JPS60126603A - 着色パタ−ンの形成法 - 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、ＣＯＤ　（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）、Ｃ
ＩＤ　（チャージ、インジェクシ望ン、デバイス）等の
カラー固体撮像素子及びカラーディスプレイ用等に用い
られる微細色分解フィルターに好適な着色パターンを形
成する方法に関する。

従来、色分解フィルター等の微細着色パターンの製法に
於いて、着色層を真空蒸着によって色素のａ着＃膜とし
て形成する方法が、例えば特開昭５５−１４８４０８号
公報等に提案されている。この方法によれば、色素その
ものにより着色層が形成でき、染色法に於ける媒染層が
不要なので、きわめて着色層は薄膜化され、かつ非水工
程によって着色層を形成できる。

こうして蒸着により形成された着色層をパターンニング
する方法としては、ドライエツチング法及びリバースエ
ツチング法（またはリフトオフ法）が知られている。

ドライエツチング法は、着色層上にフォトレジストでマ
スクパターンを形成した後、これをエツチングレジスト
マスクとして非レジスト部分の着色層をイオンないしプ
ラズマ零四気中で蒸発させて除去し、所望の形状の着色
層からなる着色パターンを形成する方法である。

一方、リフトオフ法は、除去すべき着色層部分の下部に
レジストパターン（アンダーマスク）が位置するように
、基板上に除去可能なレジストパターンと着色層をこの
順に積層し１着色層下のレジストパターンを基板から着
色層には何ら直接的な作用を及ぼすことなく除くことに
よって、レジストパターンとともにこのレジストパター
ン上の着色層を同時に除去し、非レジストパターン部の
所望の形状の着色層を基板上に残存させて着色パターン
を形成する方法である。

これらの着色パターンの形成法に於いては、着色層を真
空蒸着によって色素の蒸着薄膜として形成する際に、色
素の熱分解を避けるために、色素の蒸発温度は高くなり
すぎないように、すなわら色素の分解が生じない程度の
温度に制御される。

ところが、このようにして蒸着された色素のみからなる
着色層に於いては、強１λが充分でなかったり、基板と
の電着性が悪い等の理由から、エツチング法やリフトオ
フ法等によるパターンニングの際の各工程中に着色層に
クラックが入るあるいは基板からの剥離等の破損を生じ
ると言う問題があった。

一方、多色からなる着色パターンは、通常前述のパター
ン形成法による基本工程を１色の着色パターンごとに繰
り返すことによって形成される。

このような形成法に於いても、前述の工程を繰り返すε
′とに、パターンの欠損や剥離等がより生じ易くなり、
精度良く多色着色パターンを形成することは困難であっ
た。また、色素のみからなる着色層を用いるために、異
色の着色層は連続膜層として形成されず、各着色層間で
の密着性も充分なものではない。また、異色の着色層間
での層厚のバラツキが生じるために、更に着色パターン
上に設けられる保護層のスピンコードにムラができ易か
った。

本発明は、このような問題に鑑み成されたものであり、
パターンニングの各工程に耐えられる程に充分な強度を
有し、かつ基板との電着性に優れた着色層を基板−ヒに
蒸着することによって、クラックや剥離等を生じること
なく、蒸着着色層からなる所望の形状のパターンを基板
」二に精度良く、そして歩留り良く形成することのでき
る新規な方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、多色からなる着色パターンを形成
する際に異色の着色層間の密着性が充分であり、更に保
ＩＪ層のスピンコードをムラなく積層するために必要な
異色の着色層のそれぞれの層ノゾの均一化を可能とする
新規な多色着色パターンの形成方法を提供することにあ
る。

上記の目的及び他の目的は以下の本発明の方法により達
成することができる。

すなわち本発明の着色パターンの形成法は、基板ノニに
所望の形状を有する着色層からなる着色パターンを形成
する方法に於いて、色素と無機化合物とを同時に蒸着し
て前記着色層を形成する過程を含むことを特徴とする。

本発明の方法に於いては、所望の形状を有する着色パタ
ーンを構成する着色層が色素と無機化合物とを同時に蒸
着した蒸着薄膜として形成される。

以下、本発明の方法の一例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図乃至第５図はリフトオフ法を用いた本発明の着色
パターンの形成法の一例の基本工程を示したものである
。

まず第１図に示したように、ガラス、樹脂等からなる基
板ｌ上に、ポジ型フォトレジストが塗布等の方法シこよ
り積層される。このレジスト層２を第２図に示したよう
に所望のパターンを有するフォトマスク３を介して露光
し、現像液によって現像し、第３図に示したようなリフ
トオフ用のレジストパターン２ａをイする。

