JPH1114817A

JPH1114817A - 色フィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH1114817A
Application number: JP16445697A
Authority: JP
Inventors: Hirotake Marumichi; 博毅円道; Yoshinori Uchida; 好則内田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-01-22
Anticipated expiration: 2017-06-20
Also published as: KR100491434B1; US6033813A; KR19990007097A; JP4120023B2

Abstract

(57)【要約】【課題】染料の含有量が高いフォトレジストを用い
て、光学的特性および機械的特性にすぐれ、かつ作業性
の向上をはかることができるようにした色フィルタの製
造方法を提供する。【解決手段】特に染料が１０〜５０重量％という高い
含有量を有するポジティブ型フォトレジストを用いる場
合において、このフォトレジストを基体上に塗布する工
程と、パターン露光工程と、現像工程とを経て所要のパ
ターンの染料含有のフォトレジスト層を形成し、この染
料含有フォトレジスト層に対して、紫外線を照射しなが
ら昇温加熱する工程を少なくとも一部に含む硬化処理工
程を経て所要の色フィルタ素体を形成して目的とする色
フィルタを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置や液
晶表示装置等に用いて好適な色フィルタの製造方法に係
わる。

【０００２】

【従来の技術】例えばＣＣＤ（チャージカプルドデバイ
ス）型カラー固体撮像装置や、カラー液晶表示装置等に
おいては、その前面に、例えばストライプ状、あるいは
モザイク状に赤，緑，青，あるいはシアン，黄，マゼン
タの各フィルタ素体が所定の配列順序を配列形成された
色フィルタが配置されてなる。

【０００３】例えばＣＣＤ型カラー固体撮像装置の例
を、その受光部の概略断面図を示す図１を参照して説明
する。この例では、ｎ型の半導体基体１の１主面側にｐ
型の第１のウエル領域２が形成され、その受光部の形成
領域に光電変換素子例えばフォトダイオードを構成する
ｎ型の不純物導入領域３が形成され、その表面にｐ型の
高濃度の正電荷蓄積領域４が形成された受光部５が形成
される。この受光部は、半導体基体１上に、水平および
垂直方向に沿ってそれぞれ多数配列形成される。そし
て、例えば共通の垂直方向に配列された受光部５に隣り
合ってＣＣＤ構成による垂直シフトレジスタが形成され
る。この垂直シフトレジスタは、第２のｐ型ウエル領域
７上に、ｎ型の転送領域８が形成され、これの上にＳｉ
Ｏ₂等の絶縁層９を介して転送電極１０が形成される。
この転送電極１０は、垂直方向に相互に絶縁された複数
組の転送電極が配置されてなり、各組の転送電極間にク
ロック電圧が印加されて、各受光部５からその受光量に
応じて発生した電荷を引出し、これを垂直方向に順次転
送するようになされている。半導体基体１の、電荷の授
受が回避されるべき部分には、ｐ型の高濃度チャネルス
トップ領域１４が形成される。

【０００４】また、この固体撮像装置の上面には、受光
部５上に受光窓１１ｗが開口されたＡｌ層等よりなる遮
光膜１１が、ほぼ全面的に被着形成される。更に、この
遮光膜１１上に、光透過性の例えばＳｉＯ₂あるいはＳ
ｉＮ等よりなる保護膜１２が全面的に被着形成され、こ
の保護膜１２上に、色フィルタ１３が形成される。

【０００５】この色フィルタ１３は、例えば図２にその
配置パターンの一例を示すように、例えば赤のフィルタ
素体Ｒ，緑のフィルタ素体Ｇおよび青のフィルタ素体
Ｂ、あるいはシアンのフィルタ素体Ｃ，マゼンタのフィ
ルタ素体Ｍおよびイエローのフィルタ素体Ｙがモザイク
状にそれぞれ対応する受光部５上に配置されて成る。

