができる。   Examples of the step of removing the photoresist layer using cleaning water 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. it can. 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. When the spray nozzle is movable, the photoresist layer is more effectively removed by moving the support from the center of the support to the end of the support more than twice during the step of removing the photoresist layer and spraying the cleaning water. Can be removed.

剥離液は、一般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)エーテル又はアセタール系化合物、5)ケトン又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)カルボン酸又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。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。   The stripping solution generally contains an organic solvent, but may further contain an inorganic solvent. Examples of organic solvents include 1) hydrocarbon compounds, 2) halogenated hydrocarbon compounds, 3) alcohol compounds, 4) ether or acetal compounds, 5) ketones or aldehyde compounds, and 6) ester compounds. 7) polyhydric alcohol compounds, 8) carboxylic acids or acid anhydride compounds thereof, 9) phenol compounds, 10) nitrogen compounds, 11) sulfur compounds, and 12) fluorine compounds. The stripping solution 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。具体的には、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。また、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。 The acyclic nitrogen-containing compound is preferably an acyclic nitrogen-containing compound having a hydroxyl group. Specifically, for example, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, N-ethylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N-butylethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, etc. Preferred are monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, and more preferred is monoethanolamine (H 2 NCH 2 CH 2 OH). 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- Preferred examples include 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 N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethylmorpholine, more preferably N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).

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 preferably contains an acyclic nitrogen-containing compound and a cyclic nitrogen-containing compound. Among these, as the acyclic nitrogen-containing compound, at least one selected from monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, and cyclic The nitrogen-containing compound preferably contains at least one selected from N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethylmorpholine, and more preferably contains monoethanolamine and N-methyl-2-pyrrolidone.

剥離液で除去するときには、着色パターンの上に形成されたフォトレジスト層が除去されていればよく、着色パターン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でも、該デポ物が完全に除去されていなくてもよい。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いう。   When removing with a stripping solution, it is only necessary that the photoresist layer formed on the colored pattern is removed, and even if the deposit is an etching product on the side wall of the colored pattern, It may not be completely removed. A deposit means an etching product deposited and deposited on the side wall of a colored layer.

剥離液としては、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、剥離液100質量部に対して65質量部以上70質量部以下であるものが望ましい。また、剥離液は、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物との混合物を純水で希釈したものが好ましい。   As the stripping solution, the content of the non-cyclic nitrogen-containing compound is 9 parts by weight or more and 11 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the stripping solution, and the content of the cyclic nitrogen-containing compound is 100 parts by weight of the stripping solution. On the other hand, what is 65 to 70 mass parts is desirable. Further, the stripping solution is preferably obtained by diluting a mixture of an acyclic nitrogen-containing compound and a cyclic nitrogen-containing compound with pure water.

本発明のカラーフィルタの製造方法においては、前記第1の着色層形成工程及び第1のパターン形成工程の後に、さらに、第1の着色パターン上に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満(好ましくは無機粒子を含まない(含有量が0(ゼロ)質量%))の第2の着色硬化性組成物を用いて第2の着色層を形成する第2の着色層形成工程と、形成された前記第2の着色層を、前記第1の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程とを設けて構成されている形態が好ましい。   In the method for producing a color filter of the present invention, after the first colored layer forming step and the first pattern forming step, the first colored pattern further includes a colorant and a curable compound, and includes inorganic particles. The second coloring is performed using the second colored curable composition having a content of less than 0.8% by mass with respect to the total solid content (preferably containing no inorganic particles (content of 0 (zero) mass%)). A second colored layer forming step for forming a layer, and a flattening step for flattening the formed second colored layer until at least the first colored pattern is exposed. The form is preferred.

−第2の着色層形成工程−
第2の着色層形成工程は、第1の着色パターン上に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第2の着色硬化性組成物を用いて第2の着色層を形成する。第2の着色硬化性組成物としては、既述の感光性の着色光硬化性組成物、又は非感光性の着色熱硬化性組成物中の無機粒子の全固形分に対する含有量を0.8質量%未満(好ましくは無機粒子を含まない)とした組成物を用いることができる。
また、第2の着色層の形成は、既述の第1の着色層を形成する方法と同様にして行なえる。
-Second colored layer forming step-
The second colored layer forming step includes a colorant and a curable compound on the first colored pattern, and the second colored curable property is less than 0.8% by mass with respect to the total solid content of the inorganic particles. A 2nd colored layer is formed using a composition. As a 2nd colored curable composition, content with respect to the total solid of the inorganic particle in the above-mentioned photosensitive colored photocurable composition or non-photosensitive colored thermosetting composition is 0.8. A composition of less than mass% (preferably not containing inorganic particles) can be used.
Further, the second colored layer can be formed in the same manner as the method for forming the first colored layer described above.

−平坦化処理工程−
本発明のカラーフィルタの製造方法における平坦化処理工程は、前記第2の着色層形成工程で形成された第2の着色層を、既設の第1の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理することにより、複数色の着色パターンを形成する。第2の着色層としては、1色に限られず、2色以上であってもよい。これにより、2色又は3色以上の着色パターンで構成されるカラーフィルタを形成することができる。
-Flattening process-
In the flattening process in the color filter manufacturing method of the present invention, the second colored layer formed in the second colored layer forming process is flattened until at least the existing first colored pattern is exposed. As a result, a plurality of colored patterns are formed. The second colored layer is not limited to one color and may be two or more colors. Thereby, the color filter comprised by the coloring pattern of 2 colors or 3 colors or more can be formed.

平坦化処理は、第1の着色パターン(無機粒子を含む例えば青色パターン)が少なくとも露出するまで第2の着色層(例えば緑色層や赤色層)に対して実施する。例えば、無機粒子を含む青色パターンの上に緑色層を形成した場合、緑色層を青色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理することにより、青色パターン間に緑色パターンが形成され、青色及び緑色の2色のカラーフィルタを作製することができる。   The planarization process is performed on the second colored layer (for example, a green layer or a red layer) until at least the first colored pattern (for example, a blue pattern including inorganic particles) is exposed. For example, when a green layer is formed on a blue pattern containing inorganic particles, a green pattern is formed between the blue patterns by flattening the green layer until at least the blue pattern is exposed. A color filter of a color can be produced.

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、支持体の全露出面をドライエッチングするエッチバック処理、又は支持体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;CMP)処理等の研磨処理などが挙げられる。   As the planarization process, from the viewpoint of simplifying the manufacturing process and manufacturing cost, an etch back process that dry-etches the entire exposed surface of the support, or a chemical that mechanically and mechanically polishes the entire exposed surface of the support. Examples thereof include a polishing process such as a mechanical mechanical polishing (CMP) process.

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なう。 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.

本発明のカラーフィルタの製造方法において、3色以上の着色パターンで構成されるカラーフィルタを作製する場合、前記第1の着色層形成工程及び前記第1のパターン形成工程の後に、さらに、
(a)支持体の第1の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満(好ましくは無機粒子を含まない(含有量が0(ゼロ)質量%))である第n(n≧2)の着色硬化性組成物を用いて第nの着色層を形成する第nの着色層形成工程と、
(b)形成された第nの着色層及び第1の着色パターンをドライエッチング処理して、第n+1(n≧2)の着色パターンを形成するための凹凸パターンを形成する第n+1のパターン形成工程、及び支持体の凹凸パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満(好ましくは無機粒子を含まない(含有量が0(ゼロ)質量%))である第n+1(n≧2)の着色硬化性組成物を用いて第n+1の着色層を形成する第n+1の着色層形成工程のそれぞれ1工程又はそれぞれ2工程以上と、
(c)支持体の第1の着色パターン形成面側に形成されたn層(n≧2)の着色層を、第1の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、
を設けることによって、n+1色の着色パターンからなるカラーフィルタを形成する構成とした形態が好ましい。
In the method for producing a color filter of the present invention, when producing a color filter composed of three or more colored patterns, after the first colored layer forming step and the first pattern forming step,
(A) The colorant and the curable compound are included on the first colored pattern forming surface side of the support, and the content of the inorganic particles with respect to the total solid content is less than 0.8% by mass (preferably without inorganic particles ( An nth colored layer forming step of forming an nth colored layer using an nth (n ≧ 2) colored curable composition having a content of 0 (zero) mass%));
(B) The (n + 1) th pattern forming step of forming a concavo-convex pattern for forming the (n + 1) th (n ≧ 2) colored pattern by dry-etching the formed nth colored layer and the first colored pattern In addition, a colorant and a curable compound are included on the uneven pattern forming surface side of the support, and the content of the inorganic particles with respect to the total solid content is less than 0.8% by mass (preferably does not include inorganic particles (content is 0). (Zero) mass%)) each of the n + 1th colored layer forming step of forming the (n + 1) th colored layer using the (n + 1) th (n ≧ 2) colored curable composition, or two or more steps, respectively. ,
(C) a planarization treatment step of planarizing the colored layer of the n layer (n ≧ 2) formed on the first colored pattern forming surface side of the support until at least the first colored pattern is exposed;
A configuration in which a color filter composed of an n + 1 color pattern is formed by providing is preferable.

