JPS589108A - カラ−フイルタ−の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー撮曽管や、ＣＣＤ（チャージ・カップル
ド・デバイス）、ＢＢＤ（パケット・ブリゲート・デバ
イス）、ＣＩＤ（チャージ・インジェクション・デバイ
ス）などの固体撮像素子に使用される色分離フィルター
の製造法に関するもので、詳しくは、その製造法にお−
てドライパターン形成段階でプラズマ・エツチングに使
用するに適したエツチングガスに関、するものである。

力２−フィルターの構成は、赤、・縁、背の３色あるい
昧シアン、マゼジタ、イエローの３色が規則的にストラ
イプ状、あるいはモザイク状等に配列されたものである
が、その色構成社必ずしもこれらの３色に限られること
はなく、２色のものや、４色あるいはそれ以上の色から
なるものも知られている。又、その大きさは、撮像素子
等に合わせて、例えば１０　ｔｍ　Ｘ　２０μｍのモザ
イク状や、ｌ〇−幅のガス・ドライブ状などで非常に微
細なものが知られて込る。

従来、知られている多色光学フィルターには、大別して
無機材料からなる多層干渉度を利用したダイクロイック
ミラーな用いたものと、ゼラチンや高分子材料等からな
る媒染層を染料で染色したものなどがある。しかしなが
ら、これらの光学フィルターは、ｉずれもパターン形成
を行ない、染料の着色、又は脱色の後、レジストを除去
するといった工程を多数回繰返して行なわなければなら
ないので、極めて複雑かつ面倒であった。さらにこの方
法は媒染層を染めることによる基本的な問題点（染料の
拡散）として染めむらやパターニングした際のにじみ等
があり、それを防止するためには各色工程ごとに非染色
性の保護層や耐染層などを塗設するなど製造プロセスが
複雑となって、その歩溜まシを高くできない欠点もＴｏ
？た。

一方、これらの方法とは別に４Ｉ開昭５０−１４７８２
３号公報などに開示された方法として、上述の媒染層と
は異なる蒸発や昇華可能な材料を用い、着色層として蒸
着膜を使用する方法が示されている。この方法は蒸気圧
が低くかつ熱分解しにくい染料を基板上に真空蒸着し、
その後、所定のパターンにドライ・エツチングすること
によって所定パターンをもつ染料蒸着膜を形成させるも
のである。

この蒸着膜の着色層は、それ自身の耐熱性だけを考慮す
ればよい着色層となる事や膜厚を薄くできるなどの利点
があシ、非常に実用可能性の高い方法であるが、ドライ
・エツチングによるスとして単独で使用すると、エツチ
ング後の面が損傷を受けたシ、金属を含む顔料などでは
基板上に残渣が現われたシして−ましいカラー７４ルメ
−素子は得られ危い。特に基板上に現われる残渣は、酸
化物の状態で存在して−るので。、フィルター特性に対
して悪影響を与える色特性を有している。しかも、前述
の従来気においては、エツチング進行速度が遅いことや
、エツチングすべき蒸着膜を完全に取シ除くことができ
ず、高精度の光学特性が要求されるカラーフィルターの
分野では望ましい方法とは言えず未だ改善すべき点を有
している。

本発明Ｏ第１の目的拡、前述の欠点を改棗したカラーフ
ィルターの製造法を提供することにある。

本発明の第２の目的はカラ−フィルターのドライ・パタ
ーニングにおいて、基板上に設けられた着色層特に蒸着
膜を所定Ｏパターンにプラズマエツチング法によシバタ
ーン形成を行なう際、プラズマエツチング後の着色層及
び、基板面にエツチングによる損傷や再付着による汚染
あるいは含金顔料に特に見られる金属残渣等を減少させ
、望ましい分光特性を有する力２−フィルターの製造法
を提供するととにある。＠＠の目的は、形成パターン部
の形状精度を高めることによりフィルター素子の任意配
列が可能なカラーフィルターの製造法を提供することに
ある。又、本発明の第４の目的はカラーフィルターのド
ライパターン形成においてエツチング進行速度を高める
方法を提供することにある。

本発明の第５の目的は、長時間エツチングに起因して増
加する再付着による汚染や温度上昇による悪影響を防ぎ
又、力２−フィルター作成工程全体の時間短縮化を計る
ことのできるカラーフィルターの製造法を提供すること
にある。