【０００６】この色フィルタの作製方法としては、種々
の方法が提案されているが、染料含有のポジティブ型
（露光部分が現像液に対して良好な可溶性を示すタイ
プ）フォトレジストで形成したパターンを、そのまま色
フィルタ素体として用いる方法は、微細パターンの色フ
ィルタを作製するに適した方法である。この方法におい
ては、先ず、１の色例えば赤の染料含有のポジティブ型
フォトレジストを用いて、色フィルタを形成する基体例
えば上述した固体撮像装置の上に塗布し、このフォトレ
ジストを、目的とする赤のフィルタ素体Ｒのパターン部
分を除く他部をパターン露光し、現像処理を行ってその
露光部を除去してパターン化する。その後、このフォト
レジスト（感光剤）のブリーチングすなわち脱色を行
い、その後、加熱硬化処理を行って赤のフィルタ素体Ｒ
を形成する。続いて、この赤のフィルタ素体Ｒ上を含ん
で他の色の例えば緑の染料含有のポジティブ型フォトレ
ジストを全面的に塗布し、同様の方法の繰り返しによっ
て目的とする緑のフィルタ素体Ｇを形成する。同様に青
の染料含有のフォトレジストを用いて同様の方法によっ
て青のフィルタ素体Ｂを形成し、例えば図２で示した各
フィルタ素体Ｒ，ＧおよびＢが配列された色フィルタを
得る。

【０００７】このように、染料含有のフォトレジストを
パターン化して、そのまま色フィルタ素体として色フィ
ルタを製造する方法による場合、順次各色のフォトレジ
ストを塗布することから、先に形成されたフィルタ素体
を構成するフォトレジスト層中に、この上に塗布された
フォトレジストの染料が入り込むことによる混色の発生
を回避する上で、パターン化されたフォトレジストは、
充分硬化させて耐溶剤性を高め、他の染料の混入が回避
されるようにする必要がある。この場合のフォトレジス
ト層の硬化は、通常１２０℃〜１５０℃の加熱によって
なされる。

【０００８】一方、このように、パターン化した染料含
有のフォトレジストをそのまま色フィルタ素体として用
いて色フィルタを製造する方法において、すぐれた色フ
ィルタ特性を得るために、１０〜５０％の多量の染料を
含有させたポジティブ型フォトレジストを用いた色フィ
ルタの製造方法の提案がなされている（特公平７−１１
１４８５号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、染料含有の
フォトレジストにおいては、添加される染料は、分子量
が比較的小さいことから、また、その染料の添加量を大
とするときは、上述した通常の１５０℃程度の加熱によ
る硬化処理では、パターン化されたフォトレジストの耐
溶剤性が不充分であり、これの上に形成される分子量の
小さい他の色の染料が混入され易く色純度の低下を来
す。とはいえ、このような不都合を回避すべくその硬化
温度を１５０℃以上に高めると、フォトレジストに変形
を来す。特に、多量の染料を含有するフォトレジストに
おいては、この変形が顕著となる。これは、通常、その
添加される染料が、バインダー樹脂より融点が低いこと
から、より変形が生じ易くなると考えられる。そして、
このような変形が生じれば、パターンが微細化されるに
つれ、色フィルタとしての光学的、機械的特性の低下を
来し、信頼性の低下、不良品の発生率を高めるなどの問
題は生じる。

【００１０】本発明は、このような課題の解決をはか
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による色フィルタ
の製造方法は、特に染料が乾燥後の状態で１０〜５０重
量％という高い含有量を有するポジティブ型フォトレジ
ストを用いる場合において、このフォトレジストを基体
上に塗布する工程と、パターン露光工程と、現像工程と
を経て所要のパターンの染料含有のフォトレジスト層を
形成し、この染料含有フォトレジスト層に対して、紫外
線を照射しながら昇温加熱する工程を少なくとも一部に
含む硬化処理工程を経て所要の色フィルタ素体を形成し
て目的とする色フィルタを作製する。

