JP2008176184A - Method for manufacturing color filter - Google Patents
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Abstract
【課題】ドライエッチング法によるカラーフィルタの製造方法であって、微細かつ矩形な画素を有するカラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】支持体上に設けた第1の着色層上に、エッチングストッパー層を形成し、第2の着色層を形成すべき領域に対応する第1の着色層をドライエッチング法により除去する。その除去領域を埋め込むように第2の着色層を形成し、次いでエッチングストッパー層上に形成された第2の着色層をドライエッチング法に除去する。次に第3の着色層を形成すべき領域に対応する第1の着色層をドライエッチング法により除去する。その除去領域を埋め込むように第3の着色層を形成し、次いでエッチングストッパー層及び第2の着色層上に積層された第3の着色層をエッチングストッパー層が露出するまで除去するカラーフィルタの製造方法である。
【選択図】なしA color filter manufacturing method by a dry etching method, which can manufacture a color filter having fine and rectangular pixels, is provided.
An etching stopper layer is formed on a first colored layer provided on a support, and the first colored layer corresponding to a region where the second colored layer is to be formed is removed by a dry etching method. . A second colored layer is formed so as to fill the removed region, and then the second colored layer formed on the etching stopper layer is removed by a dry etching method. Next, the first colored layer corresponding to the region where the third colored layer is to be formed is removed by a dry etching method. Production of a color filter in which a third colored layer is formed so as to embed the removed region, and then the etching stopper layer and the third colored layer laminated on the second colored layer are removed until the etching stopper layer is exposed. Is the method.
[Selection figure] None
Description
本発明は、ドライエッチング法を用いたカラーフィルタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a color filter using a dry etching method.
液晶表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタを作製する方法としては、染色法、印刷法、電着法および顔料分散法が知られている。 As a method for producing a color filter used for a liquid crystal display device or a solid-state imaging device, a dyeing method, a printing method, an electrodeposition method, and a pigment dispersion method are known.
このうち、顔料分散法は、顔料を種々の感光性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カラーフィルタを作製する方法であり、顔料を使用しているために光や熱等に安定であるという利点を有している。また、フォトリソ法によってパターニングするため、位置精度が高く、大画面、高精細カラーディスプレイ用カラーフィルタを作製するのに好適な方法として広く利用されてきた。 Among these, the pigment dispersion method is a method for producing a color filter by a photolithography method using a colored radiation-sensitive composition in which a pigment is dispersed in various photosensitive compositions. It has the advantage of being stable to heat and the like. Further, since patterning is performed by a photolithography method, it has been widely used as a suitable method for manufacturing a color filter for a large-screen, high-definition color display with high positional accuracy.
顔料分散法によりカラーフィルタを作製する場合、ガラス基板上に感放射線性組成物をスピンコーターやロールコーター等により塗布し乾燥させて塗膜を形成し、該塗膜をパターン露光・現像することによって着色された画素が形成され、この操作を必要な色ごとに繰り返し行なうことでカラーフィルタを得ることができる。 When producing a color filter by a pigment dispersion method, a radiation sensitive composition is applied on a glass substrate by a spin coater or a roll coater and dried to form a coating film, and the coating film is subjected to pattern exposure and development. Colored pixels are formed, and a color filter can be obtained by repeating this operation for each necessary color.
前記の顔料分散法としては、アルカリ可溶性樹脂に光重合性モノマーと光重合開始剤とを併用したネガ型感光性組成物が記載されたものがある(例えば、特許文献1〜4参照)。
Examples of the pigment dispersion method include a negative photosensitive composition in which a photopolymerizable monomer and a photopolymerization initiator are used in combination with an alkali-soluble resin (see, for example,
近年、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては更なる高精細化が望まれており、染料を使用する技術が提案されている(例えば、特許文献5参照)。しかしながら、染料含有の硬化性組成物は、例えば、耐光性、耐熱性、溶解性、塗布均一性など様々な性能につき、一般的に顔料に比べて劣る。また、特に固体撮像素子用カラーフィルタ作製用途の場合には1.5μm以下の膜厚が要求されるため、硬化性組成物中に多量の色素を添加しなければならず、これにより基板との密着が不充分となったり、十分な硬化が得られなかったり、露光部でも染料が抜けてしまうなどと、パターン形成性が著しく困難である、などの諸問題がある。 In recent years, color filters for solid-state imaging devices have been desired to have higher definition, and a technique using a dye has been proposed (for example, see Patent Document 5). However, a curable composition containing a dye is generally inferior to a pigment in terms of various performances such as light resistance, heat resistance, solubility, and coating uniformity. In particular, in the case of the use for producing a color filter for a solid-state imaging device, a film thickness of 1.5 μm or less is required, so that a large amount of dye must be added to the curable composition. There are various problems, such as insufficient adhesion, insufficient curing, and loss of dye even in the exposed area, which makes pattern formation extremely difficult.
しかも液晶表示装置や固体撮像素子においては画素サイズの縮小化が進んでおり、カラーフィルタも縮小する必要が出てきている。特に固体撮像素子の微細化は顕著であり、2.0μmサイズを下回る高解像技術が必要となっており、従来のフォトリソ法では解像力の限界になりつつある。 In addition, in the liquid crystal display device and the solid-state imaging device, the pixel size is being reduced, and the color filter is also required to be reduced. In particular, miniaturization of a solid-state imaging device is remarkable, and a high-resolution technique with a size of less than 2.0 μm is required, and the resolution of the conventional photolithographic method is becoming a limit.
前記フォトリソ法を利用するカラーフィルタの製造法に対して、より薄膜で、かつ微細パターンの形成に有効な方法としてドライエッチング法が古くから知られている。ドライエッチング法は、色素の蒸着薄膜に対してパターン形成する方法として従来から採用されており(例えば、特許文献6参照)、薄膜形成に関してはフォトリソ系に比べ、分光特性を同じ程度としながら膜厚が1/2以下の薄膜の形成も可能である。またフォトリソ法とドライエッチング法を組みわせたパターン形成法も提案されている(例えば、特許文献7参照)。 In contrast to the color filter manufacturing method using the photolithographic method, a dry etching method has been known for a long time as a method for forming a fine pattern with a thinner film. The dry etching method has been conventionally employed as a method for forming a pattern on a dye-deposited thin film (see, for example, Patent Document 6). With regard to the thin film formation, the film thickness is set to the same level as the spectral characteristics compared to the photolithographic system. However, it is possible to form a thin film having a thickness of 1/2 or less. In addition, a pattern formation method combining a photolithography method and a dry etching method has been proposed (see, for example, Patent Document 7).
しかしながら、蒸着による薄膜形成では、蒸着装置の汚染が避けられず、カラーフィルタの作製には大きな負荷となっていた。また、顔料または染料のみで画素が形成されるため、下層の平坦化膜や上層との密着性が悪く、歩留まりが上がらない原因の一つにもなっていた。
また、ドライエッチングによるカラーフィルタの製造においては、第2層目の着色層を形成、エッチングする際に、第1層上に塗布された第2層目の着色材料と、第1層が除去された領域に塗布された第2層目の着色材料とを同時に除去するのは困難であるという問題点があった。また、第1層上に塗布された第2層目の着色材料と、第1層が除去された領域に塗布された第2層目の着色材料とを別々に除去する場合には、工程数の増加やコストアップなどの問題点があった。
However, in the formation of a thin film by vapor deposition, contamination of the vapor deposition apparatus is unavoidable, and it is a heavy load for the production of a color filter. Further, since the pixel is formed only with the pigment or the dye, the adhesion with the lower planarization film or the upper layer is poor, which is one of the causes of the yield not increasing.
In the production of a color filter by dry etching, the second color material applied on the first layer and the first layer are removed when forming and etching the second color layer. There is a problem that it is difficult to simultaneously remove the coloring material of the second layer applied to the region. In the case of separately removing the second layer coloring material applied on the first layer and the second layer coloring material applied to the region from which the first layer has been removed, There were problems such as an increase in cost and cost increase.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ドライエッチング法を用いたカラーフィルタの製造方法であって、微細かつ矩形な画素を有するカラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a method of manufacturing a color filter using a dry etching method, which is capable of manufacturing a color filter having fine and rectangular pixels. It is an object to provide a method.
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> (a)支持体上に、第1の着色層を形成する第1の着色層形成工程と、(b)前記第1の着色層上に、エッチングストッパー層を形成するエッチングストッパー層形成工程と、(c)少なくとも前記エッチングストッパー層上に、フォトレジスト層を形成する第1のフォトレジスト層形成工程と、(d)前記フォトレジスト層の一部領域を除去することにより、前記エッチングストッパー層上に画像を形成する第1の画像形成工程と、(e)前記第1の画像形成工程によって形成された画像様に、前記一部領域における前記エッチングストッパー層と前記第1の着色層とをドライエッチング法により除去する第1のエッチング工程と、(f)前記第1のエッチング工程後に残存する前記フォトレジスト層を除去する第1のフォトレジスト層除去工程と、(g)前記第1の着色層が除去された前記一部領域及び前記エッチングストッパー層上に、前記第1の着色層とは異なる第2の着色層を形成する第2の着色層形成工程と、(h)前記第2の着色層上にフォトレジスト層を形成する第2のフォトレジスト層形成工程と、(i)前記一部領域以外のフォトレジスト層を除去することにより、前記第2の着色層上に画像を形成する第2の画像形成工程と、(j)前記第2の画像形成工程によって形成された画像様に、少なくとも前記エッチングストッパー層上に形成された第2の着色層を、前記エッチングストッパー層を検出するまでドライエッチング法により除去する第1の着色層除去工程と、(k)前記着色層除去工程後に残存するフォトレジスト層を除去する第2のフォトレジスト層除去工程と、を含むカラーフィルタの製造方法である。
Specific means for solving the above problems are as follows.
<1> (a) A first colored layer forming step for forming a first colored layer on a support; and (b) formation of an etching stopper layer for forming an etching stopper layer on the first colored layer. And (c) a first photoresist layer forming step of forming a photoresist layer on at least the etching stopper layer; and (d) removing the partial region of the photoresist layer to thereby remove the etching stopper. A first image forming step of forming an image on the layer, and (e) an image formed by the first image forming step, the etching stopper layer and the first colored layer in the partial region, A first etching step for removing the photoresist layer by dry etching, and (f) a first photoresist for removing the photoresist layer remaining after the first etching step. And (g) forming a second colored layer different from the first colored layer on the partial region from which the first colored layer has been removed and the etching stopper layer. (H) a second photoresist layer forming step of forming a photoresist layer on the second colored layer, and (i) removing the photoresist layer other than the partial region. A second image forming step for forming an image on the second colored layer, and (j) an image formed by the second image forming step is formed on at least the etching stopper layer. A first colored layer removing step of removing the second colored layer by a dry etching method until the etching stopper layer is detected; and (k) a second photoresist layer remaining after the colored layer removing step is removed. Photore A method for producing a color filter comprising a step of removing a dyst layer.