本発明のかかる目的は、カラーフィルターのドライパタ
ーン形成において、基板上に形成す本蒸着膜の材料であ
る染料ある１ＩＩｉ顔料及び、エツチングマスクとなる
レジストに対して適切なエツチングガスとして灰化ガス
および希ガスから選択された少なくと＜Ｘ種のガスとフ
ッ素ガスおよび塩素系ガスからなる少なくとも１種のガ
スからなる混合ガスを用ａることｋよ・て達成させる。

本発！ｌにおいてはカラーフィルターを製造する工程と
して、例えばまず、所望の分光特性を有する着色剤を真
空蒸着によシ所望の厚さに基板上に成膜する方法を用い
ることができる。また、真空蒸着法として杜、公知の方
法を用いることができる。

本発明に用ｉるカラーフィルターの材料としては、以下
の着色剤が使用可能である。

青色染料として社、 オリエント　ソリュプル　ブルー〇ＢＣ（オ、リモント
化学製）、ス之ノール　リベリング　ブヤ ルー４ＧＬ（住人化学Ｉｌ）、力木ノール　ブルーＮ２
Ｇ（日本化薬製）、−書ツイ　アリザリン　デフ４四−
ルＢ（三井東圧化学製）、キシレンファースト　ブルー
　Ｂ　Ｌ　２００　Ｘ　（三菱化成製）、アリザリン　
７アスト　ブルーＲ（チバガイギーｉｐ＞・　　７゛ カーポラン　ブリリアント　ブルー２Ｋ（アイシーアイ
類）、パラチンファースト　ブルー昌０ ＧＧＮ（バディッシュ製）、アイゼン　オベール　ブル
ーニューＣｏｎｃ　（保土谷化学製）、ファストゲン　
ブルー５ＢＬ（大日本インキ化学製）−（以上、商品名
表示）などが挙げられる。

赤色染料としては、 スミノール　ファースト　レッドＢ　Ｃｏｎｅ　（＆ブ 友化学製）、アイゼン　ブリリアント　スカーレット　
３ＲＨ（保土谷化学製）、アシルピノール“　３　Ｇ　
８２５０　Ｎ　（三菱化成製χカヤクアシツド　ローダ
ミン　ＦＢ（日本化薬製）、アシッド　アントラセン　
レッド　３Ｂ（中外化成ド　ＲＮ（バデイシュ＃り、ナ
イロミン　レッド　２ＢＳ（アイシーアイ類）、　　ラ
ナ７アスト　レッド　２ＧＬ（三井東圧化学製）、四−
−ズベンガル（發己化成製）（以上、商品名表示）など
が挙けられる。

緑色染料としては カヤカラン　ブルーブラック　３ＢＬ（日本化薬製）、
スミラン　グリーレ　ＢＬ（住人化学１１）、アイゼン
　フロース２ン　オリーブグリーン　ＧＬＨ（保土谷化
学製）、ダイアシトサイアニングリーン　ＧＷム（三菱
化成製）、テバラン　グリーン　ＧＬ（チパガイギーＪ
１）カルポラン　ブリリアント　グリーン　５Ｇｔｆ’ （アイシーアイ類）、斗ラテン　ファーストグプリリア
ント　ミリング　グリーン　Ｂ（三井東圧化学製）（以
上、商品名表示）、鉛７りｐシアニン、塩素化銅７タ四
シアニンなどが挙げられる。

又、マゼンタ、シアン、イエローを三ｉ［色に選んだ場
合には、 マゼンタとしては、ロー〆（ン６ＧＣＰ（住人化学）、
ローダはンＦ４Ｇ（ＢＡＳＦ）、　　フロキシンＧ（Ｂ
ａｙ）、カヤセット　レッドＢ（日本化薬）、ＰＴＲ−
６３（三菱化製）表どの染Ｎり 料とＡｋレン、キナクリドン、アントラキノン系の顔料
。

シアンとしては、プリモジアニン　Ｂ　Ｘ　＠・ｌＣ（
住人化学）、アントラセン　ブルーＢ（Ｂａｙ）。

アイゼン　ベイシック　シアニン　６ＧＭ（保土谷化学
）などの染料と銅フタロシアニンなどＯフタロシアニン
系顔料。

イエローとしては、ファースト　イエローＧ（ＢＡＳＦ
）、ブリリアント　イｘ　ａ　−５Ｇ（住人化学）、ブ
リリアント　イエロー５ＧＨの染料と、フラバスロン、
インインドリノン系の顔料などが挙げられる。以上いず
れも商品名表示である。

