JPH11160524A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 着色レジスト（たとえば顔料含有着色レジス
ト）を用いる場合も、カラーフィルター製造時の現像時
における残渣を防止・低減でき、特性の良いカラーフィ
ルターが得られる手法を提供する。 【解決手段】 感光性着色レジストを露光し現像するこ
とによりカラーフィルターを形成する際、現像処理は、
被現像面に現像液を供給し、その後静止する操作を２回
以上繰り返し、その後、被現像面に水洗液をスプレーに
より供給する処理を行い、現像処理における現像液供給
流量は０．９±０．１ｌ／分、現像液供給圧力は０．１
２±０．０３ＭＰａとし、スプレー処理は水洗液の不活
性ガス加圧の２流体方式とし、不活性ガス供給流量は、
２５±５ｌ／分、不活性ガス供給圧力は、０．２±０．
０１ＭＰａ、水洗水供給流量は、９０±５ミリリットル
／分、水洗水供給圧力は、０．８±０．０１５ＭＰａと
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、カラーフィルター
の製造方法に関し、特に、感光性着色レジストを用いて
これを露光し現像することによりカラーフィルターを形
成するカラーフィルターの製造方法に関するものであ
る。本発明は、ＬＣＤに用いるカラーフィルターその
他、各種のカラーフィルターの製造方法として具体化で
き、特にたとえば撮像素子のカラーフィルターの製造方
法として、好適に利用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光性着色レジストを用いて
これを露光し現像することによりカラーフィルターを形
成する技術が知られている。この場合に、現像時に、着
色レジストに含有される着色剤が、残渣として残ってし
まうことがある。近年、ＣＣＤ撮像素子のオンチップカ
ラーフィルターについて、主として耐光性改善を図るた
め、感光性着色レジストとして顔料分散型の着色レジス
トを用いることが行われているが、顔料分散型着色レジ
ストについては特にこの問題が大きい。色素として顔料
を用いると、顔料は粒子径が大きいので、フォトリソグ
ラフィ技術における現像時に、所望のパターン以外の部
分に顔料粒子が残差として残る傾向が大きいからであ
る。

【０００３】このような残渣は、製造されたカラーフィ
ルターの性能の劣化をもたらす。たとえばＣＣＤ撮像素
子に用いるカラーフィルターの場合では、撮像素子の撮
像欠陥等につながり、特性の悪化を招く。

【０００４】以下、従来技術について、図面を参照して
説明する。図４ないし図６を参照する。図示の従来技術
は、ＣＣＤ撮像素子のオンチップカラーフィルターを製
造する場合である。

【０００５】通常、オンチップカラーフィルターの製造
においては、着色レジストが用いられ、特に近年は、顔
料分散型の着色レジストが用いられる。着色レジストの
材質としては、たとえばアクリル酸エステル系有機樹脂
が挙げられる。着色レジストを用いてフォトリソグラフ
ィ技術でカラーフィルターを製造する場合には、基板と
するウエーハ１枚に対する処理として、おおまかに、
レジスト塗布、次いで露光、次いで現像と言うプロ
セスをとる。

【０００６】図４に、着色レジストの１色目１が、平坦
化膜２上に形成された状態を示す。図中、符号９１で示
すのはシリコンウエーハのシリコン部であり、５はここ
に形成された受光部である。符号４はシリコン部９１及
び受光部５を覆って形成された透明酸化膜たとえばＳｉ
Ｏ₂ 膜、３はその上に形成された電極材で、ここではポ
リシリコン電極材である。図４は、１色目の着色レジス
ト１を、通常コーターと称されているスピンナーで塗布
し、露光機たとえばステッパーと称されている縮小投影
露光機にてパターニングを行い、デベロッペー（現像
機）で現像し、その後ベークして定着した状態を示す。

【０００７】上記の操作を所望の色の回数だけ繰り返し
て、所望のフィルターパターンを得る。たとえば、レッ
ド、グリーン、ブルーの３色のパターンを形成するな
ら、これを３回繰り返す。図５に、着色レジストの２色
目６、及び３色目７が形成された状態を示す。

【０００８】従来技術における現像方式は、図６に例示
するように、ウエーハ９を回転（たとえば３０ｒｐｍで
回転）させながら、現像液１１（たとえば無機アルカリ
水溶液）をノズル８で吐出してこれをウエーハ９上に供
給する。その後図７に示すように、一定時間（たとえば
６０ｓｅｃ）静止する。その後、図８に示すように、ノ
ズル１０から純水１２を、ウエーハ９を回転させながら
（たとえば６０ｒｐｍで回転させながら）現像（洗浄）
し、最後にウエーハ回転による振り切り乾燥（時間はた
とえば１５ｓｅｃ、回転数はたとえば２０００ｒｐｍ）
を行う。