<2> 前記(c)〜(g)をこの順に行う工程群の少なくとも1群を、更に含むことを特徴とする前記<1>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<3> 前記(c)〜(k)をこの順に行う工程群の少なくとも1群を、更に含むことを特徴とする前記<1>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<2> The method for producing a color filter according to <1>, further including at least one group of process groups in which the steps (c) to (g) are performed in this order.
<3> The method for producing a color filter according to <1>, further including at least one group of process groups in which the steps (c) to (k) are performed in this order.
<4> 少なくとも形成された着色層の表面の平坦化処理を行う平坦化処理工程を更に含むことを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のカラーフィルタの製造方法である。 <4> The method for producing a color filter according to any one of <1> to <3>, further comprising a flattening process step of performing a flattening process on a surface of at least the formed colored layer. It is.
本発明によれば、ドライエッチング法を用いたカラーフィルタの製造方法であって、微細かつ矩形な画素を有するカラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is a manufacturing method of the color filter which used the dry etching method, Comprising: The manufacturing method of the color filter which can manufacture the color filter which has a fine and rectangular pixel can be provided.
[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は、(a)支持体上に第1の着色層を形成する第1の着色層形成工程を有する。
<支持体>
本発明における前記支持体としては、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、撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)等が挙げられる。これらの支持体には、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている場合もある。
また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
[First colored layer forming step]
The method for producing a color filter of the present invention includes (a) a first colored layer forming step of forming a first colored layer on a support.
<Support>
Examples of the support in the present invention include soda glass, borosilicate glass, quartz glass used for liquid crystal display elements and the like, and those obtained by attaching a transparent conductive film to these, and photoelectric conversion element substrates used for imaging elements and the like. Examples thereof include a silicon substrate and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). These supports may be formed with black stripes that separate pixels.
Further, an undercoat layer may be provided on these supports, if necessary, in order to improve adhesion with the upper layer, prevent diffusion of substances, or flatten the substrate surface.
<着色層>
本発明における着色層は、本発明におけるカラーフィルタの画素の少なくとも1種を構成することができる。
本発明において、第1の着色層は、着色剤を含有する着色硬化性組成物を付与することによって形成されることが好ましい。着色硬化性組成物を用いることによって、支持体又は支持体上に設けられた下塗り層との密着性が向上し、製造時の歩留まりを向上させることができる。
<Colored layer>
The colored layer in the present invention can constitute at least one of the pixels of the color filter in the present invention.
In the present invention, the first colored layer is preferably formed by applying a colored curable composition containing a colorant. By using the colored curable composition, the adhesion to the support or the undercoat layer provided on the support can be improved, and the yield during production can be improved.
更に本発明においては、前記着色硬化性組成物の付与は、塗布によって行うことが好ましい。塗布の方法としては、着色硬化性組成物を少なくとも支持体上に、例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スリット塗布等の方法により塗布することができる。着色硬化性組成物の付与を塗布で行うことで、支持体上に着色硬化性組成物をより均一に付与することができる。 Furthermore, in this invention, it is preferable to perform provision of the said colored curable composition by application | coating. As a coating method, the colored curable composition can be applied on at least the support by a method such as spin coating, cast coating, roll coating, or slit coating. By applying the colored curable composition by coating, the colored curable composition can be more uniformly applied on the support.
本発明において、前記着色硬化性組成物としては、非感光性の着色熱硬化性組成物、又は着色光硬化性組成物を好ましく用いることができる。
また本発明における着色層は、分光特性の観点から、非感光性の着色熱硬化性組成物を用いて、形成されることがより好ましい。
In the present invention, as the colored curable composition, a non-photosensitive colored thermosetting composition or a colored photocurable composition can be preferably used.
The colored layer in the present invention is more preferably formed using a non-photosensitive colored thermosetting composition from the viewpoint of spectral characteristics.
(着色熱硬化性組成物)
本発明における非感光性の着色熱硬化性組成物は、着色剤と熱硬化性化合物とを含むことが好ましい。
(Colored thermosetting composition)
The non-photosensitive colored thermosetting composition in the present invention preferably contains a colorant and a thermosetting compound.
−着色剤−
本発明に用いることができる着色剤は、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。
-Colorant-
The colorant that can be used in the present invention is not particularly limited, and various conventionally known dyes and pigments can be used alone or in combination.
本発明に用いることができる顔料としては、従来公知の種々の無機顔料また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 that can be used in the present invention 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.
本願発明において好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができる。但し本発明は、これらに限定されるものではない。 Examples of pigments that can be preferably used in the present invention include the following. However, the present invention is not limited to these.
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.
C. I. Pigment blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66;
C. I.
本発明において、着色剤が染料である場合には、組成物中に均一に溶解して非感光性の熱硬化性着色樹脂組成物を得ることができる。 In the present invention, when the colorant is a dye, it can be uniformly dissolved in the composition to obtain a non-photosensitive thermosetting colored resin composition.
本発明における組成物を構成する着色剤として使用できる染料は、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。 The dye that can be used as the colorant constituting the composition in the present invention is not particularly limited, and conventionally known dyes for color filters can be used.
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できる。
本発明における着色熱硬化性組成物の全固形分中の着色剤含有率は特に限定されるものではないが、好ましくは30〜60質量%である。30質量%以上とすることでカラーフィルタとして適度な色度を得ることができる。また、60質量%以下とすることで光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。
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.
Although the coloring agent content rate in the total solid of the colored thermosetting composition in this invention is not specifically limited, Preferably it is 30-60 mass%. By setting the content to 30% by mass or more, an appropriate chromaticity as a color filter can be obtained. Moreover, photocuring can fully be advanced by setting it as 60 mass% or less, and the strength reduction as a film | membrane can be suppressed.
−熱硬化性化合物−
本発明に使用可能な熱硬化性化合物としては、加熱により膜硬化を行えるものであれば特に限定はなく、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。前記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およ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。
-Thermosetting compound-
The thermosetting compound that can be used in the present invention is not particularly limited as long as the film can be cured by heating. For example, a compound having a thermosetting functional group can be used. As the 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およ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またはウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基およ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、ナフトール化合物またはヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、前記熱硬化性化合物としては、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. 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, a polyfunctional epoxy compound is particularly preferable as the thermosetting compound.
着色熱硬化性組成物中における前記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、該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 curable composition. 0.2-40 mass% is more preferable, and 1-35 mass% is especially preferable.
−各種添加物−
本発明における着色熱硬化性組成物には、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 thermosetting composition of the present invention, various additives such as a binder, a curing agent, a curing catalyst, a solvent, a filler, and a high amount other than those described above are included in the range that does not impair the effects of the present invention. Molecular compounds, surfactants, adhesion promoters, antioxidants, ultraviolet absorbers, aggregation inhibitors, dispersants, and the like can be blended.
〜バインダー〜
前記バインダーは、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。
~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.
前記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。 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.
前記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。
これらのバインダー中に前記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、スリットコート時の塗布面状にも寄与している。
As the acrylic resin, a copolymer comprising monomers selected from benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, and the like, for example, benzyl methacrylate / methacrylic acid, Each copolymer such as benzyl 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.
By dispersing the colorant in these binders at a high concentration, it is possible to impart adhesion to the lower layer and the like, which also contributes to the coated surface shape during spin coating and slit coating.
〜硬化剤〜
本発明において、熱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。前記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。前記硬化剤の例を挙げると以下のようになる。
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。また化学構造別に見るとアミン類では、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。
~ Curing agent ~
In this invention, when using an epoxy resin as a thermosetting compound, it is preferable to add a hardening | 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 described in detail in
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, in the case of 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〜
本発明において高い着色剤濃度を実現するためには、前記硬化剤との反応による硬化の他、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。前記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。
〜溶剤〜
本発明における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ることができる。本発明における着色熱硬化性組成物に用いられるそれぞれの溶剤は、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
~ Curing catalyst ~
In order to achieve a high colorant concentration in the present invention, curing by reaction between epoxy groups is effective in addition to curing by reaction with the 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.
~solvent~
The colored thermosetting composition in the present invention can be used as a solution dissolved in various solvents. Each solvent used in the colored thermosetting composition in the present invention is basically 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〜
また、前記分散剤は顔料の分散性を向上させるために添加することができる。前記分散剤としては、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。
これらの分散剤としては、多くの種類の化合物が用いられるが、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)およびイソネットS−20(三洋化成(株)製)が挙げられる
~ Dispersant ~
The dispersant can be added to improve the dispersibility of the pigment. As the dispersant, known ones can be appropriately selected and used, and examples thereof include a cationic surfactant, a fluorosurfactant, and a polymer dispersant.
As these dispersants, many types of compounds are used. For example, phthalocyanine derivatives (commercially available products EFKA-745 (manufactured by Efka)), Solsperse 5000 (manufactured by Nippon Lubrizol); organosiloxane polymer KP341 (Shin-Etsu) Chemical Industry Co., Ltd.), (Meth) acrylic acid type (co) polymer polyflow No.75, No.90, No.95 (manufactured by Kyoeisha Oil Chemical Co., Ltd.), W001 (manufactured 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
前記分散剤は、単独で用いてもよくまた2種以上組み合わせて用いてもよい。前記分散剤の本発明における着色熱硬化性組成物中の添加量は、通常顔料100質量部に対して0.1〜50質量部程度が好ましい。 The dispersants may be used alone or in combination of two or more. The amount of the dispersant added in the colored thermosetting composition of the present invention is usually preferably about 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.
〜その他の添加剤〜
本発明における非感光性の着色硬化性組成物には、必要に応じて各種添加剤を更に添加することができる。各種添加物の具体例としては、上記の着色光硬化性組成物において説明した各種添加剤を挙げることができる。
~ Other additives ~
Various additives can be further added to the non-photosensitive colored curable composition of the present invention as necessary. Specific examples of the various additives include the various additives described in the above colored photocurable composition.
本発明における第1の着色層は、上記の着色熱硬化性組成物を支持体に塗布し、乾燥して第1の着色層を形成する工程により形成することができる。
具体的には、例えば、溶剤を含んだ着色熱硬化性組成物を、直接または他の層を介して支持体上に回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して形成することができる。
前記第1の着色層の具体的な厚さとしては、0.005μm〜0.9μmが好ましく、0.01μm〜0.8μmがより好ましく、0.02μm〜0.65μmで作製されることが更に好ましい。
The 1st colored layer in this invention can be formed by the process of apply | coating said colored thermosetting composition to a support body, and drying and forming a 1st colored layer.
Specifically, for example, a colored thermosetting composition containing a solvent is applied on a support directly or via another layer by a coating method such as spin coating, slit coating, cast coating, roll coating, or the like. Can be formed.