本発明に用いるエツチングガスとしては、単諌でも有機
物に対してエツチングが一応可能である０、Ｃｏ１、Ｈ
ｈ　Ｎｔ等の灰化ガスあるいはＨｅ　、ムｒ。

Ｘｅ等の希ガスと、それらのガスに添加することによシ
望ましい特性が生ずるＣＦａ　、　Ｃｔ　Ｆｓ　、　Ｃ
Ｊｍ　。

’ＣＨＦ′護のフッ化炭素５１　ｉＦ４バムＦｔ　、Ｎ
Ｆａ等の他の７　　。

その具体例を挙げれば、偽とＣＦａからなる混合ｊＬＸ
、ｃｏ！とＣＦ４からなる混合ガス、Ｏ２１！：ＣＣｌ
４からなる混合ガス、ムｒとＣＦ４からなる混合ガス、
島とＣＦ４から壜る混合ガス勢がある。

フッ素系ガスあるいは塩素系ガスの添加嚢状、全容積に
対して０．１〜４５％好ましくは２０〜３ＯＮの範囲で
ある。添加量が０．１Ｘ以下では添加による効果が充分
でなく、４ＢＳ以上で紘、灰化ガスある−は希ガスの特
性が充分現れず好ましくない。特に染料また紘顔料の蒸
着膜をエツチングする際、混合ガス中のフッ素系ガスあ
ることがなく、高精度のカラーフィルターを作成する上
で適している。

次に、本発明の製造法を図面に従って詳述する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は、本発明のカラーフィルターの
製造法における工程を示す断面図である。

基板（１１）の上に前述した如き着色剤を例えば真空蒸
着法によって蒸着膜（１２）を形成し、次いで、第１図
（ａ）　Ｋ示すように蒸着膜（１２）Ｏ上にバターニン
グのためのレジストをスピンナーで塗布しレジスト膜（
１３）を形成する。

レジストとしては従来、一般に知られているものから選
択して使用できる。例えば、市販のものとして、商品名
：　ＫＰＲ（コダック社製）、商品名：　ＫＭＥＲ（コ
ダック社製）、商品名：　ＴＰＲ（東京応化（株）製）
、商品名：ＫＴＦＲ（：ｒダック社製）、商品名：　Ｏ
ＭＲ−８１（東京応化（鉛製χ商品名：　ＯＭＲ−８３
（東京応化（株）製）、商品名：　ＡＺ　１３００（ジ
ープレー社ｍｌり、商品名二ＡＺ　１３５０（ジ−プレ
ー社製）、商品名：　ＦＰＩＲ（富士写真フィルＡ（株
）製）などのフォトレジストあるｉは商品名：　０ＤＵ
Ｒ−１０１０，０ＤＵＲ−１０１３，０ＤＵＲ−１０１
４，０ＤＵＲ−１１０ＷＲ（いずれも東京応化（株）製
）表どの遠紫外線用レジスト、その他覚子線レジストと
してＰＭＭＡ、商品名：　０ＥＢＢ−１００，０ＥＢＲ
−１０００，０ＥＢＲ−１０１０，０ＥＩＩＲ−Ｘ０３
０（いずれも、東京応化（株）裂）、ＦＭＲ−ＥＩＯＩ
（富士薬品工業（船　−製）などを挙げることができる
。特にカラーフィルター素子の場合、分光特性を低下せ
しめない所期の目的に対しては、可視領域に感度がない
透明なレジスト０ＤＵＲ−１１０ＷＲ，０ＥＢＲ−１０
０など（−ずれも、東京応化（株）製）が適している。

さらに露光および所定現像によシ所望のパタ＝ンを施し
て第１図（ロ）の（１４）に示すエツチング用マスクを
形成し、このマスク（１４）で被覆されて−ない部分を
前述の本発明による混合ガス下でドライエツチング除去
して、着色層のパターニングを行ない、第１図（ｅ）に
示すカラーフィルター素子（１５）を形成せしめる。゛
この際ｇｉ図（ロ）の（１４）に示すエツチングマスク
として用いたレジストは、非マスク部の着色層と同様エ
ツチングされるが、エツチング終了後にもカラーフィル
ター素子（１５）面上に残Ｄ　Ｈ（１６）として残すよ
うにすることが好ましい。従って、前記′し丸ように透
明なレジストが−ましい。

従来より知られているＡｒの単独エツチングガス下での
プラズマ・エツチングではζエツチングレートが非常に
遅く、またエツチング後、基板の面が損傷を受けたシ、
しかも残渣を生じ、同時にエツチングマスクとして用い
九レジストの残や換が平滑性に欠けていたのに対し、本
発明によれば、これらの各種の欠点を有効に改善でき、
従りて高精度の光学特性を有する力２−フィルターを作
成することができる。