具体的な例として、第1のパターンとして青色パターンを形成後、緑色及び赤色の2色の着色パターンを形成してRGB3色からなるカラーフィルタを作製する場合、既述の第1の着色層形成工程及び第1のパターン形成工程の後に、さらに、支持体の第1の着色パターン(青色パターン)形成面側に、赤色系の着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第2の着色硬化性組成物を用いて第2の着色層(赤色層)を形成する第2の着色層形成工程と、形成された赤色層(第2の着色層)及び青色パターン(第1の着色パターン)をドライエッチング処理して、第3の着色パターン(緑色パターン)を形成するための凹凸パターンを形成する第3のパターン形成工程、及び支持体の凹凸パターン形成面側に、緑色の着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第3の着色硬化性組成物を用いて第3の着色層(緑色層)を形成する第3の着色層形成工程と、支持体の第1の着色パターン形成面側に形成された2層の着色層(赤色層及び緑色層)を、第1の着色パターン(青色パターン)が露出するまで、あるいは露出後に所望量のオーバーエッチングが終了するまで平坦化処理する平坦化処理工程とを設ける。このようにして、RGB3色の着色パターンからなるカラーフィルタが得られる。   As a specific example, after forming a blue pattern as the first pattern, when forming a color filter of three colors of RGB by forming two colored patterns of green and red, the first colored layer formation described above is formed After the step and the first pattern forming step, further containing a red colorant and a curable compound on the first colored pattern (blue pattern) forming surface side of the support, and containing the inorganic particles with respect to the total solid content A second colored layer forming step of forming a second colored layer (red layer) using the second colored curable composition whose amount is less than 0.8% by mass; and the formed red layer (second 3rd pattern formation process which forms the uneven | corrugated pattern for carrying out the dry etching process of the colored layer) and blue pattern (1st colored pattern), and forms a 3rd colored pattern (green pattern), and a support body Uneven pattern of The third coloration is performed using a third colored curable composition containing a green colorant and a curable compound on the surface where the inorganic particles are formed and having a content of less than 0.8% by mass of the inorganic particles based on the total solid content. A third colored layer forming step for forming a layer (green layer) and two colored layers (red layer and green layer) formed on the first colored pattern forming surface side of the support are first colored. There is provided a flattening process step of performing a flattening process until the pattern (blue pattern) is exposed or until a desired amount of over-etching is completed after the exposure. In this way, a color filter composed of a coloring pattern of RGB three colors is obtained.

更に図2を参照して具体的に説明する。図2は、初めに青色パターンを形成した後、そのパターンを覆うように赤色層を形成し、青色パターンと赤色層とを同時にドライエッチング処理して形成された凹状の緑色パターン形成領域を覆うように緑色層を形成し、緑色層の上から平坦化処理してカラーフィルタとするものである。   Furthermore, it demonstrates concretely with reference to FIG. In FIG. 2, after forming a blue pattern first, a red layer is formed so as to cover the pattern, and a concave green pattern forming region formed by dry etching the blue pattern and the red layer simultaneously is covered. A green layer is formed on the green layer, and a flattening process is performed on the green layer to form a color filter.

図2に示す工程順にしたがって、まず初めに、青色パターンを形成する工程において、支持体上に青色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして青色層を形成した後、フォトレジスト層を形成する。このフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得た後、ドライエッチング処理して青色パターンを形成する。残存するレジストパターンを除去した後、青色パターンを覆うように支持体上に更に、赤色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして赤色層を形成する。その後、ドライエッチングに用いるエッチングマスクを形成するため、赤色層上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを赤色層上に形成する。形成されたレジストパターンをマスクとして、青色パターン及び赤色層をともにドライエッチングして支持体を露出させる。このとき、緑色パターンを形成しようとする領域において、支持体が露出している。残存するレジストパターンを除去した後、支持体露出部を覆うように支持体上の全面に緑色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして緑色層を形成する。その後、緑色層の上から青色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理を施すことによって赤色層及び緑色層の両方を除去することで、RGB3色からなるカラーフィルタが得られる。   According to the order of steps shown in FIG. 2, first, in the step of forming a blue pattern, a blue colored curable composition is applied on a support, dried and prebaked to form a blue layer, and then a photoresist layer is formed. Form. After patterning this photoresist layer to obtain a resist pattern, a dry etching process is performed to form a blue pattern. After removing the remaining resist pattern, a red colored curable composition is further applied onto the support so as to cover the blue pattern, dried and prebaked to form a red layer. Thereafter, in order to form an etching mask used for dry etching, a photoresist layer is formed on the red layer, and the photoresist layer is patterned to form a resist pattern on the red layer. Using the formed resist pattern as a mask, both the blue pattern and the red layer are dry-etched to expose the support. At this time, the support is exposed in the region where the green pattern is to be formed. After removing the remaining resist pattern, a green colored curable composition is applied over the entire surface of the support so as to cover the exposed portion of the support, dried and prebaked to form a green layer. Thereafter, a flattening process is performed until at least the blue pattern is exposed from above the green layer, thereby removing both the red layer and the green layer, thereby obtaining a color filter composed of three colors of RGB.

なお、平坦化処理は、例えば最初に赤色層及び緑色層にエッチバック処理を施した後、青色パターン上に残存する残りの赤色層を研磨処理により除去する等、エッチバック処理と研磨処理とを組み合せて実施してもよい。   The flattening process includes, for example, an etch back process and a polishing process, such as first performing an etch back process on the red layer and the green layer, and then removing the remaining red layer remaining on the blue pattern by the polishing process. You may carry out in combination.

また、本発明のカラーフィルタの製造方法の別の態様として、図3に示すような方法でカラーフィルタを作製することもできる。
図3は、初めに青色パターンを形成した後、そのパターンを覆うように赤色層を形成し、この赤色層に対して平坦化処理を施して赤色パターンを形成する。その後、青色パターン及び赤色パターンに対して、ドライエッチング処理を施し、凹状に緑色パターン形成領域を形成後、更に緑色層を形成し、緑色層に対して平坦化処理を施してカラーフィルタとするものである。
Further, as another aspect of the method for producing a color filter of the present invention, a color filter can be produced by a method as shown in FIG.
In FIG. 3, after a blue pattern is first formed, a red layer is formed so as to cover the pattern, and a flattening process is performed on the red layer to form a red pattern. Thereafter, the blue pattern and the red pattern are dry-etched to form a concave green pattern formation region, and then a green layer is formed, and the green layer is flattened to form a color filter. It is.

図3に示す工程順にしたがって、まず初めに、図2に示す青色パターンを形成する工程と同様にして青色パターンを形成した後、支持体の青色パターン形成面に赤色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして赤色層を形成する。この赤色層の上から青色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理を施すことにより、赤色パターンを形成する。このとき、青色及び赤色の2色パターンになっている。そして、青色パターン及び赤色パターンの上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得た後、ドライエッチング処理して緑色パターンを形成しようとする領域(緑色画素形成領域)を凹状に加工する。これより、青色、赤色の2色パターンに加え、緑色画素形成領域が配列されている。残存するレジストパターンを除去した後、青色パターン及び赤色パターンと凹状の領域を覆うように支持体上に更に、緑色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして緑色層を形成する。その後、再び緑色層の上から青色パターン(又は赤色パターン)が少なくとも露出するまで平坦化処理を施すことにより緑色層を除去し、最終的にRGB3色からなるカラーフィルタを得ることができる。   According to the process order shown in FIG. 3, first, after forming a blue pattern in the same manner as the process of forming the blue pattern shown in FIG. 2, a red colored curable composition is applied to the blue pattern forming surface of the support. Dry and pre-bake to form a red layer. A red pattern is formed by performing a flattening process on the red layer until the blue pattern is at least exposed. At this time, it is a two-color pattern of blue and red. Then, a photoresist layer is formed on the blue pattern and the red pattern, and after the photoresist layer is patterned to obtain a resist pattern, a region where a green pattern is to be formed by dry etching (green pixel formation region) ) Is processed into a concave shape. Thus, in addition to the two-color pattern of blue and red, the green pixel formation region is arranged. After removing the remaining resist pattern, a green colored curable composition is further applied onto the support so as to cover the blue pattern, the red pattern and the concave region, dried and prebaked to form a green layer. Thereafter, the green layer is removed by performing a flattening process again until at least the blue pattern (or red pattern) is exposed from above the green layer, and finally, a color filter composed of three colors of RGB can be obtained.