【００１２】上述の本発明方法においては、フォトレジ
ストを所要のパターンにパターン化して後に、紫外線照
射を行うものであり、この紫外線照射によってフォトレ
ジストの感光剤のブリーチングがなされるものである
が、その昇温加熱の硬化処理を、紫外線照射を継続しな
がら行うことによって、そのブリーチングはもとより、
その硬化も良好に行われた。したがって、硬化処理に際
してのフォトレジストパターンに変形が生じにくく、し
たがって、上述したように、染料が１０〜５０重量％と
いう高い含有量を有するフォトレジストを用いるにもか
かわらず、変形による剥離の発生とか、パターンの鮮鋭
度の低下を来すことがなく、信頼性の高い色フィルタを
歩留り良く製造することができた。そして、このよう
に、染料の含有量の高いフォトレジストによって色フィ
ルタ素体を形成することができたことによってフィルタ
特性にすぐれた色フィルタを得ることができた。更に、
硬化が良好になされることによって、この上に他の色フ
ィルタ素体を形成するための、他の色の染料を含有する
フォトレジストを塗布した際の、その染料が、先に形成
した色フィルタ素体に混入することを効果的に回避する
ことができて、混色の発生を効果的に回避できる。した
がって、本発明方法によれば、光学的および機械的にす
ぐれた色フィルタを歩留りよく製造することができるも
のである。

【００１３】上述したように、本発明においては、紫外
線照射によるブリーチングのみならず、紫外線照射を行
いつつ硬化のための昇温加熱を経るものであるが、この
ようにすることにより、その硬化が助成されることによ
って、昇温加熱のみで硬化を行う場合に比して、確実に
その硬化がなされるものと思われる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による色フィルタの製造方
法の実施の形態を説明する。本発明においては、染料の
含有量が、乾燥後において１０〜５０重量％という多量
に含有されたポジティブ型フォトレジストを用いて、各
色のフィルタ素体の形成を行う。

【００１５】そして、このフォトレジストを、基体、す
なわち色フィルタを形成する例えばガラス基板、固体撮
像装置、液晶表示装置等の色フィルタの形成基体面に塗
布し、パターン露光、現像処理を行って所要のパターン
の染料含有のフォトレジスト層を形成するものである
が、特に本発明においては、このように所定パターンと
された染料含有フォトレジスト層に対して、ブリーチン
グを行うことを主たる目的として波長が３２０ｎｍ以下
の光を含む紫外線の照射を行うが、この紫外線照射にお
いて、少なくともこの紫外照射を行いながらフォトレジ
ストの硬化処理のための昇温加熱を行う過程を採る。す
なわち、図３にその紫外線照射と昇温加熱との関係を示
すように、例えば実線図示のように、基体を、温度Ｔ₀
に加熱した状態で、紫外線照射を開始し、紫外線照射を
継続した状態で、時間τを経過した時点ｔ₁から昇温を
開始して、充分な硬化処理がなされる温度以上に昇温す
る。あるいは、同図破線図示のように、温度Ｔ₀から紫
外線照射の開始と同時に紫外線を照射しながら充分な硬
化処理がなされる温度以上に昇温する。

【００１６】そして、本発明においては、この紫外線の
照射量を、２０Ｊ／ｃｍ²以下に選定する。また、フォ
トレジスト層に対する上記昇温加熱の開始温度Ｔ₀は、
６０℃〜１４０℃とし、この昇温加熱の終了温度Ｔ
_Fは、１６０℃〜２２０℃とする。そして、この昇温加
熱の平均昇温速度は、１．５℃／秒以下とする。

【００１７】また、この昇温加熱は不活性雰囲気例えば
Ｎ₂ 中で行うことが好ましい。これにより、より短時間
での効果が可能となると共に、フォトレジスト材料の酸
化による着色を抑制することができる。

【００１８】尚、上述したように、フォトレジストにお
ける染料の含有量が、１０〜５０重量％に選定されるの
は、１０重量％未満では、最終的に形成されたフィルタ
素体のフィルタ効果が不充分となり、５０重量％を越え
ると、被着性およびパターン化の鮮鋭度が劣化してくる
おそれが生じてくることによる。また、照射紫外線を、
３２０ｎｍ以下の波長の光を含むものを用いるのは、こ
れにより良好な硬化促進が得られることによる。

【００１９】本発明は、例えば図１で説明したＣＣＤ型
固体撮像装置の受光部２に対して配置される色フィルタ
１３、すなわち例えば図２で示すように、赤のフィルタ
素体Ｒ，緑のフィルタ素体Ｇおよび青のフィルタ素体Ｂ
がモザイク状に配列された色フィルタ１３を得る場合に
適用できる。