The specific thickness of the first colored layer is preferably 0.005 μm to 0.9 μm, more preferably 0.01 μm to 0.8 μm, and more preferably 0.02 μm to 0.65 μm. preferable.
本発明における、第1の着色層形成工程は、加熱工程(ポストベーク工程であってもよい)を更に含むことが好ましい。具体的に前記着色層は、着色熱硬化性組成物を支持体に塗布して塗布膜を形成した後、加熱工程により、該塗布膜を熱硬化させて形成される。前記加熱工程は塗布後の乾燥と同時であってもよく、また塗布乾燥後に別途熱硬化の工程を設けてもよい。前記加熱工程は、オーブン、ホットプレートなど公知の加熱手段を用い、好ましくは130℃〜300℃、更に好ましくは150℃〜280℃、特に好ましくは170℃〜260℃の条件下で、好ましくは10秒〜3時間、更に好ましくは30秒〜2時間、特に好ましくは60秒〜60分の範囲で行うことができる。但し、製造を考慮すると硬化に要する時間は短時間であるほど好ましい。 It is preferable that the 1st colored layer formation process in this invention further includes a heating process (it may be a post-baking process). Specifically, the colored layer is formed by applying a colored thermosetting composition to a support to form a coating film, and then thermally curing the coating film by a heating process. The heating step may be performed at the same time as drying after coating, or a separate thermosetting step may be provided after coating and drying. In the heating step, a known heating means such as an oven or a hot plate is used, preferably 130 ° C. to 300 ° C., more preferably 150 ° C. to 280 ° C., particularly preferably 170 ° C. to 260 ° C., preferably 10 ° C. Second to 3 hours, more preferably 30 seconds to 2 hours, particularly preferably 60 seconds to 60 minutes. However, considering the production, the time required for curing is preferably as short as possible.
(着色光硬化性組成物)
本発明においては、着色硬化性組成物として着色光硬化性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。
(Colored photocurable composition)
In the present invention, a colored photocurable composition can be used as the colored curable composition. 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.
[エッチングストッパー層形成工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(b)第1の着色層上に、エッチングストッパー層を形成する工程を含む。エッチングストッパー層を設けることにより、後の工程経過による第1の着色層の膜厚変動を抑制することができ、カラーフィルタ画素の透過分光特性の制御が容易になる。
本発明におけるエッチングストッパー層は、そのエッチングレートが前記着色硬化性組成物層(着色層)より低い層であれば、特に制限はないが、可視光に対して透明な硬化性組成物で形成されることが好ましい。これにより、エッチングストッパー層を完全に除去することなくカラーフィルタを製造できる。ここで、可視光に対して透明とは可視光の透過率が95%以上であることを意味する。可視光の透過率は、例えば、分光測定器:日立製作所製U−4100等によって測定することができる。
[Etching stopper layer forming process]
The method for producing a color filter of the present invention includes (b) a step of forming an etching stopper layer on the first colored layer. By providing the etching stopper layer, fluctuations in the film thickness of the first colored layer due to the subsequent process can be suppressed, and the transmission spectral characteristics of the color filter pixels can be easily controlled.
The etching stopper layer in the present invention is not particularly limited as long as the etching rate is lower than the colored curable composition layer (colored layer), but is formed of a curable composition that is transparent to visible light. It is preferable. Thereby, a color filter can be manufactured without completely removing the etching stopper layer. Here, being transparent to visible light means that the transmittance of visible light is 95% or more. The visible light transmittance can be measured by, for example, a spectrophotometer: U-4100 manufactured by Hitachi, Ltd.
本発明において、エッチングストッパー層の形成に用いられる硬化性組成物としては、熱によって硬化可能な高分子化合物を含む組成物を好ましく用いることができる。前記高分子化合物としては、例えば、ポリシロキサン系高分子及びポリスチレン系高分子を好ましいものとして挙げることができる。中でも、スピン・オン・グラス(SOG)材料として知られている材料、又はポリスチレン誘導体若しくはポリヒドロキシスチレン誘導体を主成分とする熱硬化性組成物をより好ましいものとして挙げることができる。本発明においては、プロセスの容易性の観点から、ポリヒドロキシスチレン誘導体を含有する熱硬化性組成物を用いることが特に好ましい。 In the present invention, as the curable composition used for forming the etching stopper layer, a composition containing a polymer compound curable by heat can be preferably used. As said high molecular compound, a polysiloxane type polymer and a polystyrene type polymer can be mentioned as a preferable thing, for example. Among them, a material known as a spin-on-glass (SOG) material, or a thermosetting composition mainly composed of a polystyrene derivative or a polyhydroxystyrene derivative can be mentioned as a more preferable one. In the present invention, it is particularly preferable to use a thermosetting composition containing a polyhydroxystyrene derivative from the viewpoint of ease of process.
前記ポリスチレン誘導体及びポリヒドロキシスチレン誘導体の具体例としては、例えば、丸善化学(株)製のマルカリンカー(マルカリンカーCMM,CHM,CSTなど)、日本曹達(株)製のVPシリーズ(VP2500、VP8000、VP15000など)等を挙げることができる。また、SOG材料の具体例としては、例えば、東京応化(株)製のOCD Type−7、Honeywell社製のACCUGLASS P−5S、日立化成工業(株)製のHSGシリーズ等を挙げることができる。 Specific examples of the polystyrene derivative and polyhydroxystyrene derivative include, for example, Maruka Linker (manufactured by Maruzen Chemical Co., Ltd.) (Marca Linker CMM, CHM, CST, etc.), VP Series (VP 2500, VP 8000) manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. VP15000 etc.). Specific examples of the SOG material include OCD Type-7 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd., ACCUGLASS P-5S manufactured by Honeywell, HSG series manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., and the like.
本発明におけるポリヒドロキシスチレン誘導体を含有する熱硬化性組成物は、前記ポリヒドロキシスチレン誘導体に加え,酸発生剤、架橋剤、その他添加物を有機溶媒で希釈して溶液として作製することができる。この溶液を基板にスピン塗布,乾燥させた後、ポストベークを実施することによりエッチングストッパー層として形成することができる。 The thermosetting composition containing the polyhydroxystyrene derivative in the present invention can be prepared as a solution by diluting an acid generator, a crosslinking agent and other additives with an organic solvent in addition to the polyhydroxystyrene derivative. This solution can be formed as an etching stopper layer by spin-coating and drying the solution on a substrate and then performing post-baking.
前記エッチングストッパー層のエッチングレートを、前記着色硬化性組成物層より低くすることで、積層された着色層の除去を良好に行うことができる。すなわち、エッチングストッパー層の耐エッチング性が、着色硬化性組成物層の耐エッチング性よりも良好であることが重要である。これによりエッチングストッパー層をエッチング処理の終点を検出するために用いることができる。
エッチングストッパー層を形成する硬化性組成物の耐エッチング性を示す指標としては、例えば、大西パラメータ(参考文献:特開2004−294638、特開2005−146182)を用いることができる。本発明においては、着色硬化性組成物の該パラメータ値が、3.5〜4.5である場合、エッチングストッパー層を形成する硬化性組成物の該パラメータ値が、2.5以下であると、着色硬化性組成物層に対し選択性が確保可能と判断することができる。大西パラメータは、下記式(I)で算出することができる。
By making the etching rate of the etching stopper layer lower than that of the colored curable composition layer, it is possible to satisfactorily remove the laminated colored layer. That is, it is important that the etching resistance of the etching stopper layer is better than the etching resistance of the colored curable composition layer. Thus, the etching stopper layer can be used to detect the end point of the etching process.
As an index indicating the etching resistance of the curable composition for forming the etching stopper layer, for example, Onishi parameters (reference documents: JP-A Nos. 2004-294638 and 2005-146182) can be used. In the present invention, when the parameter value of the colored curable composition is 3.5 to 4.5, the parameter value of the curable composition forming the etching stopper layer is 2.5 or less. Therefore, it can be determined that selectivity can be secured for the colored curable composition layer. The Onishi parameter can be calculated by the following formula (I).
(C+O+H)/(C−O)・・・式(I)
式(I)中、C、O、Hは、それぞれ、ポリマーの構成繰返し単位における、炭素原子、酸素原子、水素原子のモル数を表す。以下に、大西パラメータの算出例を示す。尚、小数点以下3桁は切り捨てて算出した。
(C + O + H) / (C−O) Formula (I)
In formula (I), C, O, and H represent the number of moles of carbon atoms, oxygen atoms, and hydrogen atoms, respectively, in the structural repeating unit of the polymer. An example of calculating Onishi parameters is shown below. It should be noted that the calculation was performed by rounding off the three decimal places.
例1.フルオレン系アクリレート化合物(n=1の場合)
(C+O+H)/(C−O)=(33+6+25)/(33−6)=2.37
例2.エポキシ化合物
(C+O+H)/(C−O)=(8+2+12)/(8−2)=3.66
例3.ポリヒドロキシスチレン誘導体
(C+O+H)/(C−O)=(8+1+8)/(8−1)=2.42
Example 1. Fluorene acrylate compound (when n = 1)
(C + O + H) / (C-O) = (33 + 6 + 25) / (33-6) = 2.37
Example 2. Epoxy compound (C + O + H) / (C−O) = (8 + 2 + 12) / (8-2) = 3.66
Example 3 Polyhydroxystyrene derivative (C + O + H) / (C−O) = (8 + 1 + 8) / (8-1) = 2.42
上記算出結果より、エッチングストッパー層を形成する硬化性組成物として、例えば、フルオレン系アクリレート化合物またはポリヒドロキシスチレン誘導体を含むものを、使用可能であることが分かる。 From the above calculation results, it can be seen that, for example, a composition containing a fluorene acrylate compound or a polyhydroxystyrene derivative can be used as the curable composition for forming the etching stopper layer.
本発明において、エッチングストッパー層は、上記硬化性組成物を第1の着色層上に塗布、乾燥後、熱などで硬化させた硬化膜として形成することができる。
具体的には、例えば、上記硬化性組成物を、第1の着色層上に回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して形成することができる。
前記エッチングストッパー層の厚さとしては、カラーフィルタ層の膜厚を極力薄くすること及び耐オーバーエッチング性の観点から、5〜2000nmの範囲内であることが好ましく、100〜500nmの範囲内であることがより好ましい。
In the present invention, the etching stopper layer can be formed as a cured film obtained by applying the curable composition onto the first colored layer, drying it, and curing it with heat or the like.
Specifically, for example, the curable composition can be formed by coating on the first colored layer by a coating method such as spin coating, slit coating, cast coating, or roll coating.
The thickness of the etching stopper layer is preferably in the range of 5 to 2000 nm, preferably in the range of 100 to 500 nm, from the viewpoint of reducing the thickness of the color filter layer as much as possible and over-etching resistance. It is more preferable.