着色パターンの幅長(パターンが正方形の場合には一辺の長さ)としては、画像解像度の観点から、0.5〜1.7μmが好ましく、0.6〜1.5μmがより好ましい。   The width of the colored pattern (the length of one side when the pattern is square) is preferably 0.5 to 1.7 μm, more preferably 0.6 to 1.5 μm from the viewpoint of image resolution.

また、着色パターンとしての厚みとしては、カラーフィルタの厚み、ひいては例えば固体撮像素子の全体厚みをより薄膜にする観点から、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。   Further, the thickness as the coloring pattern is preferably 0.005 μm to 0.9 μm, more preferably 0.05 μm to 0.8 μm, from the viewpoint of making the thickness of the color filter, and thus, for example, the entire thickness of the solid-state imaging device thinner. 0.1 μm to 0.7 μm is more preferable.

以下、本発明を実施例により更に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、各工程において、市販の処理液を用いた処理を行なう場合、特記しない限りメーカー指定の方法に従って各処理を行なった。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. In each step, when processing using a commercially available processing solution was performed, each processing was performed according to the method specified by the manufacturer unless otherwise specified.

(実施例1)
−着色硬化性組成物の調製−
無機粒子を含有する着色パターンのCMPレートを確認するため、下記のように青色の熱硬化性組成物BLUE(1)100g(固形分量=18質量%、シリカ/組成物の全固形分の比率=0.8質量%)を調製した。
Example 1
-Preparation of colored curable composition-
In order to confirm the CMP rate of the colored pattern containing inorganic particles, 100 g of blue thermosetting composition BLUE (1) as follows (solid content = 18% by mass, silica / composition total solids ratio = 0.8% by mass) was prepared.

<熱硬化性組成物BLUE(1)の組成>
・顔料分散液(山陽色素社製、BLUE分散液)・・・78.48g
BLUE顔料(PB15:6/PV23=100:25)/分散材/分散樹脂
固形分:19.3質量%、顔料分の質量:13.83質量%
・コロイダルシリカゾル ・・・0.15g
(プロピレングリコールモノメチルエーテル分散シリカゾル、固形分:30質量%、SiO:30質量%、粒子径:10〜20nm)
・熱硬化性樹脂 ・・・2.25g
(ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂)
・メチルフタル酸無水物 ・・・0.45g
・界面活性剤(フッ素系界面活性剤)・・・0.02g
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・18.3g
(PGMEA、添加溶剤)
<Composition of thermosetting composition BLUE (1)>
-Pigment dispersion (manufactured by Sanyo Color Co., Ltd., BLUE dispersion) ... 78.48 g
BLUE pigment (PB15: 6 / PV23 = 100: 25) / dispersant / dispersion resin Solid content: 19.3 mass%, pigment mass: 13.83 mass%
・ Colloidal silica sol ... 0.15g
(Propylene glycol monomethyl ether-dispersed silica sol, solid content: 30% by mass, SiO 2 : 30% by mass, particle size: 10 to 20 nm)
・ Thermosetting resin ... 2.25g
(Daicel Chemical Industries, Ltd., lactone-modified epoxy resin)
・ Methylphthalic anhydride ・ ・ ・ 0.45g
・ Surfactant (fluorine surfactant) ... 0.02g
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate ・ ・ ・ 18.3g
(PGMEA, additive solvent)

上記で得られた熱硬化性組成物BLUE(1)をSi基板上に塗布し、乾燥させ、220℃で5minのポストベーク処理を実施した。   The thermosetting composition BLUE (1) obtained above was applied onto a Si substrate, dried, and post-baked at 220 ° C. for 5 minutes.

−研磨耐性の評価−
ポストベーク処理後の膜面に対して下記の条件で研磨を行ない、研磨前後の膜厚を測定した。得られた値から研磨前後での膜厚差Δ値を求めて研磨レートとし、下記の評価基準にしたがって評価した。評価結果は、下記表1に示す。
<条件>
・研磨方法:Semispase25(キャボット社製のCMPスラリー)による研磨:DIW(Deionized water,純水)による研磨(水ポリッシュ)=1:19
・研磨時間:1分間
・WAFER回転数:50rpm
・プラテン回転数:30rpm
・圧力:1.2psi
・膜厚測定:接触式段差計デックタック
<評価基準>
◎:Δ値≦15nm/min
○:15nm/min<Δ値≦50nm/min
△:50nm/min<Δ値≦100nm/min
×:Δ値>100nm/min
-Evaluation of polishing resistance-
Polishing was performed on the film surface after the post-bake treatment under the following conditions, and the film thickness before and after polishing was measured. A film thickness difference Δ value before and after polishing was obtained from the obtained value to obtain a polishing rate and evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 1 below.
<Condition>
Polishing method: Polishing with Semispase 25 (Cab slurry manufactured by Cabot): Polishing with DIW (Deionized water) (water polish) = 1: 19
・ Polishing time: 1 minute ・ WAFER rotation speed: 50 rpm
・ Platen rotation speed: 30rpm
Pressure: 1.2 psi
・ Film thickness measurement: Contact type step gauge deck tack
<Evaluation criteria>
A: Δ value ≦ 15 nm / min
○: 15 nm / min <Δ value ≦ 50 nm / min
Δ: 50 nm / min <Δ value ≦ 100 nm / min
×: Δ value> 100 nm / min

研磨前後の膜厚から研磨レートを算出したところ、17.2nm/minの研磨レートであった。この値は研磨レートとして充分に小さく、研磨ストッパーとして機能させることができることが判った。   When the polishing rate was calculated from the film thickness before and after polishing, the polishing rate was 17.2 nm / min. This value was found to be sufficiently small as a polishing rate and can function as a polishing stopper.

−エッチング性の評価−
更に、下記のエッチング条件にてエッチングを実施し、下記の評価基準にしたがって評価を行なった。評価結果は、下記表1に示す。
<エッチング条件>
・エッチング装置:Μ−621(日立ハイテクノロジーズ社製)
・ガス流量 :Ar/N/CF/O=500/500/25/50ml
・エッチング時間:60秒
・Bias :RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイア ス:200W
・電極高さ :68mm
・圧力 :2.5Pa
<評価基準>
◎:エッチングレート>200nm/min
○:150nm/min<エッチングレート≦200nm/min
△:100nm/min≦エッチングレート≦150nm/min
×:エッチングレート<100nm/min
-Evaluation of etching properties-
Furthermore, etching was performed under the following etching conditions, and evaluation was performed according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 1 below.
<Etching conditions>
・ Etching device: Μ-621 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)
Gas flow rate: Ar / N 2 / CF 4 / O 2 = 500/500/25/50 ml
Etching time: 60 seconds Bias: RF power: 800 W, antenna bias: 400 W, wafer bias: 200 W
-Electrode height: 68 mm
・ Pressure: 2.5Pa
<Evaluation criteria>
A: Etching rate> 200 nm / min
○: 150 nm / min <etching rate ≦ 200 nm / min
Δ: 100 nm / min ≦ etching rate ≦ 150 nm / min
X: Etching rate <100 nm / min

エッチング性を確認した結果、エッチングレートは280.0nm/minであり、充分なエッチング性を有することを確認した。   As a result of confirming the etching property, the etching rate was 280.0 nm / min, and it was confirmed that the etching property was sufficient.

(実施例2〜9)
実施例1において、無機粒子、着色剤等の量を変更して熱硬化性組成物を調製し、同様の方法で研磨レート、エッチングレートを評価した。評価結果は、下記表1に示す。
その結果、下記表1に示されるように、実施例1と同等以上の研磨レートの抑制が図れることを確認した。また、青色の熱硬化性組成物のほか、赤色、緑色の熱硬化性組成物RED,GREENの調製も行ない、いずれも青色の場合と同様に充分な研磨レートの抑制効果が認められた。
(Examples 2-9)
In Example 1, the thermosetting composition was prepared by changing the amount of inorganic particles, colorant and the like, and the polishing rate and the etching rate were evaluated in the same manner. The evaluation results are shown in Table 1 below.
As a result, as shown in Table 1 below, it was confirmed that suppression of the polishing rate equivalent to or higher than that of Example 1 could be achieved. In addition to the blue thermosetting composition, red and green thermosetting compositions RED and GREEN were also prepared, and both had a sufficient polishing rate suppressing effect as in the case of blue.