【０００９】すなわち従来技術における現像方式は、
（１）現像液吐出、次いで（２）静止、次いで（３）ス
プレー現像（洗浄）、次いで（４）振り切り乾燥と言う
工程が、一連の現像処理の流れである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述したよう
に、このような従来の技術にあっては、現像時に、着色
レジストに含有される着色剤が残渣として残ってしま
い、特に顔料分散型着色レジストについてこの問題が著
しく、このような残渣は、たとえばＣＣＤ撮像素子に用
いるカラーフィルターの場合では撮像素子の撮像欠陥等
をもたらすおそれがあるなど、製造されたカラーフィル
ターの性能の劣化を生じさせるという問題点がある。

【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るために創案されたもので、カラーフィルターの製造時
の上記したような残渣を防止ないし低減でき、特性の良
いカラーフィルターを得ることができるカラーフィルタ
ーの製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカラーフィ
ルターの製造方法は、上記目的を達成するため、感光性
着色レジストを用いてこれを露光し現像することにより
カラーフィルターを形成するカラーフィルターの製造方
法において、上記現像処理は、被現像面に現像液を供給
し、その後静止する操作を２回以上繰り返し、その後、
被現像面に水洗液をスプレーにより供給するスプレー処
理を行うものであり、上記現像処理における現像液供給
流量は、０．９±０．１リットル／分、現像液供給圧力
は、０．１２±０．０３ＭＰａであり、上記スプレー処
理は水洗液の不活性ガス加圧の２流体方式とし、不活性
ガス供給流量は、２５±５Ｎリットル／分、不活性ガス
供給圧力は、０．２±０．０１ＭＰａ、水洗水供給流量
は、９０±５ミリリットル／分、水洗水供給圧力は、
０．８±０．０１５ＭＰａであることを特徴とする構成
をとる。

【００１３】この発明によれば、現像時の残渣の低減が
実現される。これは、上記の特定の条件により、飛躍的
に現像性が向上したためと考えられる。この結果、特性
の良いカラーフィルターを得ることができる。これによ
りたとえば、撮像素子について、その撮像欠陥等を防止
した特性改善ができる。

【００１４】またこの発明によれば、スプレー処理によ
り生じたミストによる問題点を回避できる。すなわち、
スプレー処理によりミストが発生した状態の雰囲気で次
の被処理体について現像処理を行っても、本発明では、
被現像面に現像液を供給してその後静止する操作を２回
以上繰り返すので、１回目の現像時にミストが残存して
いたとしても、２回目以降の現像時には、ミストの影響
を回避できる。１回目の現像時にミストを洗浄除去する
作用が呈されるからである。よって本発明によれば、た
とえば後続の被現像体にミストが付着して現像性が損な
われるなどの問題を回避できる。なお特開平８−１３６
７２１号公報には、リフトオフ法でＬＣＤのカラーフィ
ルターのブラックマトリックスを作成する場合に、基板
上に剥離液が滞留しない状態でレジスト剥離を行う技術
が開示されているが、これは本発明と技術的立脚点が異
なり、かつ、本発明の現像条件を示さない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
さらに詳細に説明し、また、本発明の好ましい実施の形
態の具体例について、図面を参照して説明する。但し当
然のことではあるが、本発明は図示実施の形態例に限定
されるものではない。

【００１６】本発明における現像処理は、被現像面に現
像液を供給し、その後静止する操作を２回以上繰り返す
が、この場合の現像液供給及び静止の操作の回数は、任
意である。また、現像に要する時間は、適宜設定すれば
よく、任意である。この現像処理は、次のように行うこ
とができる。まず、ウエーハ面等の被現像面に現像液を
供給し（たとえば静止状態で供給し）、その後静止す
る。その後に、ウエーハ等の被現像体を回転しながら
（たとえばスピン回転しながら）、被現像面に現像液を
供給し、その後静止する操作を、１回以上行う。回転数
や回転速度は、適宜設定すればよい。この現像は、ノズ
ル等から現像液を吐出し、静止させるいわゆるパドル現
像（液盛り現像）で行うことができる。

【００１７】本発明において、現像液供給、及びスプレ
ー処理の処理液供給を、被現像面上をスキャンしながら
行うことは、好ましい態様である。また、ノズルから現
像液を吐出し、またノズルからスプレー処理の処理液噴
出することは好ましい態様である。その場合、各ノズル
を、被現像面上でスキャンさせて、処理を行うのが好ま
しい。なお通常、現像液吐出とスプレー処理液噴出とは
別のノズルで行うが、場合によっては共通のノズルを用
いてもよい。