[第1のフォトレジスト層形成工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(c)少なくとも前記エッチングストッパー層上に、フォトレジスト層を形成する第1のフォトレジスト層形成工程を含む。
(フォトレジスト層)
上述のように、第1の着色層上にエッチングストッパー層が形成・硬化された後、このエッチングストッパー層上にフォトレジスト層(感光性樹脂層)が形成される。具体的には、前記エッチングストッパー層上にポジ又はネガ型の感光性樹脂組成物を塗布し、これを乾燥させてフォトレジスト層が形成される。本発明の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行うことが好ましい。
[First photoresist layer forming step]
The method for producing a color filter of the present invention includes (c) a first photoresist layer forming step of forming a photoresist layer on at least the etching stopper layer.
(Photoresist layer)
As described above, after the etching stopper layer is formed and cured on the first colored layer, a photoresist layer (photosensitive resin layer) is formed on the etching stopper layer. Specifically, a positive or negative photosensitive resin composition is applied on the etching stopper layer and dried to form a photoresist layer. In the formation of the photoresist layer of the present invention, it is preferable to perform a pre-bake treatment.
前記ポジ又はネガ型の感光性樹脂組成物としては、例えば、特願2006−155227号公報の段落番号0112〜0117に記載の事項を本発明においても好適に適用することができる。
前記感光性樹脂の塗布方法については既述の塗布方法を好適に用いることができる。
前記感光性樹脂層の具体的な厚さとしては、0.01μm〜3μmが好ましく、0.1μm〜2.5μmが好ましく、0.15μm〜2μmで作製されることが更に好ましい。
As the positive or negative photosensitive resin composition, for example, the matters described in paragraph Nos. 0112 to 0117 of Japanese Patent Application No. 2006-155227 can be preferably applied to the present invention.
As the coating method of the photosensitive resin, the above-described coating method can be suitably used.
The specific thickness of the photosensitive resin layer is preferably 0.01 μm to 3 μm, preferably 0.1 μm to 2.5 μm, and more preferably 0.15 μm to 2 μm.
[第1の画像形成工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(d)前記フォトレジスト層の一部領域を除去することにより、前記エッチングストッパー層上に画像を形成する第1の画像形成工程を含む。
本発明においては、前記フォトレジスト層の一部領域が、前記第1の着色層(既に形成された着色層)とは異なる第2の着色層を形成する支持体上の領域であることが好ましい。これにより第2の着色層によって形成される画素を微細かつ矩形な画素とすることが可能になる。
前記第1の画像形成工程においては、前記フォトレジスト層を、第2の着色層を支持体上に形成する領域に対応する画像様に露光し、現像液で現像してエッチング用マスク(パターン画像)を形成することができる。
[First image forming step]
The method for producing a color filter of the present invention includes (d) a first image forming step of forming an image on the etching stopper layer by removing a partial region of the photoresist layer.
In the present invention, it is preferable that a partial region of the photoresist layer is a region on a support where a second colored layer different from the first colored layer (an already formed colored layer) is formed. . Thereby, the pixel formed by the second colored layer can be a fine and rectangular pixel.
In the first image forming step, the photoresist layer is exposed in an image-like manner corresponding to a region where the second colored layer is formed on the support, and developed with a developer to form an etching mask (pattern image). ) Can be formed.
本発明においては、第2の着色層が支持体上に形成される領域のフォトレジスト層が除去された画像が、エッチングストッパー層上に形成される。これにより、前記画像様にエッチングストッパー層が露出することになる。一方、エッチングストッパー層のうち、第2の着色層を支持体上に形成する領域以外の領域はフォトレジスト層で被覆された状態となっている。 In the present invention, an image in which the photoresist layer in the region where the second colored layer is formed on the support is removed is formed on the etching stopper layer. As a result, the etching stopper layer is exposed like the image. On the other hand, in the etching stopper layer, the region other than the region where the second colored layer is formed on the support is covered with the photoresist layer.
本発明の製造方法によって製造されるカラーフィルタにおいては、第2の着色層を支持体上に形成することで、第1の着色層によって構成される画素に加えて、更にもう1種類の画素を形成することができる。マスク材となるフォトレジスト層は微細化が可能であり、かつ矩形性を有しているため、本発明の製造方法によって製造されるカラーフィルタの各画素を微細かつ矩形に形成することができる。 In the color filter manufactured by the manufacturing method of the present invention, by forming the second colored layer on the support, in addition to the pixels constituted by the first colored layer, another type of pixel is further added. Can be formed. Since the photoresist layer serving as a mask material can be miniaturized and has rectangularity, each pixel of the color filter manufactured by the manufacturing method of the present invention can be formed in a fine and rectangular shape.
前記フォトレジスト層の露光は、所定(画像様)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って行うことができる。 The photoresist layer is exposed to a positive or negative photosensitive resin composition through a predetermined (image-like) mask pattern, such as g-line, h-line, i-line, preferably i-line. It can be done by applying.
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およびネガレジストの未硬化部を溶解するものであればいかなるものも用いることができる。具体的には、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。 As the developer, any developer can be used as long as it does not affect the colored layer containing the colorant and dissolves the exposed portion of the positive resist and the uncured portion of the negative resist. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used.
前記アルカリ性の水溶液としては、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−ウンデセン等の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なるアルカリ性水溶液が好適である。尚、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合は、一般に現像後、水で洗浄する。 Examples of the alkaline aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide. , Choline, pyrrole, piperidine, alkaline compounds such as 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, the concentration is 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass. An alkaline aqueous solution obtained by dissolution is preferable. When a developer composed of such an alkaline aqueous solution is used, it is generally washed with water after development.
[第1のエッチング工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(e)前記第1の画像形成工程によって形成された画像様に、前記第2の着色層を形成する領域における前記第1の着色層及び前記エッチングストッパー層をドライエッチング法により除去する第1のエッチング工程を含む。
上記のように、前記第1の画像形成工程によって、エッチングストッパー層のうち、第2の着色層が形成される支持体上の領域に対応する領域のみが露出された状態となる。この状態でエッチングガスを用いた、例えば、プラズマエッチング処理で異方性エッチングを行うことにより、前記第1の画像形成工程で形成された画像様に、エッチングストッパー層及びその下層の第1の着色層を除去することができる。
[First etching step]
The method for producing a color filter of the present invention includes: (e) the first colored layer and the etching stopper layer in a region where the second colored layer is formed in an image-like manner formed by the first image forming step. Including a first etching step of removing by a dry etching method.
As described above, in the first image forming step, only the region corresponding to the region on the support on which the second colored layer is formed is exposed in the etching stopper layer. In this state, for example, by performing anisotropic etching by plasma etching treatment using an etching gas, the etching stopper layer and the first coloring of the lower layer are formed like the image formed in the first image forming step. The layer can be removed.
本発明においては、オーバーエッチ率をエンドポイントディテクタで管理することが好ましい。これにより、支持体表面がパッシベーション膜であるSi3N4である場合、又は、支持体が可視光に透明な硬化性樹脂の場合のいずれであっても、エッチング処理による支持体の削れ量を抑制することができる。 In the present invention, it is preferable to manage the overetch rate with an endpoint detector. Thus, even if the support surface is Si 3 N 4 which is a passivation film, or the support is a curable resin transparent to visible light, the amount of scraping of the support due to the etching process can be reduced. Can be suppressed.
本発明におけるドライエッチング処理に用いられるガスとしては公知のものを用いることができる。中でも、O2、CF4等が好適なものとして挙げられる。ドライエッチング法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されているような方法が知られている。 As the gas used for the dry etching process in the present invention, a known gas can be used. Among them, O 2 , CF 4 and the like are preferable. Representative examples of the dry etching method 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. Such a method as described in such publications is known.
[第1のフォトレジスト層除去工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(f)前記第1のエッチング工程後に残存するフォトレジスト層を除去する第1のフォトレジスト層除去工程を含む。
エッチング処理終了後、マスクのレジスト(硬化後の感光性樹脂層)は専用の剥離液や溶剤によって除去される。
[First photoresist layer removal step]
The method for producing a color filter of the present invention includes (f) a first photoresist layer removing step of removing a photoresist layer remaining after the first etching step.
After completion of the etching process, the mask resist (photosensitive resin layer after curing) is removed with a special stripping solution or solvent.
本発明におけるフォトレジスト層除去工程は、(1)フォトレジスト層上に、剥離液または溶剤を付与して、フォトレジスト層を除去可能な状態にする工程と、(2)前記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。
フォトレジスト層上に、剥離液または溶剤を付与して、除去可能な状態にする工程としては、例えば、剥離液または溶剤を、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るパドル現像工程を挙げることができる。剥離液また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。
The photoresist layer removing step in the present invention includes (1) a step of applying a stripping solution or a solvent on the photoresist layer to make the photoresist layer removable, and (2) the photoresist layer, And removing with washing water.
As a process of applying a stripping solution or solvent on the photoresist layer to make it removable, for example, a paddle development process in which the stripping solution or solvent is applied on at least the photoresist layer and stagnated for a predetermined time. 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、洗浄水を用いてフォトレジスト層を除去する工程としては、例えば、スプレー式また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。
The step of removing the photoresist layer using cleaning water includes, for example, a step of removing the photoresist layer by spraying cleaning water onto the photoresist layer from a spray type or shower type spray nozzle. Can do.
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.
前記剥離液は一般的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)エーテルまたはアセタール系化合物、5)ケトンまた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)カルボン酸また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。
本発明における剥離液としては、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 in the present invention 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(H2NCH2CH2OH)である。 The acyclic nitrogen-containing compound is preferably an acyclic nitrogen-containing compound having a hydroxyl group. Specific examples include monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, N-ethylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N-butylethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and the like. Monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and more preferably monoethanolamine (H 2 NCH 2 CH 2 OH).
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。 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-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 preferable, N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethylmorpholine are preferable, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is more preferable.
本発明における剥離液は、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。
前記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65質量部以上70質量部以下であることが望ましい。
また本発明における剥離液は、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物の混合物を純水で希釈したものであることが好ましい。
The stripping solution in the present invention preferably contains an acyclic nitrogen-containing compound and a cyclic nitrogen-containing compound, and among them, as the acyclic nitrogen-containing compound, at least one selected from monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine More preferably, the cyclic nitrogen-containing compound includes at least one selected from N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethylmorpholine, and further includes monoethanolamine and N-methyl-2-pyrrolidone. preferable.
The content of the acyclic nitrogen-containing compound is 9 parts by mass or more and 11 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the stripping solution, and the content of the cyclic nitrogen-containing compound is 65 parts by mass or more and 70 parts by mass or less. It is desirable.
Moreover, it is preferable that the stripping solution in the present invention is obtained by diluting a mixture of a non-cyclic nitrogen-containing compound and a cyclic nitrogen-containing compound with pure water.