【００２０】固体撮像装置としては、フレームトランス
ファ方式、あるいはインターライントランスファ方式、
またはフレームインターライントランスファ方式等の各
種固体撮像装置に適用することができる。図１で示す固
体撮像装置は、前述したように、この例では、ｎ型の半
導体基体１の１主面側にｐ型の第１のウエル領域２が形
成され、その受光部の形成領域に光電変換素子例えばフ
ォトダイオードを構成するｎ型の不純物導入領域３が形
成され、その表面にｐ型の高濃度の正電荷蓄積領域４が
形成された受光部５が形成される。この受光部は、半導
体基体１上に、水平および垂直方向に沿ってそれぞれ多
数配列形成される。そして、例えば共通の垂直方向に配
列された受光部５に隣り合ってＣＣＤ構成による垂直シ
フトレジスタが形成される。この垂直シフトレジスタ
は、第２のｐ型ウエル領域７上に、ｎ型の転送領域８が
形成され、これの上にＳｉＯ₂等の絶縁層９を介して転
送電極１０が形成される。この転送電極１０は、垂直方
向に相互に絶縁された複数組の転送電極が配置されてな
り、各組の転送電極間にクロック電圧が印加されて、各
受光部５からその受光量に応じて発生した電荷を引出
し、これを垂直方向に順次転送するようになされてい
る。半導体基体１の、電荷の授受が回避されるべき部分
には、ｐ型の高濃度チャネルストップ領域１４が形成さ
れる。

【００２１】また、この固体撮像装置の上面には、受光
部５上に受光窓１１ｗが開口されたＡｌ層等よりなる遮
光膜１１が、ほぼ全面的に被着形成される。更に、この
遮光膜１１上に、全面的に光透過性の例えばＳｉＯ₂あ
るいはＳｉＮ等よりなる保護膜１２が全面的に被着形成
され、この保護膜１２上に、色フィルタ１３が形成され
る。

【００２２】この色フィルタ１３の形成方法は、図４
に、各工程における、図２のＡ−Ａ線からみた位置にお
ける概略断面図を示すように、先ず図４Ａに示すよう
に、目的とする色フィルタ１３を形成すべき基体１、図
１の例では、固体撮像装置の保護膜１２上に、第１の色
の染料例えば赤の染料を１０〜５０重量％含有する第１
の染料含有フォトレジスト３１を、周知の技術例えば回
転塗布法によって全面的に塗布する。

【００２３】この第１の染料含有フォトレジスト３１に
対して、この第１の色のフィルタ素体の形成部以外を例
えばｉ線（波長３６５ｎｍ）によるステッパ露光によっ
てパターン露光を行い、図４Ｂに示すように、現像液に
対して良好な可溶性とされた露光部３１Ｅを形成する。

【００２４】その後、フォトレジスト３１に対して現像
処理を行って、図４Ｃに示すように、露光部３１Ｅを除
去する。このようにすると第１の色すなわち赤のフィル
タ素体が形成されるべき部分に選択的に赤のフィルタ素
体Ｒが残存形成される。

【００２５】次に、フォトレジスト中の感光剤のブリー
チングを主として行うための、波長が３２０ｎｍ以下の
紫外線を、２０Ｊ／ｃｍ²以下の照射量をもって全面的
に照射する。そして、この紫外線照射と同時に、もしく
は紫外線照射を開始してから所要の時間τ経過して後、
紫外線照射を行いながら、昇温加熱を行う。この昇温加
熱の初期の温度Ｔ₀は、６０℃〜１４０℃の、熱硬化が
されにくい程度の温度とする。つまり、この温度Ｔ₀下
で紫外線照射を開始する。そして、その平均昇温速度
は、１．５℃／秒以下とし、この昇温終了温度は、１６
０℃〜２２０℃とする。このように処理された第１のフ
ォトレジストによるフィルタ素体Ｒは、良好に感光剤の
脱色がなされ、かつ良好に硬化されたフィルタ素体、こ
の例では、赤のフィルタ素体Ｒが形成される。

【００２６】次に、図４Ｄに示すように、この第１の色
のフィルタ素体、この例では赤のフィルタ素体Ｒ上を含
んで全面的に、第２の色例えば緑の染料を１０〜５０重
量％含有する第２の染料含有フォトレジスト３２を、周
知の技術例えば回転塗布法によって塗布する。