(実施例10)
実施例1において、無機粒子として用いたコロイダルシリカゾルをジルコニア分散物に変更し、下記に示す青色の熱硬化性組成物BLUE(6)100g(固形分量=18質量%、ジルコニア/組成物の全固形分の比率=3.4質量%)を調製した。また、実施例1と同様の方法で研磨レート、エッチングレートを評価した。
その結果、下記表1に示されるように、実施例1と同等以上に研磨レートの抑制が図れることを確認した。
(Example 10)
In Example 1, the colloidal silica sol used as the inorganic particles was changed to a zirconia dispersion, and 100 g of blue thermosetting composition BLUE (6) shown below (solid content = 18% by mass, total solid of zirconia / composition) Minutes ratio = 3.4% by mass). Further, the polishing rate and the etching rate were evaluated in the same manner as in Example 1.
As a result, as shown in Table 1 below, it was confirmed that the polishing rate could be suppressed to be equal to or higher than that of Example 1.

<熱硬化性組成物BLUE(6)の組成>
・顔料分散液(山陽色素社製、BLUE分散液)・・・75.49g
BLUE顔料(PB15:6/PV23=100:25)/分散材/分散樹脂
固形分:19.3質量%、顔料分の質量:13.83質量%
・ジルコニア分散物 ・・・6.07g
(プロピレングリコールモノメチルエーテル分散ZrO、固形分:12質量%、ZrO:10質量%、粒子径:10〜20nm)
・熱硬化性樹脂 ・・・2.25g
(ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂)
・メチルフタル酸無水物 ・・・0.45g
・界面活性剤(フッ素系界面活性剤)・・・0.015g
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・15.72g
(PGMEA、添加溶剤)
<Composition of thermosetting composition BLUE (6)>
・ Pigment dispersion (manufactured by Sanyo Color Co., Ltd., BLUE dispersion) ... 75.49g
BLUE pigment (PB15: 6 / PV23 = 100: 25) / dispersant / dispersion resin Solid content: 19.3 mass%, pigment mass: 13.83 mass%
・ Zirconia dispersion: 6.07 g
(Propylene glycol monomethyl ether dispersion ZrO 2 , solid content: 12% by mass, ZrO 2 : 10% by mass, particle size: 10 to 20 nm)
・ Thermosetting resin ... 2.25g
(Daicel Chemical Industries, Ltd., lactone-modified epoxy resin)
・ Methylphthalic anhydride ・ ・ ・ 0.45g
・ Surfactant (Fluorosurfactant) ... 0.015g
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate: 15.72g
(PGMEA, additive solvent)

(実施例11)
実施例10において、熱硬化性組成物BLUE(6)の組成中のジルコニア分散物をタン分散物(TTO−51C、石原産業(株)製)に変更し、青色の熱硬化性組成物BLUE(7)100g(固形分量=18質量%、チタニア/組成物の全固形分の比率=3.4質量%)を調製した。また、実施例1と同様の方法で研磨レート、エッチングレートを評価した。
(Example 11)
In Example 10, the zirconia dispersion was titanium dispersion in the composition of the thermosetting composition BLUE (6) was changed to (TTO-51C, manufactured by Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.), a blue heat-curable composition BLUE (7) 100 g (solid content = 18 mass%, titania / total solid content ratio of composition = 3.4 mass%) was prepared. Further, the polishing rate and the etching rate were evaluated in the same manner as in Example 1.

(比較例1〜3)
実施例1の青色の熱硬化性組成物BLUE(1)、実施例8の緑色の熱硬化性組成物GREEN(1)、及び実施例9の赤色の熱硬化性組成物RED(1)の調製において、無機粒子であるコロイダルシリカゾルを用いなかったこと以外は、各実施例と同様にして、それぞれ青色の熱硬化性組成物BLUE(8)、緑色の熱硬化性組成物GREEN(2)、及び赤色の熱硬化性組成物RED(2)を調製し、さらに塗布及びポストベーク処理、研磨、及び評価(研磨レート、エッチングレートの算出)を行なった。評価結果は、下記表1に示す。
(Comparative Examples 1-3)
Preparation of the blue thermosetting composition BLUE (1) of Example 1, the green thermosetting composition GREEN (1) of Example 8, and the red thermosetting composition RED (1) of Example 9 In the same manner as in each example except that the colloidal silica sol which is an inorganic particle was not used, the blue thermosetting composition BLUE (8), the green thermosetting composition GREEN (2), and A red thermosetting composition RED (2) was prepared and further subjected to coating and post-baking treatment, polishing, and evaluation (calculation of polishing rate and etching rate). The evaluation results are shown in Table 1 below.

その結果、いずれの熱硬化性組成物も、研磨レートが100nmを超えており、無機粒子を含む実施例の熱硬化性組成物と比較し、容易に研磨されやすい膜しか得られず、研磨ストッパー性を既設の着色パターンに付与する観点で不充分なレベルであった。   As a result, any of the thermosetting compositions has a polishing rate exceeding 100 nm, and only a film that is easily polished can be obtained as compared with the thermosetting compositions of Examples including inorganic particles. It was an insufficient level from the viewpoint of imparting the properties to the existing colored pattern.

Figure 0005562591
Figure 0005562591

(実施例12)
上記で調製した青色の熱硬化性組成物BLUE(1)と、下記組成の緑色の熱硬化性組成物GREEN(3)及び赤色の熱硬化性組成物RED(3)とを用い、下記に示すよう手順にて、RGB3色からなるカラーフィルタアレイを作製した。
青色の熱硬化性組成物BLUE(1)を第1の着色層形成用の塗布液として第1の着色パターンを形成し、研磨ストッパー性(プロセス適正)を評価した。
(Example 12)
Using the blue thermosetting composition BLUE (1) prepared above, the green thermosetting composition GREEN (3) and the red thermosetting composition RED (3) having the following composition, the following is shown. In this manner, a color filter array composed of three colors of RGB was produced.
A first colored pattern was formed using the blue thermosetting composition BLUE (1) as a coating solution for forming a first colored layer, and the polishing stopper property (process suitability) was evaluated.

<熱硬化性組成物GREEN(3)の調製>
下記組成の諸成分を混合して、熱硬化性組成物GREEN(3)100g(固形分量=12質量%、固形分中の顔料含有比:57.40質量%)を調製した。
<熱硬化性組成物GREEN(3)の組成>
・顔料分散液(オリエンタル化成社製、GREEN分散液)・・・45.968g
GREEN顔料(PY139:PG36:PG7=35:80:20)/分散材/分散樹脂
固形分:24.8質量%
・熱硬化性樹脂 ・・・0.50g
(ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂)
・モノマー(新中村化学社製、NKエステル A−TMP−6BO)・・・0.10g
・界面活性剤(フッ素系界面活性剤)・・・0.006g
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・53.42g
(PGMEA、添加溶剤)
<Preparation of thermosetting composition GREEN (3)>
Various components having the following composition were mixed to prepare 100 g of thermosetting composition GREEN (3) (solid content = 12% by mass, pigment content ratio in the solid content: 57.40% by mass).
<Composition of thermosetting composition GREEN (3)>
・ Pigment dispersion (GREEN dispersion, manufactured by Oriental Kasei Co., Ltd.) ... 45.968 g
GREEN pigment (PY139: PG36: PG7 = 35: 80: 20) / dispersant / dispersion resin solid content: 24.8% by mass
・ Thermosetting resin ... 0.50g
(Daicel Chemical Industries, Ltd., lactone-modified epoxy resin)
・ Monomer (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK Ester A-TMP-6BO) ... 0.10g
・ Surfactant (fluorinated surfactant) ... 0.006g
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 53.42g
(PGMEA, additive solvent)

<熱硬化性組成物RED(3)の調製>
下記組成の諸成分を混合して、熱硬化性組成物RED(3)100g(固形分量=12質量%、固形分中の顔料含有比:61.6質量%)を調製した。
<熱硬化性組成物RED(3)の組成>
・顔料分散液(東洋インキ製、RED分散液)・・・56.998g
RED顔料(PR254:PY139=100:45)/分散材/分散樹脂
固形分:20質量%
・熱硬化性樹脂 ・・・0.50g
(ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂)
・モノマー(新中村化学社製、NKエステル A−TMP−6BO)・・・0.10g
・界面活性剤(フッ素系界面活性剤)・・・0.006g
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・42.366g
(PGMEA、添加溶剤)
<Preparation of thermosetting composition RED (3)>
Components of the following composition were mixed to prepare a thermosetting composition RED (3) 100 g (solid content = 12% by mass, pigment content ratio in the solid content: 61.6% by mass).
<Composition of thermosetting composition RED (3)>
・ Pigment dispersion (made by Toyo Ink, RED dispersion) ... 56.998 g
RED pigment (PR254: PY139 = 100: 45) / dispersant / dispersion resin Solid content: 20% by mass
・ Thermosetting resin ... 0.50g
(Daicel Chemical Industries, Ltd., lactone-modified epoxy resin)
・ Monomer (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK Ester A-TMP-6BO) ... 0.10g
・ Surfactant (fluorinated surfactant) ... 0.006g
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate: 42.366 g
(PGMEA, additive solvent)

<カラーフィルタの作製>
(第1層の形成)
−第1の工程−
支持体としてCMOSセンサー基板を準備し、この上に、青色の熱硬化性組成物BLUE(1)を、乾燥及びポストベーク後の厚みが0.50μmになるように塗布し、乾燥させて、220℃で5minのポストベークを行ない、青色膜(第1の着色層)を形成した。
<Production of color filter>
(Formation of the first layer)
-First step-
A CMOS sensor substrate is prepared as a support, and a blue thermosetting composition BLUE (1) is applied thereon so that the thickness after drying and post-baking is 0.50 μm and dried. Post baking was performed at 5 ° C. for 5 minutes to form a blue film (first colored layer).