次に、第４図に示したように色素と無機化合物とを同時
に、レジストパターン２ａの形成された面に蒸着させ、
色素と無機化合物からなる着色層４を形成させる。

色素と無機化合物とを同時に蒸着する方法としては１例
えば通常の真空蒸着装置を用い、１つの蒸発源に色素を
、他の蒸発源に無機化合物を入れ、これらの蒸発源のそ
れぞれの温度を適切な蒸着速度の得られるように制御し
ながら行なう方法等を適用することができる。この場合
の蒸発源の温度等の蒸着の条件は、使用される蒸着装置
、色素、無機化合物の種類等に応じて適宜好適な条件が
選択される６本発明の方法に使用する蒸発源としては、
色素蒸発用としてポート、バスケット等の抵抗加熱蒸発
源が、また無機化合物蒸発用として抵抗加熱蒸発源や電
子ビーム加熱蒸発源が好適である。

本発明の方法に於いて、無機化合物と同時に蒸着する色
素と１７ては、昇華若しくは蒸着可能な染料または顔料
ならばどれでも使用することができる。

このような染料または顔料としては、例えばフタロシア
ニン系顔料、イソインドリノン系顔料、ポリサイクリッ
ク系顔料、ナフトール系顔料、インダスレン系顔料、油
溶性染料、分散系染料等を挙げることができことができ
る。

一方、これらの染料または顔料と同時に蒸着する無機化
合物とは、蒸着可能であり、蒸着後の強度が高く１色素
と共に蒸着されて着色層として形成された時に該着色層
が所望の吸光特性を有することができ、基板との密着性
に優れた薄膜を形成することのできる無機化合物を言い
、ＳｉＯ。

５ｉｎ７、　ＭｇＦ２　、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔｉ
Ｏ２、Ｔａ２Ｏ，、、ＣｅＯ２、ＺｎＳ　、ＣｅＦ３、
Ｎａ３　ＡｌＦ６等を挙げることができる。

本発明の方法に於いて形成される着色層の色素含有量は
、各蒸発源の開口の大きさや各蒸発源の温度を調節する
等して所定の値に制御することができる。着色層の色素
含有量は１着色層の蒸着後に行なわれるパターン加工グ
工程の種類、形成された着色パターンの用途等に応じて
適宜好適な値が選択されるが、通常、着色層の色素含有
量が少な過ぎる場合には、着色層が厚くなり過ぎてパタ
ーン加工に困難が生じたり、形成された着色パターンの
使用の際には１色のにじみ等の原因となるので好ましく
ない。このような観点から着色層の色素含有量は、５０
〜８５ｚの範囲内から選定されるのが好ましい。

このようにして着色層４の積層されている基板ｌをフォ
トレジスト除去用溶液に浸漬する等の方法により処理し
てフォトレジストＲ２ａと＃、層上に蒸着した着色Ｆ！
ｔ　４　ａを一緒に基板ｌ上から除去し、第５図に示し
たような所望の形状を有する着色層４ｂからなる着色パ
ターンを得る。

なお、エツチング法によってパターン加工グする場合に
は基板上にまず着色層が蒸着され、次に該着色層上にレ
ジストパターンが形成され、レジストパターンに覆われ
ていない部分の着色層をエツチングして所望の形状の着
色パターンを形成することができる。

更に、」二記の第１図〜第５図に示した基本工程を１色
のｉ色パターンごとに繰り返すことによって、多色から
なる着色パターンを形成することができる。

本発明の方法によって形成された多色着色パターンに於
いては、着色層が無機化合物と色素を同時に蒸着させて
形成されるために、第６図に示すように異色の各着色層
５．６．７は充分な強度、基板との密着性及び各着１色
居間の密着性を有し各着色層の剥離やクラック等の損傷
が起ることはなくなった。しかもそれぞれの着色Ｎ５．
６．７に於ける分光透過率を各着色層の色素含有量によ
って調節することができ、各着色層の層厚をほぼ均一に
揃えることが可能となり、保護層８を着色パターン上に
ムラなく積層することができる。

なお、このような多色着色パターンを形成する際には、
異色の各着色層の形成に用いる無機化合物として、同一
の化合物を用いるのが好ましい。

同一の化合物を用いた場合には、異色の各着色層を同一
無機化合物の連続層として形成することができる。

これに対し、従来の色素のみからなる着色層によって多
色着色パターンを形成した場合には、着色層の強度及び
基板との密着性が、また異色の各着色層間の密着性がか
ならずしも充分でない。その上、例えば多色着色パター
ンを微細色分解フィルターに使用するような場合、異色
の各層の厚さはそれぞれの分光透過率の仕様によって決
められるために、第７図に示すように異色の各着色層９
．１０．１１の層厚が均一となりにくい。