【００２７】この第２の染料含有フォトレジスト３２に
対して、この第２の色のフィルタ素体の形成部以外を例
えばｉ線によるステッパ露光によってパターン露光を行
って現像液に対して良好な可溶性とし、現像処理を行っ
て、図４Ｅに示すように、露光部を除去する。このよう
にすると第２の色すなわち緑のフィルタ素体が形成され
るべき部分に選択的に緑の色フィルタ素体Ｇが残存形成
される。

【００２８】次に、フォトレジスト中の感光剤のブリー
チングを主として行うための、前述したと同様に波長が
３２０ｎｍ以下の紫外線を、照射量２０Ｊ／ｃｍ²以下
で全面的に照射し、図３で説明したように、この紫外線
照射と同時に、もしくは紫外線照射を開始してから所要
の時間τを経過した時点ｔ₁で、紫外線照射を継続しな
がら、昇温を開始する。この昇温加熱の初期の温度Ｔ₀
は、６０℃〜１４０℃の、熱硬化がされにくい程度の温
度とする。つまり、本発明においては、この温度Ｔ₀の
もとで紫外線照射を開始する。そして、この昇温の平均
昇温速度は、１．５℃／秒以下とし、この昇温終了温度
は、１６０℃〜２２０℃とする。このように処理された
第２のフォトレジストによるフィルタ素体Ｇは、良好に
感光剤の脱色がなされ、かつ良好に硬化される。

【００２９】次に、図４Ｆに示すように、上述のように
して形成された第１および第２の色フィルタ素体、この
例では赤および緑の色フィルタ素体ＲおよびＧ上を含ん
で全面的に、第３の色例えば青の染料を１０〜５０重量
％含有する第３の染料含有フォトレジスト３３を、周知
の技術例えば回転塗布法によって塗布する。

【００３０】この第３の染料含有フォトレジスト３３に
対して、この第３の色のフィルタ素体の形成部以外を例
えばｉ線によるステッパ露光によってパターン露光を行
い現像液に対して良好な可溶性とし、現像処理を行っ
て、図４Ｇに示すように、露光部を除去する。このよう
にすると第２の色すなわち緑のフィルタ素体が形成され
るべき部分に選択的に緑の色フィルタ素体Ｇが残存形成
される。

【００３１】次に、フォトレジスト中の感光剤のブリー
チングを主として行うための、前述したと同様に波長が
３２０ｎｍ以下の紫外線を、照射量２０Ｊ／ｃｍ²以下
で全面的に照射し、この紫外線照射と同時に、もしくは
紫外線照射を開始してから所要の時間τを経過して後、
紫外線照射を行いながら、昇温加熱を行う。この場合に
おいても、昇温加熱の初期の温度Ｔ₀は、６０℃〜１４
０℃の、熱硬化がされにくい程度の温度とする。つま
り、この温度Ｔ₀下で紫外線照射を開始する。そして、
その平均昇温速度は、１．５℃／秒以下とし、この昇温
終了温度は、１６０℃〜２２０℃とする。このように処
理された第３のフォトレジストによるフィルタ素体Ｂ
は、良好に感光剤の脱色がなされ、かつ良好に硬化され
る。

【００３２】このようにして、第１〜第３の色、この例
においては、赤のフィルタ素体Ｒ，緑のフィルタ素体Ｇ
および青のフィルタ素体Ｂが所定のパターンに配列形成
された目的とする色フィルタ１３が形成される。

【００３３】次に、本発明の実施例を説明する。この実
施例においは、対角辺の長さが５インチのＳｉウエハに
よる固体撮像装置の表面、この例ではＳｉＮによる保護
膜上に、マゼンタ、イエローおよびシアンの３色の色フ
ィルタ素体による色フィルタを形成した場合である。

【００３４】〔実施例１〕この実施例では、Ｓｉ基体に
よる固体撮像装置の、無機材料の保護膜表面、すなわち
色フィルタ形成面を、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザ
ン）によって疎水性化して、各色のフィルタ素体を形成
するフォトレジストの密着性を上げる表面処理を行っ
た。一方、下記組成の第１〜第３の染料含有のフォトレ
ジストを用意した。