【００１８】本発明において、スプレー処理における水
洗液は、純水とすることができる。また、スプレー処理
における不活性ガスは、窒素とすることができる。

【００１９】この発明は、残渣の問題の大きい顔料分散
型着色レジストを用いる場合に、有利である。また、残
渣による特性悪化が大きな問題となり得る撮像素子のカ
ラーフィルターの製造に適用して、とりわけ有効であ
る。着色レジストの色の種類（たとえば補色系であると
か、原色系であるとか）、色の数は任意であり、所望に
応じて設定すればよい。

【００２０】次に、本発明の具体的な好ましい実施の形
態例について、図面を参照して説明するが、本発明は以
下述べる実施の形態例により限定を受けるものではな
い。

【００２１】実施の形態例１ この実施の形態例は、本発明を、顔料分散型着色レジス
トを用いてＣＣＤ撮像素子のオンチップカラーフィルタ
ーを製造する場合に適用したものである。ここでは、図
１に示すように、現像液供給（ここでは吐出）Ｉａ及び
静止Ｉｂの操作（現像液により処理する操作）Ｉを、複
数回（ここでは２回）繰り返し、その後、スプレー処理
ＩＩを行う。最後に、振り切り乾燥を行う。

【００２２】さらに詳しくは、本例においては、従来技
術についての説明で述べたように、図４及び図５に示し
た複数の色（ここでは３色）の着色レジスト１，６，７
をパターン形成する際に、次のように現像を行う。

【００２３】図２を参照して、本例の現像液供給工程を
説明する。本例においては、現像液を、流量０．９±
０．１リットル／分、供給圧力は、０．１２±０．０３
ＭＰａとして、被現像体であるウエーハ９に供給した。
ここではこの条件で、ノズル８から現像液を吐出するこ
とにより、被現像面９０に現像液を与えた。ノズル８の
位置は、ウエーハ９からの距離Ｌ１が、０より大きく、
３５ｍｍ以内の範囲とした。このノズル８をウエーハ８
上を符号Ｓ１で模式的に示すようにスキャンさせなが
ら、現像液を吐出させた。このとき、ウエーハ９は回転
（たとえば３０ｒｐｍで回転）させながら、ここに現像
液（たとえば無機アルカリ水溶液）をノズル８で吐出す
るようにしてよい。

【００２４】その後、一定時間、静止させる。たとえば
図７に模式的に示したように静止させる。静止時間は、
適宜定めるべきものであるが、たとえば、６０ｓｅｃ静
止する。

【００２５】次いで再度、上記と同じ流量、供給圧力の
条件で、現像液をウエーハ９を回転（たとえば３０ｒｐ
ｍで回転）させながら、ノズル８から吐出し、その後、
一定時間（たとえば、６０ｓｅｃ）、図７のごとく静止
させる。以上のように、現像液吐出Ｉａ及び静止Ｉｂの
操作Ｉを、２回繰り返して、現像液供給工程とする。次
に、スプレー現像（洗浄）工程に入る。

【００２６】図３を参照する。本例では、水洗液として
純水を用いる。本例のスプレー条件は、純水を窒素ガス
加圧による２流体方式とし、窒素ガス供給流量は、２５
±５Ｎリットル／分（Ｎは窒素供給）、窒素ガス供給圧
力は、０．２±０．０１ＭＰａ、純水供給流量は、９０
±５ミリリットル／分、純水供給圧力は、０．８±０．
０１５ＭＰａとした。ここでスプレーノズル１０の位置
は、ウエーハ９から、５０±５ｍｍとした。

【００２７】その後、ウエーハ回転による振り切り乾燥
（時間はたとえば１５ｓｅｃ、回転数はたとえば２００
０ｒｐｍ）を行う。以上で、本実施の形態例の、レジス
ト現像工程が終了する。

【００２８】本例では、上記のように、本発明を適用し
て現像液の供給及び静止の操作を複数回繰り返し、その
後、スプレー現像（洗浄）を行った結果、次のような効
果が得られた。

【００２９】すなわち、本例では、ＣＣＤ撮像素子のオ
ンチップカラーフィルターを製造する場合に、顔料含有
着色レジストを用いて耐光性を良好にするとともに、該
着色レジストをフォトリソグラフィ加工する際、現像液
を複数回吐出し、スプレー現像（洗浄）を併用すること
で、飛躍的に現像性が向上し、現像残渣低減が実現で
き、撮像欠陥等を防止した特性改善ができる。