−第2の工程−
続いて、ポストベーク後の青色膜の上に、ポジ型のフォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコーターにて塗布し、90℃で1分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
-Second step-
Subsequently, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) is applied onto the blue film after post-baking with a spin coater, and a pre-bake treatment is performed at 90 ° C. for 1 minute. A photoresist layer was formed to a thickness of 0.8 μm.

次いで、形成したフォトレジスト層を、i線ステッパー(FPA3000i5、キャノン(株)製)を用いて140mJ/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110℃で1分間、加熱処理(P.E.B.処理)を行なった。その後、現像液FHD−5(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH):2.38質量%、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、110℃で1分間、ポストベーク処理を実施して、第2色目(RED(赤色))の着色パターンを形成しようとする領域のフォトレジスト層を除去し、BLUE及びGREENの着色パターンを形成しようとする青色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンは、ライン状の凸形パターンを所定の間隔で配置したライン/スペース型のストライプパターンとした。このとき、パターンのサイズが1.0μmL/S(ライン/スペース;以下同様。)となるようにストライプパターンを形成した。マスクバイアスは、−0.05μmとした。 Next, the formed photoresist layer was subjected to pattern exposure at an exposure amount of 140 mJ / cm 2 using an i-line stepper (FPA 3000i5, manufactured by Canon Inc.), and the photoresist layer temperature or ambient temperature was 110 ° C. for 1 minute. Then, heat treatment (PEB treatment) was performed. Thereafter, paddle development was performed with developer FHD-5 (tetramethylammonium hydroxide (TMAH): 2.38 mass%, manufactured by Fuji Film Electronics Materials) for 1 minute, and then rinsed with pure water. Further, post-baking is performed at 110 ° C. for 1 minute to remove the photoresist layer in the region where the second color (RED (red)) color pattern is to be formed, and to form BLUE and GREEN color patterns. A photoresist layer was formed on the blue film region to be formed. The resist pattern was a line / space type stripe pattern in which line-shaped convex patterns were arranged at predetermined intervals. At this time, a stripe pattern was formed so that the pattern size was 1.0 μmL / S (line / space; the same applies hereinafter). The mask bias was −0.05 μm.

−第3の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、青色の熱硬化性組成物BLUE(1)で形成した青色膜を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置:U−621(日立ハイテクノロジーズ社製)
・ガス流量 :Ar/N/O=500/500/100sccm
・Bias :RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイア ス:200W
・電極高さ :68mm
・圧力 :2.5Pa
・エッチング時間:65sec(オーバーエッチング率20%)
-Third step-
The dry etching process was implemented on condition of the following, the blue film formed with the blue thermosetting composition BLUE (1) was processed, and the pattern was formed in uneven | corrugated shape.
<Etching conditions>
Etching device: U-621 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)
Gas flow rate: Ar / N 2 / O 2 = 500/500/100 sccm
-Bias: RF power: 800W, antenna bias: 400W, wafer bias: 200W
-Electrode height: 68 mm
・ Pressure: 2.5Pa
・ Etching time: 65 sec (Over etching rate 20%)

−第4の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度 :50℃
・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)
・剥離時間 :120sec(パドル処理)
・リンス :純水で60秒間、スプレーノズルにて噴射(0.2Pa)
・スピン乾燥:2000rpm、30秒間
-Fourth step-
The photoresist layer used as an etching mask was stripped under the following conditions.
<Peeling conditions>
-Substrate temperature: 50 ° C
-Stripper: MS230C (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials)
・ Peeling time: 120 sec (paddle processing)
・ Rinse: Spray with pure water for 60 seconds (0.2 Pa)
Spin drying: 2000 rpm for 30 seconds

次いで、ホットプレートを用いて120℃で2分間、脱水処理を行なって、第1のパターンの形成を終了した。その結果、青色の熱硬化性組成物BLUE(1)による1.0μmL/Sのストライプパターン(第1の着色パターン)が形成された。   Next, dehydration was performed at 120 ° C. for 2 minutes using a hot plate, and the formation of the first pattern was completed. As a result, a 1.0 μmL / S stripe pattern (first colored pattern) of the blue thermosetting composition BLUE (1) was formed.

(第2層の形成)
−第1の工程−
上記のように凹凸状のパターンが形成されたCMOS基板の凹凸形成面に、第2の着色硬化性組成物として上記の熱硬化性組成物RED(3)を、乾燥及びポストベーク後の厚みが0.40μmになるように塗布し、乾燥させた。その後、220℃で5minのポストベークを行ない、第2の着色層として、第2層目となる赤色膜を形成した。
(Formation of the second layer)
-First step-
As described above, the thermosetting composition RED (3) as the second colored curable composition is applied to the uneven surface of the CMOS substrate on which the uneven pattern is formed, and the thickness after drying and post-baking is set. It applied so that it might be set to 0.40 micrometer, and was dried. Thereafter, post-baking was performed at 220 ° C. for 5 minutes, and a red film serving as the second layer was formed as the second colored layer.

(第3層の形成)
−第1の工程−
続いて、ポストベーク後の赤色膜の上に、ポジ型のフォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコーターにて塗布し、90℃で1分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が1.0μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
(Formation of third layer)
-First step-
Subsequently, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) is applied onto the red film after post-baking with a spin coater, and a pre-bake treatment is performed at 90 ° C. for 1 minute. A photoresist layer was formed to a thickness of 1.0 μm.

次いで、形成したフォトレジスト層を、i線ステッパー(FPA3000i5、キャノン(株)製)を用いて140mJ/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110℃で1分間、加熱処理(P.E.B.処理)を行なった。その後、現像液FHD−5(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH):2.38質量%、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、110℃で1分間、ポストベーク処理を実施して、第3色目(GREEN(緑色))の着色パターンを形成しようとする領域のフォトレジスト層を除去し、BLUE及びREDの着色パターンを形成しようとする赤色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンは、パターンサイズが1.0μmであるベイヤー配列のパターンになるように形成した。マスクバイアスは、−0.05μmとした。 Next, the formed photoresist layer was subjected to pattern exposure at an exposure amount of 140 mJ / cm 2 using an i-line stepper (FPA 3000i5, manufactured by Canon Inc.), and the photoresist layer temperature or ambient temperature was 110 ° C. for 1 minute. Then, heat treatment (PEB treatment) was performed. Thereafter, paddle development was performed with developer FHD-5 (tetramethylammonium hydroxide (TMAH): 2.38 mass%, manufactured by Fuji Film Electronics Materials) for 1 minute, and then rinsed with pure water. Further, post-baking is performed at 110 ° C. for 1 minute to remove the photoresist layer in the region where the third color (GREEN (green)) coloring pattern is to be formed, and to form BLUE and RED coloring patterns. A photoresist layer was formed in the region of the red film to be formed. The resist pattern was formed to be a Bayer array pattern having a pattern size of 1.0 μm. The mask bias was −0.05 μm.