【００３５】（第１の染料含有フォトレジスト）ノボラック系フォトレジスト：ＨＰＲ−２０４ＥＳ−Ｚ（２３Ｐ）（（株）富士ハントエレトロニクステクノロジー製；ノボラック系フォトレジスト）・・・・・・１００重量部補助溶剤：Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド・・・・・・２０重量部染料：下記（化１）のマゼンタの染料・・・・・・８重量部熱硬化剤：ヘキサメトキシメチロール化メラミン・・・１重量部

【００３６】（第２の染料含有フォトレジスト）ノボラック系フォトレジスト：ＨＰＲ−２０４ＥＳ−Ｚ（２３Ｐ）・・・・・・１００重量部補助溶剤：Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド・・・・・・２０重量部染料：下記（化２）のイエローの染料・・・・・・８重量部熱硬化剤：ヘキサメトキシメチロール化メラミン・・・１重量部

【００３７】（第３の染料含有フォトレジスト）ノボラック系フォトレジスト：ＨＰＲ−２０４ＥＳ−Ｚ（２３Ｐ）・・・・・・１００重量部補助溶剤：Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド・・・・・・２０重量部染料：下記（化３）のシアンの染料・・・・・・８重量部熱硬化剤：ヘキサメトキシメチロール化メラミン・・・１重量部

【００３８】

【化１】

【００３９】

【化２】

【００４０】

【化３】

【００４１】上記第１の染料含有フォトレジストを、上
述した表面処理を行った基体面上に回転塗布いわゆるス
ピンコートによって塗布した。次いで、９０℃で１分間
のプリベーク、すなわち溶剤除去を行った。その後ｉ線
ステッパで、フォトレジスト層のパターン露光を行い、
３％のＴＭＡＨ水溶液で現像することにより、マゼンタ
の色フィルタ素体を形成するフォトレジストパターンを
形成した。その後、Ｓｉ基体を１００℃に設定したベー
クプレート上に載置すると同時に、紫外線照射を行っ
た。この紫外線光源としては、高圧水銀灯を用いた。こ
の光源からの紫外線には、３００ｎｍ以下の遠紫外線を
含んでいる。この紫外線照射の強度は、２５ｍＷ／ｃｍ
²に設定した。そして、２秒後に紫外線照射を継続させ
ながら、ベークプレートを昇温し、１２０秒後に、１８
０℃とした。この処理での紫外線照射量は、３Ｊ／ｃｍ
²であり、平均昇温速度は、０．６７℃／秒である。こ
のようにすると、フォトレジストのブリーチングと硬化
がなされ、マゼンタの色フィルタ素体を形成した。

【００４２】次に、再び、表面をＨＭＤＳ処理して疎水
性化した。その後、同様に、上記第２の染料含有フォト
レジストを、上述した表面処理を行った基体面上に回転
塗布いわゆるスピンコートによって塗布した。次いで、
９０℃で１分間のプリベーク、すなわち溶剤除去を行っ
た。その後ｉ線ステッパで、フォトレジスト層のパター
ン露光を行い、３％のＴＭＡＨ水溶液で現像することに
より、イエローフィルタ素体を形成するフォトレジスト
パターンを形成した。その後、Ｓｉ基体を１００℃に設
定したベークプレート上に載置すると同時に、紫外線照
射を行った。この紫外線光源としては、高圧水銀灯を用
いた。この光源からの紫外線には、３００ｎｍ以下の遠
紫外線を含んでいる。この紫外線照射の高度は、２５ｍ
Ｗ／ｃｍ²に設定した。そして、２秒後に紫外線照射を
継続させながら、ベークプレートを昇温し、１２０秒後
に、１８０℃とした。この処理での紫外線照射量は、３
Ｊ／ｃｍ²であり、平均昇温速度は、０．６７℃／秒で
ある。このようにすると、フォトレジストのブリーチン
グと硬化がなされ、イエローの色フィルタ素体を形成し
た。