【００３０】また、スプレー現像（洗浄）によって現像
ユニット内（現像装置の現像処理を具体的に行う場所）
にミストが残っても、ユニット内にミストが舞っている
ため後続の被現像体であるウエーハ６にミストが再付着
して、現像性を損なうという問題を、解決できる。被現
像面に現像液を供給してその後静止する操作を２回（ま
たはそれ以上でもよい）繰り返すので、１回目の現像時
にミストが残存していたとしても、２回目（以降）の現
像時には、１回目の現像時にミストが洗浄除去されるの
で、結果的にミストの影響を回避できる。

【００３１】上記例では、現像液吐出及び静止を、２回
繰り返したが、この操作は、任意のＮ回（Ｎは２以上の
整数）行って、その後スプレー現像（洗浄）を行う構成
にすることができる。最後に適宜、ウエーハ回転による
振り切り乾燥を行う構成にしてよい。

【００３２】

【発明の効果】上述したように、本発明に係るカラーフ
ィルターの製造方法によれば、着色レジスト、特にたと
えば顔料含有着色レジストを用いる場合も、カラーフィ
ルター製造時の現像時における残渣を防止ないし低減で
き、特性の良いカラーフィルターを得ることができると
言う効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態例１の工程を略示する工
程図である。

【図２】 本発明の実施の形態例１の現像液供給工程を
示す図である。

【図３】 本発明の実施の形態例１のスプレー時の水洗
水（純水）供給工程を示す図である。

【図４】 カラーフィルターの製造の一般的工程を示す
図である（１）。

【図５】 カラーフィルターの製造の一般的工程を示す
図である（２）。

【図６】 従来技術における現像液吐出時の状態を示す
図である。

【図７】 静止現像における静止状態を示す図である。

【図８】 従来技術における純水スプレー時の状態を示
す図である。

【符号の説明】

１・・・着色レジストの１色目、２・・・平坦化膜、３
・・・電極材、４・・・酸化膜、５・・・受光部、６・
・・着色レジストの２色目、７・・・着色レジストの３
色目、８・・・現像液吐出ノズル、９・・・ウエーハ
（被現像体）９０・・・被現像面、９１・・・シリコン
部。Ｉ・・・現像液による処理工程、Ｉａ・・・現像液
供給工程、Ｉｂ・・・静止工程、ＩＩ・・・スプレー工
程。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性着色レジストを用いてこれを露光
   し現像することによりカラーフィルターを形成するカラ
   ーフィルターの製造方法において、 上記現像処理は、被現像面に現像液を供給し、その後静
   止する操作を２回以上繰り返し、その後、被現像面に水
   洗液をスプレーにより供給するスプレー処理を行うもの
   であり、 上記現像処理における現像液供給流量は、０．９±０．
   １リットル／分、現像液供給圧力は、０．１２±０．０
   ３ＭＰａであり、 上記スプレー処理は水洗液の不活性ガス加圧の２流体方
   式とし、不活性ガス供給流量は、２５±５Ｎリットル／
   分、不活性ガス供給圧力は、０．２±０．０１ＭＰａ、
   水洗水供給流量は、９０±５ミリリットル／分、水洗水
   供給圧力は、０．８±０．０１５ＭＰａであることを特
   徴とするカラーフィルターの製造方法。
2. 【請求項２】 上記現像処理は、被現像面に現像液を供
   給し、その後静止した後に、 被現像体を回転しながら被現像面に現像液を供給し、そ
   の後静止する操作を、１回以上行うものであることを特
   徴とする請求項１に記載のカラーフィルターの製造方
   法。
3. 【請求項３】 上記現像液供給、及びスプレー処理の処
   理液供給は、被現像面上をスキャンしながら行うことを
   特徴とする請求項１に記載のカラーフィルターの製造方
   法。
4. 【請求項４】 上記スプレー処理における水洗液は、純
   水であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィ
   ルターの製造方法。
5. 【請求項５】 上記スプレー処理における不活性ガス
   は、窒素であることを特徴とする請求項１に記載のカラ
   ーフィルターの製造方法。
6. 【請求項６】 上記感光性着色レジストは、顔料分散型
   の着色レジストであることを特徴とする請求項１に記載
   のカラーフィルターの製造方法。
7. 【請求項７】 上記カラーフィルターは、撮像素子のカ
   ラーフィルターであることを特徴とする請求項１に記載
   のカラーフィルターの製造方法。