[第2の着色層形成工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(g)第1の着色層が除去された前記一部領域(第2の着色層を形成する支持体上の領域)及び前記エッチングストッパー層上に、第1の着色層とは異なる第2の着色層を形成する第2の着色層形成工程を含む。
ここで第2の着色層は、第1の着色層に含有される着色剤とは異なる着色剤を少なくとも含有することが好ましい。
[Second colored layer forming step]
In the method for producing a color filter of the present invention, (g) the partial region from which the first colored layer is removed (the region on the support on which the second colored layer is formed) and the etching stopper layer are A second colored layer forming step of forming a second colored layer different from the first colored layer;
Here, it is preferable that the second colored layer contains at least a colorant different from the colorant contained in the first colored layer.
本発明における第2の着色層形成工程においては、着色硬化性組成物を支持体上の第1の着色層が除去された領域及び前記エッチングストッパー層上に付与して第2の着色層を形成することが好ましい。本工程で用いられる着色硬化性組成物としては既述の着色硬化性組成物を好適に使用することができる。また着色硬化性組成物の付与は、塗布により行うことが好ましく、着色硬化性組成物の塗布については、前記「第1の着色層形成工程」で記載した事項がそのまま適用できる。
更に、本発明においては前記着色硬化性組成物として、着色光硬化性組成物又は着色熱硬化性組成物を用いることが好ましく、中でも着色熱硬化性組成物を用いることがより好ましい。着色光硬化性組成物及び着色熱硬化性組成物については、前記「第1の着色層形成工程」で記載した事項がそのまま適用できる。
In the second colored layer forming step in the present invention, the colored curable composition is applied onto the support from which the first colored layer has been removed and the etching stopper layer to form the second colored layer. It is preferable to do. As the colored curable composition used in this step, the above-described colored curable composition can be suitably used. The application of the colored curable composition is preferably carried out by coating, and for the application of the colored curable composition, the matters described in the “first colored layer forming step” can be applied as they are.
Furthermore, in the present invention, it is preferable to use a colored photocurable composition or a colored thermosetting composition as the colored curable composition, and it is more preferable to use a colored thermosetting composition. For the colored photocurable composition and the colored thermosetting composition, the matters described in the “first colored layer forming step” can be applied as they are.
本発明においては、前記着色硬化性組成物は第1の着色層が除去された領域のみではなく、最上層にエッチングストッパー層を有する第1の着色層が残存している領域にも併せて付与する。これにより、第1の着色層が除去された領域に、より確実に着色硬化性組成物を付与することができる。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、上記のように、少なくとも2色目以降の着色層を、既存の着色層に形成した凹部へ各色毎に、着色剤を含有する硬化性組成物を埋め込みで形成することを特徴とするものである。
In the present invention, the colored curable composition is applied not only to the region where the first colored layer is removed, but also to the region where the first colored layer having the etching stopper layer as the uppermost layer remains. To do. Thereby, a colored curable composition can be more reliably provided to the area | region from which the 1st colored layer was removed.
As described above, the color filter manufacturing method of the present invention is formed by embedding a curable composition containing a colorant for each color into a concave portion formed in an existing colored layer, at least a second color layer or more. It is characterized by doing.
第1の着色層が除去された領域及びエッチングストッパー層上に付与された着色硬化性組成物を、既述のポストベーク工程によって硬化処理することによって、第1の着色層とは異なる第2の着色層を形成することができる。 The colored curable composition applied on the region from which the first colored layer has been removed and the etching stopper layer is cured by the post-baking step described above, whereby a second different from the first colored layer. A colored layer can be formed.
[第2のフォトレジスト層形成工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(h)前記第2の着色層上にフォトレジスト層を形成する第2のフォトレジスト層形成工程を含む。
第2のフォトレジスト層形成工程においては、支持体上及びエッチングストッパー層上に形成された第2の着色層上に、ポジ又はネガ型の感光性樹脂組成物を塗布し、これを乾燥させてフォトレジスト層が形成される。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行うことが好ましい。感光性樹脂組成物、塗布方法及びフォトレジスト層の膜厚については、前述の第1のフォトレジスト層形成工程で説明した事項をそのまま適用することができる。
[Second photoresist layer forming step]
The method for producing a color filter of the present invention includes (h) a second photoresist layer forming step of forming a photoresist layer on the second colored layer.
In the second photoresist layer forming step, a positive or negative photosensitive resin composition is applied on the second colored layer formed on the support and the etching stopper layer, and then dried. A photoresist layer is formed. In forming the photoresist layer, it is preferable to further perform a pre-bake treatment. Regarding the photosensitive resin composition, the coating method, and the film thickness of the photoresist layer, the matters described in the first photoresist layer forming step can be applied as they are.
[第2の画像形成工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(i)前記一部領域以外のフォトレジスト層を除去することにより、前記第2の着色層上に画像を形成する第2の画像形成工程を含む。
第2の画像形成工程においては、前記第2のフォトレジスト層形成工程で形成されたフォトレジスト層を、第2の着色層を支持体上に形成する一部領域に対応する画像様に露光し、現像液で現像してエッチング用マスク(パターン画像)を形成することができる。
[Second image forming step]
The method for producing a color filter of the present invention includes (i) a second image forming step of forming an image on the second colored layer by removing the photoresist layer other than the partial region.
In the second image forming step, the photoresist layer formed in the second photoresist layer forming step is exposed in an image-like manner corresponding to a partial region where the second colored layer is formed on the support. Then, development with a developer can form an etching mask (pattern image).
本発明においては、第2の着色層を形成する支持体上の領域以外の領域に対応するフォトレジスト層が除去された画像が、第2の着色層上に形成される。これにより、前記画像様に少なくともエッチングストッパー層上に形成された第2の着色層が露出することになる。一方、第2の着色層が支持体上に形成される領域はフォトレジスト層で被覆された状態となっている。 In the present invention, an image from which the photoresist layer corresponding to the region other than the region on the support for forming the second colored layer is removed is formed on the second colored layer. As a result, at least the second colored layer formed on the etching stopper layer is exposed like the image. On the other hand, the region where the second colored layer is formed on the support is in a state covered with a photoresist layer.
[第1の着色層除去工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(j)前記第2の画像形成工程によって形成された画像様に、前記エッチングストッパー層を検出するまで、少なくとも前記エッチングストッパー層上に形成された第2の着色層をドライエッチング法により除去する第1の着色層除去工程を含む。
[First colored layer removal step]
The method for producing a color filter of the present invention includes: (j) a second image formed on at least the etching stopper layer until the etching stopper layer is detected in an image-like manner formed by the second image forming step. A first colored layer removing step of removing the colored layer by a dry etching method;
少なくともエッチングストッパー層上に形成された第2の着色層を、既述のドライエッチング法を用いて、エッチングストッパー層を検出するまで除去することで、第1の着色層上にエッチングストッパー層を介して形成された第2の着色層を除去することができる。これにより、第1の着色層からなる画素の色純度を高いものとすることができる。 At least the second colored layer formed on the etching stopper layer is removed by using the dry etching method described above until the etching stopper layer is detected, so that the etching stopper layer is interposed on the first colored layer. Thus, the second colored layer formed can be removed. Thereby, the color purity of the pixel which consists of a 1st colored layer can be made high.
本発明における上記着色層除去工程では、第1の着色層上に形成されたエッチングストッパー層を検出することで、着色層除去工程の終点を判定する。これにより着色層除去工程の終点を容易に判定することができるので、各画素が均一な膜厚を有するカラーフィルタを作製することができる。
上記着色層除去工程において、エッチングストッパー層を検出する方法としては、例えば、エンドポイントディテクタ、エッチング時間管理等を挙げることができる。本発明においては、エッチングストッパー層のエッチング量コントロールの観点から、エンドポイントディテクタで検出することが好ましい。
In the colored layer removing step in the present invention, the end point of the colored layer removing step is determined by detecting the etching stopper layer formed on the first colored layer. This makes it possible to easily determine the end point of the colored layer removal step, so that a color filter in which each pixel has a uniform film thickness can be manufactured.
Examples of the method for detecting the etching stopper layer in the colored layer removing step include an endpoint detector and etching time management. In the present invention, it is preferable to detect with an endpoint detector from the viewpoint of controlling the etching amount of the etching stopper layer.
[第2のフォトレジスト層除去工程]
本発明のカラーフィルタの製造方法は、(k)前記第2のエッチング工程後に残存するフォトレジスト層を除去する第2のフォトレジスト層除去工程を含む。
前記第1の着色層除去工程後に残存するフォトレジスト層は、第2のフォトレジスト層除去工程によって除去される。これにより、最上層にエッチングストッパー層が形成された第1の着色層からなる画素と、第2の着色層からなる画素とを有するカラーフィルタを製造することができる。第2のフォトレジスト層除去工程については、第1のフォトレジスト層除去工程で説明した事項をそのまま適用することができる。
[Second photoresist layer removing step]
The method for producing a color filter of the present invention includes (k) a second photoresist layer removing step of removing a photoresist layer remaining after the second etching step.
The photoresist layer remaining after the first colored layer removing step is removed by the second photoresist layer removing step. Thereby, a color filter having a pixel made of the first colored layer having an etching stopper layer formed on the uppermost layer and a pixel made of the second colored layer can be manufactured. For the second photoresist layer removal step, the matters described in the first photoresist layer removal step can be applied as they are.
本発明においては、前記(c)〜(g)をこの順に行う工程群の少なくとも1群を、更に含むことが好ましい。前記工程群を1回実施することにより、既に形成された2種(例えば2色)の着色層とは異なる着色層を更に1種(例えば前記2色以外の他の色)形成することができ、3種(例えば3色)の着色層からなるカラーフィルタを製造できる。
本発明においては、前記(c)〜(g)を順に行う工程群の少なくとも1群を、更に含むことによって、より矩形性が高く且つ混色のないカラーフィルタを製造することができる。
In this invention, it is preferable to further include at least one group of the process group which performs said (c)-(g) in this order. By carrying out the process group once, it is possible to form another colored layer (for example, other colors other than the two colors) different from the two colored layers (for example, two colors) already formed. A color filter composed of three (for example, three colors) colored layers can be manufactured.
In the present invention, a color filter having higher rectangularity and no color mixing can be manufactured by further including at least one group of process groups in which the steps (c) to (g) are sequentially performed.
本発明においては、前記(c)〜(k)をこの順に行う工程群の少なくとも1群を、更に含むことが好ましい。前記工程群を1回実施することにより、既に形成された2種(例えば2色)の着色層とは異なる着色層をさらに1種(例えば前記2色以外の他の色)形成することができ、3種(例えば3色)の着色層からなるカラーフィルタを製造できる。
本発明においては、前記(c)〜(k)を順に行う工程群の少なくとも1群を、更に含むことによって、第1の着色層からなる画素と第2の着色層からなる画素のそれぞれをより色純度の高い画素とすることができる。
In this invention, it is preferable that at least 1 group of the process group which performs said (c)-(k) in this order is further included. By carrying out the process group once, it is possible to form another colored layer (for example, other colors other than the two colors) different from the already formed two colored layers (for example, two colors). A color filter composed of three (for example, three colors) colored layers can be manufactured.