【００４３】次に、再び、表面をＨＭＤＳ処理して疎水
性化した。その後、同様に、上記第３の染料含有フォト
レジストを、上述した表面処理を行った基体面上に回転
塗布いわゆるスピンコートによって塗布した。次いで、
９０℃で１分間のプリベーク、すなわち溶剤除去を行っ
た。その後ｉ線ステッパで、フォトレジスト層のパター
ン露光を行い、３％のＴＭＡＨ水溶液で現像することに
より、シアンの色フィルタ素体を形成するフォトレジス
トパターンを形成した。その後、Ｓｉ基体を１００℃に
設定したベークプレート上に載置すると同時に、紫外線
照射を行った。この紫外線光源としては、高圧水銀灯を
用いた。この光源からの紫外線には、３００ｎｍ以下の
遠紫外線を含んでいる。この紫外線照射の高度は、２５
ｍＷ／ｃｍ²に設定した。そして、２秒後に紫外線照射
を継続させながら、ベークプレートを昇温し、１２０秒
後に、１８０℃とした。この処理での紫外線照射量は、
３Ｊ／ｃｍ²であり、平均昇温速度は、０．６７℃／秒
である。このようにすると、フォトレジストのブリーチ
ングと硬化がなされ、シアンの色フィルタ素体を形成し
た。

【００４４】このようにして、各色すなわちマゼンタ、
イエロー、シアンの色フィルタ素体が配置された目的と
する色フィルタ１３を、固体撮像装置の保護膜１２上に
形成した。

【００４５】尚、実施例１においては、第１、第２およ
び第３の染料含有フォトレジストの順に、各色フィルタ
素体の形成を行った場合であるが、この色フィルタ素体
の形成は、その順序を問わないものである。

【００４６】上述したように、本発明においては、紫外
線照射量を２０Ｊ／ｃｍ²以下とするものであるが、こ
れは、この範囲とすることによって、紫外線照射による
色フィルタの吸光度の変化を小さく抑えることができる
ことを認めたことによる。すなわち、図５は、ガラス基
板上に、最も吸光度が変化し易いマゼンタの色素を含む
上記実施例における第１の染料含有のフォトレジストを
塗布した場合における紫外線照射量〔Ｊ／ｃｍ²〕に対
する吸光度を測定した結果を示すもので、初期の値０．
７２が、紫外線照射量を増加させるほど、大きく吸光度
が変化することになるが、２０Ｊ／ｃｍ²以下において
は、その変化を２０％以下にとどめることができること
を認めたことによる。

【００４７】また、本発明においては、フォトレジスト
の硬化処理のための昇温の開始温度Ｔ₀を６０℃〜１４
０℃に選定するものであるが、これは６０℃未満では、
その後の昇温に要する時間が長くなることによって作業
性が低くなり、工業的に不利となることにより、１４０
℃を越えると、感光剤の熱分解が著しく生じ始めて、紫
外線照射によるブリーチング効果が良好に行われなくな
り、フォトレジスト中の感光剤の母色、具体的には黄色
が残り、色フィルタとして光学的特性を低下させること
を認めたことによる。

【００４８】また、その平均昇温速度を、１．５℃／秒
以下に選定するのは、この範囲であれば、上述した紫外
線照射の効果と相俟って、その染料の含有量を１０〜５
０重量％とするにもかかわらず、フォトレジストパター
ンに変形が発生することが回避されたことによる。

【００４９】そして、その昇温加熱の最終温度Ｔ_Fを１
６０℃〜２２０℃とすることによって、フォトレジスト
の硬化を確実に行うことができて、耐溶剤性にすぐれた
フィルタ素体を形成できた。

【００５０】上述したように、本発明方法によって形成
した色フィルタは、各色フィルタ素体がすぐれた鮮鋭度
をもって、変形を生じることがなく、またすぐれた色純
度をもって形成できた。これは、上記諸条件の設定と、
フォトレジストの熱硬化の昇温開始前もしくは昇温初期
において紫外線照射を行うようにしたこと、すなわちブ
リーチングが効果的になされるようにし、さらにその紫
外線照射がなされた状態で、昇温加熱を行うようにした
ことによってフォトレジストの硬化が促進されることか
ら、その昇温速度は、比較的速い１．５℃／秒より、低
い速度であれば変形を招来することがなく、また、その
昇温終了温度すなわち最高加熱温度を１６０℃〜２２０
℃という、フォトレジストの硬化を完全に行うことので
きる高い温度に高めることができ、混色の回避、安定性
がはかられることによると思われる。