以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例１ 真空蒸着法を用いて、黄色染料であるフルオレセイン−
を基板（ガラス）上にａｏｏｏ　Ｘの厚さに付着させた
。次いで、黄色の蒸着膜の上に０ＤＵＲ−ＩＺＯＷＲ（
東京応化（株）製）を５０００ＪＬの厚さにスピンナー
で塗布し、グリベークした後、モザイク状のパターンを
露光し、現像してエツチング用マスクを作成した。その
後、０゜ガスとウー日糟ＣＦ４ガスとをｉ位時間当シ流
量比で３：１に混合したエツチングガスを導入したプラ
ズマ・エツチングによシ非イスク部を３分間で灰化除去
して黄色パターン部を形成した。

とＯ結果、基板の上に着色された再付着物が全＜−＆＜
、Ｌかもレジストの残シ膜が極めて平滑であることが判
明した。

比較例１ 前記実施例１で用い九〇、　−ＣＦ４混合ガスに代えて
０２ガスを単独で用いたほかは、全く同様の方法によっ
てプラズマ・エツチングを行なった。

この結果、基板の上には着色された再付着物が存在し、
またレジストの残Ｊ）ＭＥが粗面であることが判った。

まえ、この際のエツチング進行速度は実施１１ｉの時に
較べ遅くなっていることも判明した。

実施例２ 実施例１と同様の真空蒸漸法を用いて、ガラス基板上に
シアン色顔料である銅フタロシアニンを３０００　Ｘの
厚さに付着させ、その上よシ０ＤＵＲ−１１０ＷＲ（東
京応化（株）製）、を５ｏｏｏ　ＸＯ厚さでエツチング
用マスクとして被覆した。

その後、ＣＯｔガスとＣＦ４を単位時閾尚シ流量化で４
＝１に混合したエツチングガスを導入したプラズマエツ
チングによシ、非マスク部を５分間で灰化除去し、シア
ン色パターン部を形成した。

この結果、基板の上には着色物が全くなく、同時にレジ
ストの残シ膜は極めて平滑なものであった。

比較飼２ 前記実施ガ２で用いたＣＯｔ　　ＣＦ４混合ガスに代え
て、ＣＯｌの単独ガスを用いたにかは、実施列２と同様
の方法によってプラズマ・エツチングしたが、比較Ｐ！
Ｉ２と同様の結果が得られた。

実□施例３ 前記実施例２で用いたＣＵＲＣＦ４混合ガスに代えて、
Ａｒ−ＣＦ４混合ガスを用い一＃−ハか祉、実施られ友
。

比較Ｎ３ 前記実施例２で用い九Ｃ偽−ＣＦ４混合ガスに代えて、
Ａｒの単独ガスを用いた蔭かは、実施ＩＦ１２と同様の
方法によってプラズマ・エツチングしたが、基板の上に
は着色物が存在し、レジストの残シ膜および基板の表面
が損傷されていて子弟１に前述の灰化ガスあるいは、希
ガスを単独にてエツチングガスとして使用する場合と比
較してエツチング後の着色層及び基板の損傷、汚染ある
いは残渣等が減少し、望ましい分光特性をもつカラーフ
ィルター素子が作成できる。

第２に本発明の混合ガスを導入したプラズマ・エツチン
グを施すと、断面形状や、サイド・エッチＯないパター
ン形状をもつカラー７４ルター素子が作成できる。第３
に有機薄膜（ｆＩＩえば染料、顔料、レジスト）のプラ
ズマ・エツチングに本発明の混合エツチングガスを用い
れば、０＠　、　Ａｒなどをエツチングガスとして単独
で使用する場合と比較して格段にエツチング進行速度が
上昇し、長時間エツチングが引き起こす再付着による基
板の汚染あるいは、損傷を防止でき又、効率の改善を計
るととが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図悴）〜（ｅ）は、本発明のカラーフィルター〇製
造法における工程を示す断面図である。 １１：基板、１２：蒸着膜、１３ニレジスト膜、１４：
エツチング用マスク、 １５；力２−フィルター素子、 １６：レジストの残り膜、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 染料の蒸着膜を灰化ガスおよび希ガスから選択された少
   なくとも１種のガスとフッ素系ガスおよび塩素系ガスか
   ら選択された少なくとも１種のガスからなる混合ガス下
   でドライエツチングすることを４１ｍとするカッ−７ィ
   ルターＯＲ造法。