In the present invention, by further including at least one group of process groups in which the steps (c) to (k) are sequentially performed, each of the pixel formed of the first colored layer and the pixel formed of the second colored layer is more A pixel with high color purity can be obtained.
[平坦化処理工程]
本発明においては、少なくとも形成された着色層の表面の平坦化処理を行う平坦化処理工程を更に含むことが好ましい。これにより色純度が高く平坦性に優れるカラーフィルタを製造することができる。
平坦化処理工程は、前記(a)〜(k)の工程をこの順に行い、更に前記(c)〜(g)の工程をこの順に行って、第1の着色層上に形成されたエッチングストッパー層上と、第2の着色層上と、支持体上とに第3の着色層を形成した後に行うことができる。また、前記(a)〜(k)の工程をこの順に行い、更に前記(c)〜(k)の工程をこの順に行って、最上層にエッチングストッパー層が形成された第1の着色層と、その上に形成された第3の着色層が除去された第2の着色層と、第3の着色層とをそれぞれ支持体上に形成した後に行うこともできる。
[Planarization process]
In the present invention, it is preferable to further include a flattening process step of performing flattening process on at least the surface of the formed colored layer. Thereby, a color filter having high color purity and excellent flatness can be produced.
In the planarization treatment step, the steps (a) to (k) are performed in this order, and the steps (c) to (g) are further performed in this order to form an etching stopper formed on the first colored layer. It can be performed after the third colored layer is formed on the layer, on the second colored layer, and on the support. In addition, the steps (a) to (k) are performed in this order, and the steps (c) to (k) are further performed in this order, and the first colored layer having an etching stopper layer formed on the uppermost layer; The second colored layer from which the third colored layer formed thereon has been removed and the third colored layer can also be formed on the support.
平坦化処理工程においてはエッチングストッパー層の表面よりも突出した着色層の段差部分を選択的にエッチング又はポリッシングする。また、平坦化処理工程の終点検出をエッチングストッパー層が露出した時点とすることができる。
前記平坦化処理工程としては、エッチバック処理及びCMP処理を挙げることができる。エッチバック処理においてはフォトレジスト層を着色層上に形成する態様と形成しない態様のいずれであってもよい。また、着色層上に平坦化膜を更に形成し、表面の凹凸が無い状態としてから平坦化処理を行う態様であってもよい。
In the planarization process, the stepped portion of the colored layer protruding from the surface of the etching stopper layer is selectively etched or polished. Further, the end point of the planarization process can be detected when the etching stopper layer is exposed.
Examples of the planarization process include an etch back process and a CMP process. In the etch back process, either a mode in which the photoresist layer is formed on the colored layer or a mode in which it is not formed may be used. Further, a planarization film may be formed after further forming a planarization film on the colored layer so that there is no surface unevenness.
本発明においては、ダイシングライン、スクライブライン、PAD部を露出させる露出工程を更に設けることができる。前記露出工程は、カラーフィルタ層や保護すべき領域をフォトレジスト層で被覆し、アッシング又はエッチングにて露出させることができる。その後、有機溶剤などでフォトレジスト層を溶解除去することができる。前記露出工程は上記の各層を形成した後に実施する態様や、最終層の着色層を塗布、熱処理を施し、エッチバック又はポリッシング処理にて平坦化させた後に実施する態様のいずれであってもよい。 In the present invention, an exposure process for exposing the dicing line, the scribe line, and the PAD portion can be further provided. In the exposing step, the color filter layer and the region to be protected can be covered with a photoresist layer and exposed by ashing or etching. Thereafter, the photoresist layer can be dissolved and removed with an organic solvent or the like. Either the aspect implemented after forming each said layer, and the aspect implemented after apply | coating and heat-processing the colored layer of the last layer, and planarizing by an etch-back or polishing process may be sufficient as the said exposure process. .
以下に、本発明のカラーフィルタの製造方法の1態様を、図面を参照して説明する。
(a)第1の着色層形成工程
図1に示すように、支持体1の表面に所定の色成分に対応付けられる着色熱硬化性組成物を所望の膜厚で塗布し、ポストベーク処理を行い、第1の着色層2を形成する。
Hereinafter, one aspect of a method for producing a color filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
(A) 1st colored layer formation process As shown in FIG. 1, the coloring thermosetting composition matched with a predetermined | prescribed color component is apply | coated to the surface of the
(b)エッチングストッパー層形成工程
図2に示すように、第1の着色層2上に、SOG材料又はポリスチレン誘導体若しくはポリヒドロキシスチレン誘導体を主成分とする熱硬化性組成物を塗布し、熱処理を行って100〜500nmの膜厚を有するエッチングストッパー層3を形成する。
(B) Etching stopper layer formation process As shown in FIG. 2, the thermosetting composition which has SOG material, a polystyrene derivative, or a polyhydroxystyrene derivative as a main component is apply | coated on the 1st
(c)第1のフォトレジスト層形成工程
図3に示すように、エッチングストッパー層3上にポジ又はネガ型フォトレジスト組成物を塗布、プリベーク処理を実施し所望の膜厚を有するフォトレジスト層4を形成する。
(C) First Photoresist Layer Formation Step As shown in FIG. 3, a positive or negative photoresist composition is applied on the
(d)第1の画像形成工程
図4に示すように、フォトレジスト層4に第2の着色層を形成しようとする領域に対応する開口パターンを有するフォトマスクを介し露光処理を実施し、潜像領域5を形成する。
除去すべき潜像領域5のフォトレジスト層部分を現像処理により除去した後の状態を図5に示す。支持体上にはフォトレジスト層が除去されて、エッチングストッパー層露出部6が形成されており、このエッチングストッパー層露出部6は、第1の着色層を除去すべき領域に対応している。支持体上に第2の着色層を形成する領域のみフォトレジスト層が除去され、第1の着色層と第3以降の着色層が形成される第1の着色層上に積層されたエッチングストッパー層上のフォトレジスト層4は残される。
(D) First Image Forming Step As shown in FIG. 4, an exposure process is performed through a photomask having an opening pattern corresponding to a region where the second colored layer is to be formed in the
FIG. 5 shows a state after the photoresist layer portion of the
(e)第1のエッチング工程
次に図6に示すように、フォトレジスト層4をマスクとしてドライエッチング処理し、エッチングストッパー層3及び第1の着色層2を除去して、第2の着色層を形成する領域(支持体露出部7)を形成する。
(E) First Etching Step Next, as shown in FIG. 6, dry etching is performed using the
(f)第1のフォトレジスト層除去工程
エッチング処理を実施した後、フォトレジスト層4を剥離液などで溶解除去する。第1のフォトレジスト層除去工程終了後は図7に示すように、第2の着色層を形成する支持体露出部7のみ第1の着色層2とエッチングストッパー層3が除去された形状となる。図8は図7を支持体の着色層形成面側から見た平面図である。
(F) First photoresist layer removing step After performing the etching process, the
(g)第2の着色層形成工程
図9に示すように第1の着色層2とエッチングストッパー層3が形成された支持体1上に、第2の着色層の色成分に対応付けられる着色熱硬化性組成物を、第2の着色層形成部である領域8が埋め込まれる膜厚で塗布し、ポストベーク処理を行い、第2の着色層9を形成する。
(G) Second colored layer forming step Coloring associated with the color components of the second colored layer on the
(h)第2のフォトレジスト層形成工程
図10に示すように、第2の着色層の色成分に対応付けられる着色熱硬化性組成物9上にポジ又はネガ型フォトレジストを塗布、プリベーク処理を実施し所望の膜厚を有するフォトレジスト層10を形成する。
(H) Second photoresist layer forming step As shown in FIG. 10, a positive or negative photoresist is applied onto the colored thermosetting composition 9 corresponding to the color component of the second colored layer, and prebaking treatment is performed. To form a
(i)第2の画像形成工程
図11に示すように、フォトレジスト層10に、第2の着色層を形成しようとする領域以外の領域に対応する開口パターンを有するフォトマスクを介し露光処理を実施し、潜像領域11を形成する。そして除去すべき潜像領域11のフォトレジスト層部分を現像処理により除去する。
図12に示すように、第2の着色層が支持体上に形成された領域のみフォトレジスト層10で被覆された状態になっており、第1の着色層2が形成されている領域上のフォトレジスト層は除去され、エッチングストッパー層3上に形成された第2の着色層9が露出した状態になっている。
(I) Second Image Forming Step As shown in FIG. 11, the
As shown in FIG. 12, only the region where the second colored layer is formed on the support is covered with the
(j)第1の着色層除去工程
現像処理後のフォトレジスト層10をマスクとしたドライエッチング処理により、エッチングストッパー層3が露出するまで第2の着色層9を除去する。図13にエッチングストッパー層3上に形成された第2の着色層を除去した後の状態を示す。
(J) First colored layer removal step The second colored layer 9 is removed by dry etching using the
(k)第2のフォトレジスト層除去工程
エッチング処理を実施した後、フォトレジスト層10を剥離液などで溶解除去する。フォトレジスト層除去工程終了後は図14に示すように、第2の着色層形成部である領域8以外のエッチングストッパー層3上に形成された第2の着色層が除去された形状となる。また、第1の着色層2の上にエッチングストッパー層3のみが積層形成された状態となる。図15は図14を支持体の着色層非形成面側から見た平面図である。
(K) Second Photoresist Layer Removal Step After performing the etching process, the
(c’)第3のフォトレジスト層形成工程
図16に示すように、エッチングストッパー層3及び第2の着色層形成部である領域8上にポジ又はネガ型フォトレジスト組成物を塗布、プリベーク処理を実施し所望の膜厚を有するフォトレジスト層12を形成する。
(C ′) Third Photoresist Layer Forming Step As shown in FIG. 16, a positive or negative photoresist composition is applied on the
(d’)第3の画像形成工程
図17に示すように、フォトレジスト層12に第3の着色層を形成しようとする領域に対応する開口パターンを有するフォトマスクを介し露光処理を実施し、潜像領域13を形成する。
除去すべき潜像領域13のフォトレジスト層部分を現像処理により除去した後の状態を図18に示す。潜像領域に対応するフォトレジスト層が除去されて、エッチングストッパー層露出部14が形成されており、このエッチングストッパー層露出部14は、第1の着色層及びエッチングストッパー層を除去すべき領域に対応している。支持体上に第3の着色層を形成する領域のみフォトレジスト層が除去され、第2の着色層上と、第1の着色層上に積層されたエッチングストッパー層上のフォトレジスト層12は残される。
(D ′) Third Image Forming Step As shown in FIG. 17, an exposure process is performed through a photomask having an opening pattern corresponding to a region where a third colored layer is to be formed in the
FIG. 18 shows a state after the photoresist layer portion of the
(e’)第2のエッチング工程
図19に示すように、現像処理後のフォトレジスト層12をマスクとし、第3の着色層を形成する領域のみドライエッチング処理を実施する。このとき、ドライエッチング処理は第1の着色層2のみではなく、エッチングストッパー層3も同時に除去し、第3の着色層を形成するための領域(支持体露出部15)の支持体表面が露出するようにする。
(E ′) Second Etching Step As shown in FIG. 19, the dry etching process is performed only on the region where the third colored layer is formed using the
(f’)第3のフォトレジスト層除去工程
エッチング処理を実施した後、フォトレジスト層を剥離液などで溶解除去する。除去工程終了後は図20に示すように第3の着色層を形成する支持体露出部15のみエッチングストッパー層3、第1の着色層2が除去された形状となる。図21は図20を支持体の着色層非形成面側から見た平面図である。
(F ′) Third Photoresist Layer Removal Step After performing the etching process, the photoresist layer is dissolved and removed with a stripping solution or the like. After the removal step is completed, the
(g’)第3の着色層形成工程
図22に示すように、第1の着色層2、第2の着色層8が形成された支持体1上に第3の着色層の色成分に対応付けられる着色熱硬化性組成物を、第3の着色層形成部である領域16が埋め込まれる膜厚で塗布し、ポストベーク処理を行い、第3の着色層17を形成する。
(G ′) Third Colored Layer Formation Step As shown in FIG. 22, corresponding to the color components of the third colored layer on the
(h’)第4のフォトレジスト層形成工程
図23に示すように、第3の着色層17上にポジ又はネガ型フォトレジスト組成物を塗布、プリベーク処理を実施し所望の膜厚を有するフォトレジスト層18を形成する。
(H ′) Fourth Photoresist Layer Forming Step As shown in FIG. 23, a positive or negative photoresist composition is applied on the third