−第2の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、第1の着色層(青色膜)及び第2の着色層(赤色膜)を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置:U−621(日立ハイテクノロジーズ社製)
・ガス流量 :Ar/N/O=500/500/100sccm
・Bias :RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイア ス:200W
・電極高さ :68mm
・圧力 :2.5Pa
・エッチング時間:80sec(オーバーエッチング率20%)
-Second step-
A dry etching process was performed under the following conditions, the first colored layer (blue film) and the second colored layer (red film) were processed, and a pattern was formed in an uneven shape.
<Etching conditions>
Etching device: U-621 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)
Gas flow rate: Ar / N 2 / O 2 = 500/500/100 sccm
-Bias: RF power: 800W, antenna bias: 400W, wafer bias: 200W
-Electrode height: 68 mm
・ Pressure: 2.5Pa
・ Etching time: 80 sec (Over etching rate 20%)

−第3の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度 :50℃
・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)
・剥離時間 :120sec(パドル処理)
・リンス :純水で60秒間、スプレーノズルにて噴射(0.2Pa)
・スピン乾燥:2000rpm、30秒間
-Third step-
The photoresist layer used as an etching mask was stripped under the following conditions.
<Peeling conditions>
-Substrate temperature: 50 ° C
-Stripper: MS230C (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials)
・ Peeling time: 120 sec (paddle processing)
・ Rinse: Spray with pure water for 60 seconds (0.2 Pa)
Spin drying: 2000 rpm for 30 seconds

次いで、ホットプレートを用いて120℃で2分間、脱水処理を行なって、第3層目(第3のパターン)を形成する領域の加工を終了した。   Next, dehydration was performed at 120 ° C. for 2 minutes using a hot plate, and the processing of the region for forming the third layer (third pattern) was completed.

−第4の工程−
上記のように第3のパターンと同じパターンが形成されたCMOS基板の凹凸形成面に、第3の着色硬化性組成物として上記の熱硬化性組成物GREEN(3)を、乾燥及びポストベーク後の厚みが0.40μmになるように塗布し、乾燥させた。その後、220℃で5minのポストベークを行ない、第3の着色層として、第3層目となる緑色膜を形成した。
-Fourth step-
After drying and post-baking the thermosetting composition GREEN (3) as the third colored curable composition on the uneven surface of the CMOS substrate on which the same pattern as the third pattern is formed as described above The coating was applied so as to have a thickness of 0.40 μm and dried. Thereafter, post-baking was performed at 220 ° C. for 5 minutes, and a green film serving as a third layer was formed as a third colored layer.

−第5の工程−
次に、下記の条件にて、CMOS基板の着色層形成面に対して、第1のパターン(青色膜)が現れるまでCMP研磨処理を行なった。
<条件>
・研磨方法 :Semispase25
〔キャボット社製のCMPスラリーによる研磨:DIW(Deionized water,純水)による研磨(水ポリッシュ)=1:19〕
・研磨時間 :2分間(第1のパターン露出後、オーバー研磨時間30秒とした)
・WAFER回転数:50rpm
・プラテン回転数 :30rpm
・圧力 :1.2psi
-Fifth step-
Next, CMP polishing treatment was performed on the colored layer forming surface of the CMOS substrate until the first pattern (blue film) appeared under the following conditions.
<Condition>
Polishing method: Semispace 25
[Polishing with Cabot CMP slurry: Polishing with DIW (deionized water) (water polish) = 1: 19]
Polishing time: 2 minutes (after the first pattern exposure, the overpolishing time was 30 seconds)
・ WAFER rotation speed: 50 rpm
・ Platen rotation speed: 30rpm
-Pressure: 1.2 psi

−第6の工程−
研磨終了後、研磨面を純水で30秒間洗浄し、研磨後のクリーニング処理を行なった。スピン乾燥させた後、ホットプレートを用いて120℃で2分間、脱水処理を行なった。
-Sixth step-
After the polishing, the polished surface was washed with pure water for 30 seconds, and a cleaning process after polishing was performed. After spin drying, dehydration treatment was performed at 120 ° C. for 2 minutes using a hot plate.

以上のようにして、1.0μm四方の矩形状のRGB3色の着色パターンが形成されたカラーフィルタを作製した。   As described above, a color filter in which a 1.0 μm square rectangular RGB three-color coloring pattern was formed was produced.

<残膜、形状、及び平坦性の評価>
得られたカラーフィルタについて、膜厚及びパターン形状を確認するため、走査型電子顕微鏡S4800(日立ハイテクノロジーズ社製、SEM)で断面を観察した。また、平坦性を確認するため、Tilt観察を行なった。
その結果、第1のパターン(青色膜)の厚みは0.485μmであり、設定膜厚0.50μmに対して0.015μmの減膜であって、第1層目(BLUE(1))による研磨ストッパーの効果を確認することができた。また、青色膜、赤色膜、及び緑色膜はいずれの膜厚も均一であり、平坦性は良好であった。
<Evaluation of residual film, shape, and flatness>
About the obtained color filter, in order to confirm a film thickness and a pattern shape, the cross section was observed with scanning electron microscope S4800 (made by Hitachi High-Technologies Corporation, SEM). Moreover, in order to confirm flatness, Tilt observation was performed.
As a result, the thickness of the first pattern (blue film) is 0.485 μm, which is a film thickness reduction of 0.015 μm with respect to the set film thickness of 0.50 μm, depending on the first layer (BLUE (1)). The effect of the polishing stopper could be confirmed. Further, the blue film, the red film, and the green film were all uniform in thickness, and the flatness was good.

(実施例13)
実施例8で調製した緑色の熱硬化性組成物GREEN(1)と、比較例1で調製した、無機粒子を含まない青色の熱硬化性組成物BLUE(8)と、実施例12で調製した、無機粒子を含まない赤色の熱硬化性組成物RED(3)とを用い、下記に示すよう手順にて、RGB3色からなるカラーフィルタアレイを作製した。
緑色の熱硬化性組成物GREEN(1)を第1の着色層形成用の塗布液として第1の着色パターンを形成し、研磨ストッパー性(プロセス適正)を評価した。
(Example 13)
The green thermosetting composition GREEN (1) prepared in Example 8 and the blue thermosetting composition BLUE (8) containing no inorganic particles prepared in Comparative Example 1 were prepared in Example 12. Using a red thermosetting composition RED (3) that does not contain inorganic particles, a color filter array composed of three colors of RGB was prepared according to the procedure shown below.
A first colored pattern was formed using the green thermosetting composition GREEN (1) as a coating solution for forming a first colored layer, and the polishing stopper property (process suitability) was evaluated.

<カラーフィルタの作製>
(第1層の形成)
−第1の工程−
支持体としてCMOSセンサー基板を準備し、この上に、緑色の熱硬化性組成物GREEN(1)を、乾燥及びポストベーク後の厚みが0.50μmになるように塗布し、乾燥させて、220℃で5minのポストベークを行な、緑色膜(第1の着色層)を形成した。
<Production of color filter>
(Formation of the first layer)
-First step-
A CMOS sensor substrate is prepared as a support, and a green thermosetting composition GREEN (1) is applied thereon so that the thickness after drying and post-baking is 0.50 μm, and dried. Post-baking was carried out at 5 ° C. for 5 minutes to form a green film (first colored layer).

−第2の工程−
続いて、ポストベーク後の緑色膜の上に、ポジ型のフォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコーターにて塗布し、90℃で1分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
-Second step-
Subsequently, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) is applied onto the green film after post-baking with a spin coater, and a pre-bake treatment is performed at 90 ° C. for 1 minute. A photoresist layer was formed to a thickness of 0.8 μm.

次いで、形成したフォトレジスト層を、i線ステッパー(FPA3000i5、キャノン(株)製)を用いて200mJ/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110℃で1分間、加熱処理(P.E.B.処理)を行なった。その後、現像液FHD−5(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH):2.38質量%、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、110℃で1分間、ポストベーク処理を実施して、第2色目(RED(赤色))の着色パターンを形成しようとする領域のフォトレジスト層を除去し、BLUE及びGREENの着色パターンを形成しようとする青色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンはアイランドパターンとし、該アイランドパターンのサイズは、緑色の着色パターンを形成しようとする領域のサイズが1.0μmとなるように形成した。マスクバイアスは、−0.05μmとした。 Next, the formed photoresist layer was subjected to pattern exposure at an exposure amount of 200 mJ / cm 2 using an i-line stepper (FPA 3000i5, manufactured by Canon Inc.), and the photoresist layer temperature or atmospheric temperature was 110 ° C. for 1 minute. Then, heat treatment (PEB treatment) was performed. Thereafter, paddle development was performed with developer FHD-5 (tetramethylammonium hydroxide (TMAH): 2.38 mass%, manufactured by Fuji Film Electronics Materials) for 1 minute, and then rinsed with pure water. Further, post-baking is performed at 110 ° C. for 1 minute to remove the photoresist layer in the region where the second color (RED (red)) color pattern is to be formed, and to form BLUE and GREEN color patterns. A photoresist layer was formed on the blue film region to be formed. The resist pattern was an island pattern, and the size of the island pattern was such that the size of the region where the green colored pattern was to be formed was 1.0 μm. The mask bias was −0.05 μm.