【００５１】尚、上述した例では、第１〜第３の染料含
有のフォトレジストにおいては、熱硬化剤を添加した場
合であるが、この熱硬化剤は必ずしも添加するものでは
ない。そして、このように熱硬化剤の添加を回避するこ
とによって、この熱硬化剤の添加による貯蔵安定を低下
させるおそれを回避できる。

【００５２】また、本発明による色フィルタを用いる固
体撮像装置は、図１で示す例に限られるものではなく、
例えば半導体基体１がｐ型である構成による固体撮像装
置に適用するこもでき、また、、表面電荷転送型に限ら
れず、埋込みＣＣＤ固体撮像装置等に適用でき、更に固
体撮像装置に限られるものではなく、例えば液晶表示装
置等に適用することもできる。

【００５３】

【発明の効果】上述したように、本発明による色フィル
タの製造方法によれば、各色フィルタ素体がすぐれた鮮
鋭度をもって、変形を生じることがなく、またすぐれた
色純度をもって形成でき、また各フィルタ素体の安定性
をはかることができたことにより、光学的特性および機
械的特性にすぐれ、信頼性の高い色フィルタを、歩留り
良く製造できるものである。

【００５４】また、主としてブリーチングを行うための
紫外線照射と、硬化の昇温加熱とを少なくとも一部並行
して行うようにしたことによって、作業時間の短縮化を
はかることができ、生産性の向上をはかることができ
る。

【００５５】そして、その昇温加熱の昇温速度を比較的
早くすることができたことから、その加熱を、上述した
例におけるように、ベーキングプレートで行うことがで
きるので、オーブンで行う場合におけるように、紫外線
照射と昇温加熱を同時に行うことが阻害される不都合を
回避でき、作業の連続化、簡潔化を図ることができ、量
産性の向上、コストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明製造方法による色フィルタを用いる固体
撮像装置の一例の要部の概略断面図でる。

【図２】本発明製造方法による色フィルタの各色フィル
タ素体の配置の一例を示す配置パターン図である。

【図３】本発明製造方法の温度プログラミング図であ
る。

【図４】Ａ〜Ｇは、本発明製造方法の一例の工程図であ
る。

【図５】本発明製造方法の説明に供するフォトレジスト
吸光度の紫外線照射量に対する依存性を示す図である。

【符号の説明】

１半導体基体、２第１のウエル領域、３不純物導
入領域、４静電荷蓄積領域、５受光部、６垂直シ
フトレジスタ、７第２のウエル領域、８転送領域、
９絶縁層、１０転送電極、１１遮光膜、１１ｗ
受光窓、１２保護膜、１３色フィルタ、１４チャネ
ルストップ領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】染料が１０〜５０重量％含有するポジテ
ィブ型フォトレジストを、基体上に塗布する工程と、パ
ターン露光工程と、現像工程とを経て所要のパターンの
染料含有のフォトレジスト層を形成し、該染料含有フォトレジスト層に対して、紫外線を照射し
ながら昇温加熱する工程を少なくとも一部に含む硬化処
理工程を経て所要の色フィルタ素体を形成することを特
徴とする色フィルタの製造方法。
【請求項２】上記フォトレジスト層に対して照射する
紫外線の波長は、３２０ｎｍ以下の波長の光を含んでい
ることを特徴とする請求項１に記載の色フィルタの製造
方法。
【請求項３】上記フォトレジスト層に対して照射する
紫外線の照射量は、２０Ｊ／ｃｍ²以下とすることを特
徴とする請求項１に記載の色フィルタの製造方法。
【請求項４】上記フォトレジスト層に対する上記昇温
加熱の開始温度は、６０℃〜１４０℃とすることを特徴
とする請求項１に記載の色フィルタの製造方法。
【請求項５】上記昇温加熱の終了温度は、１６０℃〜
２２０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の色フ
ィルタの製造方法。
【請求項６】上記昇温加熱の平均昇温速度は、１．５
℃／秒以下とすることを特徴とする請求項１に記載の色
フィルタの製造方法。
【請求項７】上記昇温加熱は不活性雰囲気内で行うこ
とを特徴とする請求項１に記載の色フィルタの製造方
法。