(i’)第4の画像形成工程
図24に示すように、フォトレジスト層18に第3の着色層を形成しようとする領域以外に対応する開口パターンを有するフォトマスクを介し露光処理を実施し、潜像領域19を形成する。そして除去すべき潜像領域19のフォトレジスト層部分を現像処理により除去する。
図25に示すように、第3の着色層を形成する領域16のみフォトレジスト層18で被覆された状態になっており、第1の着色層及び第2の着色層が形成されている領域上のフォトレジスト層は除去され、エッチングストッパー層3上及び第2の着色層8上に形成された第3の着色層が露出した状態になっている。
(I ′) Fourth Image Forming Step As shown in FIG. 24, an exposure process is performed through a photomask having an opening pattern corresponding to a region other than the region where the third colored layer is to be formed in the
As shown in FIG. 25, only the
(j’)第2の着色層除去工程
現像処理後のフォトレジスト層18をマスクとしたドライエッチング処理により、エッチングストッパー層3が露出するまで第3の着色層17を除去する。図26にエッチングストッパー層3上及び第2の着色層8上に形成された第3の着色層を除去した後の状態を示す。
(J ′) Second Colored Layer Removal Step The third
(k’)第4のフォトレジスト層除去工程
エッチング処理を実施した後、フォトレジスト層18を剥離液などで溶解除去する。フォトレジスト層除去工程終了後は図27に示すように、第3の着色層形成部である領域16以外のエッチングストッパー層3上及び第2の着色層8上に形成された第3の着色層が除去された形状となる。また、第1の着色層2の上にはエッチングストッパー層3のみが積層形成され、第2の着色層8及び第3の着色層16の上には他の層は形成されていない状態となる。図28は図27を支持体の着色層非形成面側から見た平面図である。
(K ′) Fourth Photoresist Layer Removal Step After performing the etching process, the
本発明においては、第3の着色層まで形成された後に、少なくとも形成された着色層の表面の平坦化処理工程を行うことが好ましい。平坦化処理工程はエッチングストッパー層が露出した時点を終点とすることができる。平坦化処理工程を行うことによって、図29に示すように、エッチングストッパー層がその上に形成された第1の着色層と、第2の着色層と、第3の着色層とからなる凹凸のない平坦なカラーフィルタを製造することができる。 In the present invention, it is preferable to perform a planarization treatment step on at least the surface of the formed colored layer after the third colored layer is formed. In the planarization process, the end point can be the time when the etching stopper layer is exposed. By performing the flattening process, as shown in FIG. 29, the unevenness formed of the first colored layer, the second colored layer, and the third colored layer on which the etching stopper layer is formed is formed. No flat color filter can be produced.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下の各工程において、市販の処理液を使用する処理を行う場合、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った。
(実施例1)
[第1の工程]
シリコン基板上にスピンコーターにて、緑色熱硬化性組成物「SG−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。熱処理後の「SG−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
次に「SG−5000L」で形成された着色層上に、3−エトキシプロピオン酸エチル100質量部、カンファースルホン酸トリフェニルスルホン酸(オニウム塩)2質量部、トリプロピルアミン(第三級脂肪酸アミン)0.1質量部、尿素ホルムアルデヒド(アミノブラスト類)20質量部、及びポリヒドロキシスチレン誘導体(丸善化学(株)製のマルカリンカーCMM)50質量部で構成された溶液を膜厚が500nmとなるように塗布し、ポストベーク処理(200℃、5分)を行って、エッチングストッパー層を形成した。
次にエッチングストッパー層上に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
In each of the following steps, 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.
(Example 1)
[First step]
A green thermosetting composition “SG-5000L” (manufactured by Fuji Film Electronics Materials) was applied on a silicon substrate with a spin coater so as to form a coating film having a thickness of 0.8 μm, and then a hot plate was applied. The coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes. The thickness of the colored layer formed of “SG-5000L” after the heat treatment was 0.65 μm.
Next, on the colored layer formed of “SG-5000L”, 100 parts by mass of ethyl 3-ethoxypropionate, 2 parts by mass of camphorsulfonic acid triphenylsulfonic acid (onium salt), tripropylamine (tertiary fatty acid amine) ) A film composed of 0.1 parts by mass, 20 parts by mass of urea formaldehyde (aminoblasts), and 50 parts by mass of a polyhydroxystyrene derivative (Maruka Linker CMM manufactured by Maruzen Chemical Co., Ltd.) has a film thickness of 500 nm. Then, post-baking treatment (200 ° C., 5 minutes) was performed to form an etching stopper layer.
Next, on the etching stopper layer, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) is applied with a
次にREDのフィルタアレイに対応する領域を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理(P.E.B.処理)を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、REDのフィルタアレイを形成すべき領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, the region corresponding to the filter array of RED was exposed to 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), and post-exposure heat treatment at 110 ° C. for 1 minute (PEB treatment). After developing for 1 minute with the developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), post-baking at 120 ° C. for 2 minutes to form a RED filter array The photoresist in the power region was removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、REDのフィルタアレイを形成すべき領域以外は「SG−5000L」で形成された着色層とエッチングストッパー層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域のみ下地基板が露出している状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the base substrate is exposed only in the region where the RED filter array is to be formed in the state where the colored layer and etching stopper layer formed of “SG-5000L” are formed except for the region where the RED filter array is to be formed. It is in a state of being.
[第2の工程]
上記第1の工程を終えた基板上にスピンコーターにて、赤色熱硬化性組成物「SR−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をREDのフィルタアレイを形成すべき領域の膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。熱処理により「SR−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
[Second step]
The film thickness of the region where the red thermosetting composition “SR-5000L” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) should form the RED filter array is formed on the substrate after the first step with a spin coater. After coating to a 0.8 μm coating film, the coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes using a hot plate. The thickness of the colored layer formed of “SR-5000L” by heat treatment was 0.65 μm.
次に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by Fujifilm Electronics Materials) was applied with a
次にREDのフィルタアレイに対応する領域以外を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理(P.E.B.処理)を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、REDのフィルタアレイ以外の領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, the region other than the region corresponding to the RED filter array was exposed to 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), and post-exposure heat treatment (PEB treatment at 110 ° C. for 1 minute). ), After developing for 1 minute with the developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), followed by post-baking for 2 minutes at 120 ° C., except for the RED filter array. The photoresist in the area was removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、エッチングを実施した。このときのエッチング終点はエッチングストッパー層が露出した時点とした。尚、終点の検出は光学式検出モニタで行った。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Etching was performed. The etching end point at this time was set to the time when the etching stopper layer was exposed. The end point was detected with an optical detection monitor.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、REDのフィルタアレイを形成すべき領域以外は「SG−5000L」で形成された着色層及びエッチングストッパー層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域のみREDの着色層が形成された状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, in a state where the colored layer formed of “SG-5000L” and the etching stopper layer are formed except the region where the RED filter array is to be formed, only the region where the RED filter array is to be formed is the RED colored layer. Is formed.
次に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by Fujifilm Electronics Materials) was applied with a
次にBLUEのフィルタアレイに対応する領域を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理(P.E.B.処理)を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, the area corresponding to the BLUE filter array was exposed to 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), and post-exposure heat treatment (PEB treatment) at 110 ° C. for 1 minute. After developing for 1 minute with the developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), post-baking for 2 minutes at 120 ° C. to form a BLUE filter array The photoresist in the power region was removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、GREENのフィルタアレイを形成すべき領域は「SG−5000L」で形成された着色層及びエッチングストッパー層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域は「SR−5000L」で形成された着色層が形成された状態で、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域は下地基板が露出している状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the region where the GREEN filter array is to be formed is the state where the colored layer and the etching stopper layer formed of “SG-5000L” are formed, and the region where the RED filter array is to be formed is “SR-5000L”. In the state in which the colored layer formed in (1) is formed, the region where the BLUE filter array is to be formed is in a state where the base substrate is exposed.
[第3の工程]
上記第2の工程後の基板上にスピンコーターにて、青色熱硬化性組成物「SB−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社)をBLUEのフィルタアレイを形成すべき領域に膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。熱処理により「SB−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
[Third step]
On the substrate after the second step, a blue thermosetting composition “SB-5000L” (Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd.) is formed in a region where a BLUE filter array is to be formed using a spin coater. After coating so as to form an 8 μm coating film, the coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes using a hot plate. The thickness of the colored layer formed of “SB-5000L” by heat treatment was 0.65 μm.