−第3の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、緑色の熱硬化性組成物GREEN(1)で形成した緑色膜を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置:U−621(日立ハイテクノロジーズ社製)
・ガス流量 :Ar/N/O=500/500/100sccm
・Bias :RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイア ス:200W
・電極高さ :68mm
・圧力 :2.5Pa
・エッチング時間:60sec(オーバーエッチング率20%)
-Third step-
The dry etching process was implemented on condition of the following, the green film formed with the green thermosetting composition GREEN (1) was processed, and the pattern was formed in uneven | corrugated shape.
<Etching conditions>
Etching device: U-621 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)
Gas flow rate: Ar / N 2 / O 2 = 500/500/100 sccm
-Bias: RF power: 800W, antenna bias: 400W, wafer bias: 200W
-Electrode height: 68 mm
・ Pressure: 2.5Pa
・ Etching time: 60 sec (Over etching rate 20%)

−第4の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度 :50℃
・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)
・剥離時間 :120sec(パドル処理)
・リンス :純水で60秒間、スプレーノズルにて噴射(0.2Pa)
・スピン乾燥:2000rpm、30秒間
-Fourth step-
The photoresist layer used as an etching mask was stripped under the following conditions.
<Peeling conditions>
-Substrate temperature: 50 ° C
-Stripper: MS230C (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials)
・ Peeling time: 120 sec (paddle processing)
・ Rinse: Spray with pure water for 60 seconds (0.2 Pa)
Spin drying: 2000 rpm for 30 seconds

次いで、ホットプレートを用いて120℃で2分間、脱水処理を行なって、第1のパターンの形成を終了した。その結果、緑色の熱硬化性組成物GREEN(1)による1.0μmのアイランドパターン(第1の着色パターン)が形成された。   Next, dehydration was performed at 120 ° C. for 2 minutes using a hot plate, and the formation of the first pattern was completed. As a result, a 1.0 μm island pattern (first colored pattern) was formed from the green thermosetting composition GREEN (1).

(第2層の形成)
−第1の工程−
上記のように凹凸状のアイランドパターンが形成されたCMOS基板の凹凸形成面に、第2の着色硬化性組成物として熱硬化性組成物RED(3)を、乾燥及びポストベーク後の厚みが0.40μmになるように塗布し、乾燥させた。その後、220℃で5minのポストベークを行ない、第2の着色層として、第2層目となる赤色膜を形成した。
(Formation of the second layer)
-First step-
As described above, the thermosetting composition RED (3) as the second colored curable composition is applied to the uneven surface of the CMOS substrate on which the uneven island pattern is formed, and the thickness after drying and post-baking is 0. It was applied to 40 μm and dried. Thereafter, post-baking was performed at 220 ° C. for 5 minutes, and a red film serving as the second layer was formed as the second colored layer.

(第3層の形成)
−第1の工程−
続いて、ポストベーク後の赤色膜の上に、ポジ型のフォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコーターにて塗布し、90℃で1分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が1.0μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
(Formation of third layer)
-First step-
Subsequently, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) is applied onto the red film after post-baking with a spin coater, and a pre-bake treatment is performed at 90 ° C. for 1 minute. A photoresist layer was formed to a thickness of 1.0 μm.

次いで、形成したフォトレジスト層を、i線ステッパー(FPA3000i5、キャノン(株)製)を用いて140mJ/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110℃で1分間、加熱処理(P.E.B.処理)を行なった。その後、現像液FHD−5(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH):2.38質量%、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、110℃で1分間、ポストベーク処理を実施して、第3色目(BLUE(青色))の着色パターンを形成しようとする領域のフォトレジスト層を除去し、GREEN及びREDの着色パターンを形成しようとする赤色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンは、パターンサイズが1.0μmであるアイランドパターンになるように形成した。マスクバイアスは、−0.05μmとした。 Next, the formed photoresist layer was subjected to pattern exposure at an exposure amount of 140 mJ / cm 2 using an i-line stepper (FPA 3000i5, manufactured by Canon Inc.), and the photoresist layer temperature or ambient temperature was 110 ° C. for 1 minute. Then, heat treatment (PEB treatment) was performed. Thereafter, paddle development was performed with developer FHD-5 (tetramethylammonium hydroxide (TMAH): 2.38 mass%, manufactured by Fuji Film Electronics Materials) for 1 minute, and then rinsed with pure water. Further, post-baking is performed at 110 ° C. for 1 minute to remove the photoresist layer in the region where the third color (BLUE (blue)) coloring pattern is to be formed, and to form the GREEN and RED coloring patterns. A photoresist layer was formed in the region of the red film to be formed. The resist pattern was formed to be an island pattern having a pattern size of 1.0 μm. The mask bias was −0.05 μm.

−第2の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、第1の着色層(緑色膜)及び第2の着色層(赤色膜)を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置:U−621(日立ハイテクノロジーズ社製)
・ガス流量 :Ar/N/O=500/500/100sccm
・Bias :RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイア ス:200W
・電極高さ :68mm
・圧力 :2.5Pa
・エッチング時間:75sec(オーバーエッチング率20%)
-Second step-
A dry etching process was performed under the following conditions, the first colored layer (green film) and the second colored layer (red film) were processed, and a pattern was formed in an uneven shape.
<Etching conditions>
Etching device: U-621 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)
Gas flow rate: Ar / N 2 / O 2 = 500/500/100 sccm
-Bias: RF power: 800W, antenna bias: 400W, wafer bias: 200W
-Electrode height: 68 mm
・ Pressure: 2.5Pa
・ Etching time: 75 sec (Over etching rate 20%)

−第3の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度 :50℃
・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)
・剥離時間 :120sec(パドル処理)
・リンス :純水で60秒間、スプレーノズルにて噴射(0.2Pa)
・スピン乾燥:2000rpm、30秒間
-Third step-
The photoresist layer used as an etching mask was stripped under the following conditions.
<Peeling conditions>
-Substrate temperature: 50 ° C
-Stripper: MS230C (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials)
・ Peeling time: 120 sec (paddle processing)
・ Rinse: Spray with pure water for 60 seconds (0.2 Pa)
Spin drying: 2000 rpm for 30 seconds

次いで、ホットプレートを用いて120℃で2分間、脱水処理を行なって、第3層目(第3のパターン)を形成する領域の加工を終了した。   Next, dehydration was performed at 120 ° C. for 2 minutes using a hot plate, and the processing of the region for forming the third layer (third pattern) was completed.

−第4の工程−
上記のように第3のパターンと同じパターンが形成されたCMOS基板の凹凸形成面に、第3の着色硬化性組成物として熱硬化性組成物BLUE(8)を、乾燥及びポストベーク後の厚みが0.40μmになるように塗布し、乾燥させた。その後、220℃で5minのポストベークを行ない、第3の着色層として、第3層目となる緑色膜を形成した。
-Fourth step-
The thickness after drying and post-baking the thermosetting composition BLUE (8) as the third colored curable composition on the unevenness forming surface of the CMOS substrate on which the same pattern as the third pattern is formed as described above. Was applied to a thickness of 0.40 μm and dried. Thereafter, post-baking was performed at 220 ° C. for 5 minutes, and a green film serving as a third layer was formed as a third colored layer.

−第5の工程−
次に、下記の条件にて、CMOS基板の着色層形成面に対して、第1のパターン(青色膜)が現れるまでCMP研磨処理を行なった。
<条件>
・研磨方法 :Semispase25
〔キャボット社製のCMPスラリーによる研磨:DIW(Deionized water,純水)による研磨(水ポリッシュ)=1:19〕
・研磨時間 :2分15秒間(第1のパターン露出後、オーバー研磨時間30秒とした)
・WAFER回転数:50rpm
・プラテン回転数 :30rpm
・圧力 :1.2psi
-Fifth step-
Next, CMP polishing treatment was performed on the colored layer forming surface of the CMOS substrate until the first pattern (blue film) appeared under the following conditions.
<Condition>
Polishing method: Semispace 25
[Polishing with Cabot CMP slurry: Polishing with DIW (deionized water) (water polish) = 1: 19]
Polishing time: 2 minutes and 15 seconds (after the first pattern exposure, the over polishing time was 30 seconds)
・ WAFER rotation speed: 50 rpm
・ Platen rotation speed: 30rpm
-Pressure: 1.2 psi

−第6の工程−
研磨終了後、研磨面を純水で30秒間洗浄し、研磨後のクリーニング処理を行なった。スピン乾燥させた後、ホットプレートを用いて120℃で2分間、脱水処理を行なった。
-Sixth step-
After the polishing, the polished surface was washed with pure water for 30 seconds, and a cleaning process after polishing was performed. After spin drying, dehydration treatment was performed at 120 ° C. for 2 minutes using a hot plate.