従って、上記の繰り返し工程での異色の各着色層間の剥
離やパターンの損傷、更に多色着色パターン形成後のこ
れらの着色層間に段差を生じ、着色パターン上に更に積
層される保護層の層厚にムラを生じさせることになり、
分光特性等に対するフィルターの信頼性を低下させる原
因となっていた。

以上のような本発明の着色パターンの形成方法によれば
、色素と無機化合物を同時に蒸着した色素を含有した無
機化合物層とし、て着色層が形成され、着色層はパター
ンマスクの各工程に耐えられる程に充分な強度を有し、
かつ基板との密着性に優れているために、クラックや剥
離等の損傷がなく、かつ基板との密着性に優れた着色層
からなる所望の形状のパターンを基板上に精度良く、そ
して歩留り良く形成することが可能となった。

更に、多色からなる着色パターンを形成する際に、異色
の着色層を連続膜層として形成することもでき、異色の
着色層間でのあるいは基板からの着色層の剥離や着色パ
ターンの損傷を生じることなく、所望の形状のパターン
を基板上に精度良く、そして歩留り良く形成することが
可能となった。また、着色層上に保護層のスピンコード
を容易にムラなく積層することも可能となった。

以下、本発明の方法を実施例及び比較例に基づき更に詳
細に説明する。

実施例１ 本発明の着色パターンの形成方法によりガラス基板上に
ストライプ形状を有するシアン単色の着色パターンの形
成を実施し、単色のストライプフィルターを作成した。

第１図〜第５図に示した工程に従い、まずガラス基板ｌ
上にポジ型レジスト（商品名、ＯＤＵ’Ｒ１０１３、東
京応化製）をスピナーを用いて０．８　ｕの層厚に塗布
しレジスト層２を設け、所定のパターンマスク３を用い
てこれを露光し、　０ＤＵＲ１０１０シリーズ専用現像
液によって現像して所定のストライプ形状を有する第３
図に示したようなリフトオフ用のパターン２ａを形成し
た。

次に、カラス基板ｌのパターン形成部の全面を露光し、
更に不要なパターン部以外のレジスト残渣を醜素プラズ
マ灰化処理によってガラス基板ｌ］二から取り除いた。

このようにして、リフトオフ用のパターン２ａが形成さ
れたガラス基板１を真空蒸着装置内の所定の位置に配置
し、蒸発源としての直径３ＩＩ鳳の蒸気流出穴を有する
タグステン放−トからシアン色素としてニッケルフタロ
シアニン（イーストマンコダック社製）を蒸発させ、こ
れと同時に５１０２を電子ビーム加熱蒸発源から蒸発さ
せ、これらを同時に基板ｌのリフトオフ用パターン形成
面に蒸着することによって第４図に示したような着色層
４を形成した。なお、色素の蒸−発温度は４５０℃に調
節された。

蒸着された着色層４の層厚は、４５００Ａ、色素含有量
は、６６重量％であった。

このリフトオフ用パターン２ａと着色層４が形成されて
いる基板ｌを０ＤＵＲ１０１０シリーズ専用現像液中に
５分間浸漬撹拌しレジストパターン２ａと共に該パター
ン上に蒸着した着色層４ａを基板から除去し、第５図の
ような単色ストライプフィルターＦを作成した。

本実施例に於いて得られた着色パターン５は、充分な強
度を有し、上記の工程中に於いて、クラックや剥離等の
損傷を生じることがなくかつ基板ｌとの密着性に優れ、
またパターンマスク３の形状に忠実にそして精度良く形
成されたものであった。

比較例１ ニッケルフタロシアニンのみを蒸着して着色層を形成す
ること以外は実施例１と同様にして単色ストライプフィ
ルターを作成した。

本比較例に於いて蒸着された着色層は色素のみからなる
ために、その強度が充分でなく、リフトオフ工程中に着
色パターンの１部にクラックや剥離等の損傷を生じ、良
い品質の単色ストライプフィルターを得ることができな
かった。

実施例２ 無機化合物として５ｉ０２の代わりに＾１２０３を用い
たこと以外は実施例１と同様にして単色ストライプフィ
ルターを作成した。

蒸着された着色層の層厚は、　４５０ＯＡ、色素含有量
は、８６重量％であった。

本実施例に於いて得られた着色、＜ターンも充分な強度
を有し、上記の工程中に於いて、着色層にクラックや剥
離等の損傷を生じることがなくかつ基板との密着性に優
れ、またパターンマスクの形状に忠実にそして精度良く
形成されたものであった。

実施例３ 本発明の着色パターンの形成方法を１色の着色パターン
ごとに繰り返し、ガラス基板上に所定のストライプ形状
をそれぞれ有する３色の着色ツクターンの形成を実施し
、第６図に示したような３色ストライプフィルターを作
成した。

実施例１に於いて得られたシアンストライプフィルター
のストライプパターン５の形成されている面に、更に実
施例１と同様にして所定のストライプ形状を有する第８
図に示したようなリフトオフ用のパターン２ｂを形成し
た。