以上のようにして、1.0μm四方の矩形状のRGB3色の着色パターンが形成されたカラーフィルタを作製した。
<残膜、形状、及び平坦性の評価>
得られたカラーフィルタについて、膜厚及びパターン形状を確認するため、走査型電子顕微鏡S4800(日立ハイテクノロジーズ社製、SEM)で断面を観察した。また、平坦性を確認するため、Tilt観察を行なった。
その結果、第1のパターン(青色膜)の厚みは0.484μmであり、設定膜厚0.50μmに対して0.016μmの減膜であって、第1層目(GREEN(1))による研磨ストッパーの効果を確認することができた。また、青色膜、赤色膜、及び緑色膜はいずれの膜厚も均一であり、平坦性は良好であった。
As described above, a color filter in which a 1.0 μm square rectangular RGB three-color coloring pattern was formed was produced.
<Evaluation of residual film, shape, and flatness>
About the obtained color filter, in order to confirm a film thickness and a pattern shape, the cross section was observed with scanning electron microscope S4800 (made by Hitachi High-Technologies Corporation, SEM). Moreover, in order to confirm flatness, Tilt observation was performed.
As a result, the thickness of the first pattern (blue film) is 0.484 μm, which is a decrease in film thickness of 0.016 μm with respect to the set film thickness of 0.50 μm, depending on the first layer (GREEN (1)). The effect of the polishing stopper could be confirmed. Further, the blue film, the red film, and the green film were all uniform in thickness, and the flatness was good.

本発明のカラーフィルタ及びその製造方法は、液晶表示素子やCCD等の固体撮像素子に適用することが可能であり、特に100万画素を超えるような高解像度のCCD素子やCMOS等に好適である。本発明のカラーフィルタは、例えば、CCDを構成する各画素の受光部と集光するためのマイクロレンズとの間に配置されるカラーフィルタとして用いることが可能となる。   The color filter and the manufacturing method thereof according to the present invention can be applied to a solid-state imaging device such as a liquid crystal display device or a CCD, and is particularly suitable for a high-resolution CCD device or a CMOS that exceeds 1 million pixels. . The color filter of the present invention can be used as, for example, a color filter disposed between a light receiving portion of each pixel constituting a CCD and a microlens for condensing light.

10・・・固体撮像素子
11・・・支持体
13・・・カラーフィルタ
20B・・・青色画素
20R・・・赤色画素
20G・・・緑色画素
22,46・・・カラーフィルタ製造工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Solid-state image sensor 11 ... Support body 13 ... Color filter 20B ... Blue pixel 20R ... Red pixel 20G ... Green pixel 22, 46 ... Color filter manufacturing process

Claims (12)

着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられ
全固形分に対する前記無機粒子の質量比が0.8%〜4.0%であり、
前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が1%〜35%である着色硬化性組成物。
It contains a colorant, inorganic particles, and a curable compound, and is used for pattern formation by a dry etching method .
The mass ratio of the inorganic particles to the total solid content is 0.8% to 4.0%,
At least one is a polyfunctional epoxy compound, the multi-mass ratio of functional epoxy compound is colored curable composition Ru 1% to 35% der respect to the total solid content of the curable compound.
前記無機粒子が透明性の無機粒子であることを特徴とする請求項1に記載の着色硬化性組成物。   The colored curable composition according to claim 1, wherein the inorganic particles are transparent inorganic particles. 前記無機粒子が、シリカ粒子、ジルコニア粒子、及びアルミナ粒子から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の着色硬化性組成物。   The colored curable composition according to claim 1 or 2, wherein the inorganic particles are at least one selected from silica particles, zirconia particles, and alumina particles. 前記無機粒子がシリカ粒子であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。The colored curable composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic particles are silica particles. 前記無機粒子の平均粒子径が50nm以下であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。   The colored curable composition according to any one of claims 1 to 4, wherein an average particle diameter of the inorganic particles is 50 nm or less. 前記無機粒子の平均粒子径が10nm〜30nmであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。  The colored curable composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the inorganic particles have an average particle diameter of 10 nm to 30 nm. 更に、酸無水物を含むことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の着色硬化性組成物。   The colored curable composition according to claim 1, further comprising an acid anhydride. 支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第1の着色層を形成する第1の着色層形成工程と、
前記第1の着色層をドライエッチング処理して第1の着色パターンを形成する第1のパターン形成工程と、
前記支持体の第1の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第2の着色硬化性組成物を用いて第2の着色層を形成する第2の着色層形成工程と、
形成された前記第2の着色層を、前記第1の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、
を含み、複数色の着色パターンからなるカラーフィルタを作製することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A first colored layer forming step of forming a first colored layer using a colored curable composition containing a colorant, inorganic particles, and a curable compound on a support and used for pattern formation by a dry etching method. When,
A first pattern forming step of forming a first colored pattern by dry-etching the first colored layer;
A second colored curable composition containing a colorant and a curable compound on the first colored pattern forming surface side of the support and having a content of less than 0.8% by mass based on the total solid content of the inorganic particles. A second colored layer forming step of forming a second colored layer using,
A planarization treatment step of planarizing the formed second colored layer until at least the first colored pattern is exposed;
Only including, a manufacturing method of a color filter, which comprises producing a color filter comprising a colored pattern of a plurality of colors.
支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第1の着色層を形成する第1の着色層形成工程と、
前記第1の着色層をドライエッチング処理して第1の着色パターンを形成する第1のパターン形成工程と、
前記支持体の第1の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第n(n≧2)の着色硬化性組成物を用いて第nの着色層を形成する第nの着色層形成工程と、
形成された前記第nの着色層及び前記第1の着色パターンをドライエッチング処理して、第n+1(n≧2)の着色パターンを形成するための凹凸パターンを形成する第n+1のパターン形成工程、及び前記支持体の凹凸パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が0.8質量%未満である第n+1(n≧2)の着色硬化性組成物を用いて第n+1の着色層を形成する第n+1の着色層形成工程のそれぞれ少なくとも1工程と、
前記支持体の第1の着色パターン形成面側に形成されたn層(n≧2)の着色層を、前記第1の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、
を含み、n+1色の着色パターンからなるカラーフィルタを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A first colored layer forming step of forming a first colored layer using a colored curable composition containing a colorant, inorganic particles, and a curable compound on a support and used for pattern formation by a dry etching method. When,
A first pattern forming step of forming a first colored pattern by dry-etching the first colored layer;
The nth (n ≧ 2) coloration containing a colorant and a curable compound on the first colored pattern forming surface side of the support, and the content of the inorganic particles with respect to the total solid content is less than 0.8% by mass. An nth colored layer forming step of forming an nth colored layer using the curable composition;
An n + 1th pattern forming step of forming a concavo-convex pattern for forming an n + 1th (n ≧ 2) colored pattern by dry-etching the formed nth colored layer and the first colored pattern; And n + 1 (n ≧ 2) colored curability containing a colorant and a curable compound on the surface of the support on which the concave / convex pattern is formed, and the content of the inorganic particles with respect to the total solid content is less than 0.8% by mass. Each of at least one of the (n + 1) th colored layer forming steps of forming the (n + 1) th colored layer using the composition;
A planarization treatment step of planarizing an n-layer (n ≧ 2) colored layer formed on the first colored pattern forming surface side of the support until at least the first colored pattern is exposed;
Only including, a manufacturing method of a color filter, which comprises forming a color filter consisting of n + 1 color colored pattern.
着色剤無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が0.8%〜4.0%であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が1%〜35%である着色硬化性組成物の硬化物である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタ。 A colorant , inorganic particles , and a curable compound are included, the mass ratio of the inorganic particles to the total solid content is 0.8% to 4.0%, and at least one of the curable compounds is a polyfunctional epoxy compound. A color filter comprising at least one coloring pattern which is a cured product of a colored curable composition having a mass ratio of the polyfunctional epoxy compound to the total solid content of 1% to 35%. 着色剤無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が0.8%〜4.0%であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が1%〜35%である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタ。 A colorant , inorganic particles , and a curable compound are included, the mass ratio of the inorganic particles to the total solid content is 0.8% to 4.0%, and at least one of the curable compounds is a polyfunctional epoxy compound. A color filter having at least one coloring pattern in which the mass ratio of the polyfunctional epoxy compound to the total solid content is 1% to 35% . 請求項10又は請求項11に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。   The solid-state image sensor provided with the color filter of Claim 10 or Claim 11.
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