以後、蒸着用色素としてニッケルフタロシアニンの代わ
りにイルガジンレッド（チバガイギー社製）を使用する
以外は実施例１と同様にして、赤色ストライプパターン
６を基板ｌ」〕に形成した。

この赤色ストライプパターン６を形成する着色層の層厚
は４５００Ａであり、色素含有量は６６重量％であった
。

更に、実施例１と同様にして所定のストライプ形状を有
する８９図に示したようなリフトオフ用のパターン２Ｃ
を形成した。

その後、蒸着用色素としてニッケルフタロシアニンの代
わりに鉛フタロシアニン（東京化成工業社製）及びファ
ストゲンスーパーイエロー（大日本インキ社製）を使用
し、まず鉛フタロシアニンを５ｉ０２と同時に着色層７
ａの層厚が２０００八になるまで蒸着し、この蒸着層７
ａ上に引き続きファストゲンスーパーイエローを５ｉ０
２と同時に着色層７ｂの層厚が合計５０００Ａになるま
で蒸着する以外は実施例１と同様にして、緑色ストライ
プパターン７を基板ｌ上に形成した。この緑色ストライ
プパターン７を形成する２層からなる着色層の下層７ａ
　（鉛フタロシアニン、５ｉ０２層）の色素含有量は７
７重量％、上ｆｉ７ｂ（ファストゲンスーパーイエロー
、５ｉＯ２ｅ、＋の色素含有量は８３重量％であった。

最後に、保；１層８　トＬテ０［ＩＵＲ１１０ＷＲ（東
京応化社製）を積層し第６図のような３色のストライプ
パターン５．６．７からなる多色ストライプフィルター
Ｆａが作成された。

本実施例に於いて得られた３色の着色パターン５．６．
７は色素を含有した５ｉ０２の連続層として形成され、
充分な強度及び基板との密着性を有し、上記の繰り返し
工程中に於いて、各ストライプパターンを形成する着色
層にクラックや剥離等の損傷を生じることはなく、パタ
ーンマスクの形状に忠実にそして精度良く形成されたも
のであった。

更に、本発明の方法に於いては、所定の各着色層の分光
特性を各層の色素含有量によって調節することが０１能
であるために、３色の着色パターン５．６．７の着色層
の層厚をほぼ均一に揃えることができ、着色パターンの
保護層のスピンコード８を第６図に示したようにムラな
く積層することができ、作成された３色ストライプフィ
ルターは、精度及び品質に優れたものであった。

比較例２ 着色層を色素にニッケルフタロシアニン、リオノゲンマ
ゼンタＲ１鉛フタロシアニン、ファストゲンスーパーイ
エロー）のみを蒸着して形成する以外は実施例３と同様
にして３色ストライプフィルターを作成した。

本比較例に於いて蒸着された３色の着色パターン９．１
０．１１の着色層は色素のみからなるために、その強度
、基板との密着性及び異色の各層間の密着性が充分でな
く、リフトオフ工程の繰り返しによって、着色パターン
にクラックや欠けを生じ、また緑色パターンの現像中に
赤色パターン１０やファストゲンスーパーイエロ一層の
剥離が認められた。

また、各着色層の所定の分光特性に応じて各層の層厚が
決定されるために、３色の着色パターン９．１Ｏ１１１
の各着色層の層厚は均一とならず、着色パターン形成後
の表面には第７図に示したように段差が生じてしまい、
着色パターンの保護層のスピンコードにムラを生じてし
まった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の着色パターンの形成法の１例
に於ける基本工程を示すための模式図、第６図は本発明
の方法により形成された多色着色パターンの一例の模式
的断面図、第７図は従来の方法により形成された多色着
色パターンの模式的断面図、第８図及び第９図は基本工
程により得られた単色着色パターンに更に第２色目、第
３色目を追加形成する工程を示すための模式図である。 ｌ二基板 ２：フォトレジスト層 ２ａ、　２ｂ、２ｃ：フォトレジストパターン３；フォ
トマスク ４．４ａ、　４ｂ：着色層 ５．９ニジアン着色パターン ６、ｌＯ：赤色着色パターン ７．１１：緑色着色パターン ７ａ：鉛フタロシアニン、５ｉ０２層 ７ｂ：ファストゲンスーノぐ−イエロー、Ｓ＋０２Ｆｗ
８：保護層 Ｆ：単色着色フィルター Ｆａ：多色着色フィルター 特ｉｔ’ｌ出願人　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に所望の形状を有する着色層からなる着色パター
   ンを形成する方法に於いて、色素と無機化合物とを同時
   に蒸着して前記着色層を形成する過程を含むことを特徴
   とする着色パターンの形成方法。