次に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by Fujifilm Electronics Materials) was applied with a
次にBLUEのフィルタアレイに対応する領域以外を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理(P.E.B.処理)を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、BLUEのフィルタアレイ以外の領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, except for the region corresponding to the BLUE filter array, 350 mJ / cm 2 exposure with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), post-exposure heat treatment at 110 ° C. for 1 minute (PEB treatment) ), After developing for 1 minute with the developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), followed by post-baking for 2 minutes at 120 ° C., except for the BLUE filter array The photoresist in the area was removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、エッチングを実施した。このときのエッチング終点はエッチングストッパーが露出した時点とした。終点の検出は光学式終点検出モニタで行った。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Etching was performed. The etching end point at this time was the time when the etching stopper was exposed. The end point was detected by an optical end point detection monitor.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。これにより、GREENのフィルタアレイを形成すべき領域は「SG−5000L」で形成された着色層及びエッチングストッパー層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域は「SR−5000L」で形成された着色層のみが形成された状態で、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域は「SB−5000L」で形成された着色層のみが形成された状態でカラーフィルタが形成された。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the region where the GREEN filter array is to be formed is the state where the colored layer and the etching stopper layer formed of “SG-5000L” are formed, and the region where the RED filter array is to be formed is “SR-5000L”. In the state in which only the colored layer formed in (1) was formed, the color filter was formed in the state in which only the colored layer formed with “SB-5000L” was formed in the region where the BLUE filter array was to be formed.
上記工程後、更にCMP法(化学的機械的研磨法)によって、エッチングストッパー層表面に比べて突出しているRED、BLUEの着色層部分を選択的に研磨した。このとき終点検出はエッチングストッパー層とした。終点の検出は光学式終点検出モニタで行った。
これにより、パターンサイズが1.5μmのカラーフィルタアレイを矩形に、更に表面が平坦化された状態で形成することができた。
After the above steps, the RED and BLUE colored layer portions protruding as compared with the etching stopper layer surface were selectively polished by CMP (chemical mechanical polishing). At this time, the end point was detected using an etching stopper layer. The end point was detected by an optical end point detection monitor.
As a result, a color filter array having a pattern size of 1.5 μm could be formed in a rectangular shape with a flattened surface.
(実施例2)
[第1の工程]
シリコン基板上にスピンコーターにて、緑色熱硬化性組成物「SG−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。「SG−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
(Example 2)
[First step]
A green thermosetting composition “SG-5000L” (manufactured by Fuji Film Electronics Materials) was applied on a silicon substrate with a spin coater so as to form a coating film having a thickness of 0.8 μm, and then a hot plate was applied. The coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes. The thickness of the colored layer formed of “SG-5000L” was 0.65 μm.
次に「SG−5000L」で形成された着色層上に、3−エトキシプロピオン酸エチル100重量部、カンファースルホン酸トリフェニルスルホン酸(オニウム塩)2重量部、トリメチルアミン(第三級脂肪酸アミン)0.1重量部、及びポリヒドロスチレン誘導体(丸善科学(株)製のマルカリンカーCMM)50重量部の溶液を膜厚が500nmとなるように塗布し、ポストベーク処理(200℃、5分)を行って、エッチングストッパー層を形成した。 Next, on the colored layer formed of “SG-5000L”, 100 parts by weight of ethyl 3-ethoxypropionate, 2 parts by weight of camphorsulfonic acid triphenylsulfonic acid (onium salt), trimethylamine (tertiary fatty acid amine) 0 .1 part by weight and a polyhydrostyrene derivative (Maruka Linker CMM manufactured by Maruzen Kagaku Co., Ltd.) 50 parts by weight were applied so that the film thickness was 500 nm, and post-baking treatment (200 ° C., 5 minutes) was performed. And an etching stopper layer was formed.
次にエッチングストッパー層上に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
Next, on the etching stopper layer, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) is applied with
次にREDのフィルタアレイに対応する領域を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理(P.E.B.処理)を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、REDのフィルタアレイを形成すべき領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, the region corresponding to the filter array of RED was exposed to 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), and post-exposure heat treatment at 110 ° C. for 1 minute (PEB treatment). After developing for 1 minute with the developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), post-baking at 120 ° C. for 2 minutes to form a RED filter array The photoresist in the power region was removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、REDのフィルタアレイを形成すべき領域以外は「SG−5000L」で形成された着色層及びエッチングストッパー層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域のみ下地基板が露出している状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the base substrate is exposed only in the region where the RED filter array is to be formed in the state where the colored layer and etching stopper layer formed of “SG-5000L” are formed except for the region where the RED filter array is to be formed. It is in a state of being.
[第2の工程]
上記第1の工程を終えた基板上にスピンコーターにて、赤色熱硬化性組成物「SR−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をREDのフィルタアレイを形成すべき領域の膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。熱処理により「SR−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
[Second step]
The film thickness of the region where the red thermosetting composition “SR-5000L” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) should form the RED filter array is formed on the substrate after the first step with a spin coater. After coating to a 0.8 μm coating film, the coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes using a hot plate. The thickness of the colored layer formed of “SR-5000L” by heat treatment was 0.65 μm.
次に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by Fujifilm Electronics Materials) was applied with a
次にREDのフィルタアレイに対応する領域以外の領域を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理(P.E.B.処理)を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、REDのフィルタアレイ以外の領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, an area other than the area corresponding to the RED filter array was exposed to 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), and post-exposure heat treatment (PEB) at 110 ° C. for 1 minute. ) Processing, followed by development processing for 1 minute with the developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), followed by post-baking processing at 120 ° C. for 2 minutes, and a RED filter array The photoresist in the other area was removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、エッチングを実施した。このときのエッチング終点はエッチングストッパーが露出した時点とした。終点の検出は光学式終点検出モニタで行った。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Etching was performed. The etching end point at this time was the time when the etching stopper was exposed. The end point was detected by an optical end point detection monitor.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、REDのフィルタアレイを形成すべき領域以外は「SG−5000L」で形成された着色層及びエッチングストッパー層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域のみREDが形成された状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the RED is formed only in the region where the RED filter array is to be formed in the state where the colored layer and the etching stopper layer formed of “SG-5000L” are formed except the region where the RED filter array is to be formed. It is in the state.
次に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。
Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by Fujifilm Electronics Materials) was applied with a
次にBLUEのフィルタアレイに対応する領域を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理(P.E.B.処理)を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、REDのフィルタアレイを形成すべき領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, the area corresponding to the BLUE filter array was exposed to 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), and post-exposure heat treatment (PEB treatment) at 110 ° C. for 1 minute. After developing for 1 minute with the developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), post-baking at 120 ° C. for 2 minutes to form a RED filter array The photoresist in the power region was removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、GREENのフィルタアレイを形成すべき領域は「SG−5000L」で形成された着色層及びエッチングストッパー層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域は「SR−5000L」で形成された着色層のみが形成された状態で、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域は下地基板が露出している状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the region where the GREEN filter array is to be formed is the state where the colored layer and the etching stopper layer formed of “SG-5000L” are formed, and the region where the RED filter array is to be formed is “SR-5000L”. In the state where only the colored layer formed in (1) is formed, the region where the BLUE filter array is to be formed is in a state where the base substrate is exposed.
[第3の工程]
上記第2の工程後の基板上にスピンコーターにて、青色熱硬化性組成物「SB−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社)をBLUEのフィルタアレイを形成すべき領域に膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。熱処理により「SB−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
[Third step]
On the substrate after the second step, a blue thermosetting composition “SB-5000L” (Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd.) is formed in a region where a BLUE filter array is to be formed using a spin coater. After coating so as to form an 8 μm coating film, the coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes using a hot plate. The thickness of the colored layer formed of “SB-5000L” by heat treatment was 0.65 μm.
上記工程後、更にCMP法(化学的機械的研磨法)によって、エッチングストッパー層及びREDの着色層上に形成されたBLUEの着色層を選択的に研磨した。このとき、第2層として形成されたRED着色層のうち、エッチングストッパー層の表面よりも突出している部分も同時に除去した。このとき終点はエッチングストッパー層が露出した時点とした。終点の検出は光学式終点検出モニタで行った。
これにより、パターンサイズが1.5μmのカラーフィルタアレイを矩形に、更に表面が平坦化された状態で形成することができた。
After the above steps, the BLUE colored layer formed on the etching stopper layer and the RED colored layer was selectively polished by CMP (chemical mechanical polishing). At this time, the portion of the RED colored layer formed as the second layer that protrudes from the surface of the etching stopper layer was also removed. At this time, the end point was the time when the etching stopper layer was exposed. The end point was detected by an optical end point detection monitor.
As a result, a color filter array having a pattern size of 1.5 μm could be formed in a rectangular shape with a flattened surface.
(比較例1)
実施例1と同様にして、緑色熱硬化性組成物「SG−5000L」で形成された着色層を形成した。
次に「SG−5000L」で形成された着色層上に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を東京エレクトロン製Mark8にて塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。熱処理により「SG−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1, a colored layer formed of the green thermosetting composition “SG-5000L” was formed.
Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) is applied to the colored layer formed of “SG-5000L” by using
次にGREENのフィルタアレイに対応する領域以外を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、RED及びBLUEのフィルタアレイを形成すべき領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, an area other than the area corresponding to the GREEN filter array was subjected to an exposure of 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.) and a post-exposure heat treatment at 110 ° C. for 1 minute. FHD-5 "(manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) for 1 minute and then post-baked at 120 ° C. for 2 minutes to form a photoresist in the region where the RED and BLUE filter arrays should be formed. Removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、GREENのフィルタアレイを形成すべき領域は「SG−5000L」で形成された着色層が形成された状態で、REDおよびBLUEのフィルタアレイを形成すべき領域は下地基板が露出している状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the region where the GREEN filter array is to be formed has a colored layer formed of “SG-5000L”, and the base substrate is exposed in the region where the RED and BLUE filter arrays are to be formed. It is in a state.
上記第1の工程を終えた基板上にスピンコーターにて、赤色熱硬化性組成物「SR−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をREDのフィルタアレイを形成すべき領域の膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。熱処理により「SR−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。 The film thickness of the region where the red thermosetting composition “SR-5000L” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) should form the RED filter array is formed on the substrate after the first step with a spin coater. After coating to a 0.8 μm coating film, the coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes using a hot plate. The thickness of the colored layer formed of “SR-5000L” by heat treatment was 0.65 μm.
次に前記基板上にポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。 Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) was applied on the substrate and pre-baked to form a photoresist layer having a thickness of 0.8 μm.
次にBLUEのフィルタアレイに対応する領域を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, an area corresponding to the BLUE filter array was subjected to an exposure of 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.) and a post-exposure heat treatment at 110 ° C. for 1 minute. -5 "(manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) for 1 minute, followed by post-baking at 120 ° C. for 2 minutes to remove the photoresist in the region where the BLUE filter array is to be formed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して60秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、GREENのフィルタアレイを形成すべき領域は「SG−5000L」で形成された着色層と「SR−5000L」で形成された着色層が積層された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域は「SR−5000L」で形成された着色層が形成された状態で、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域は下地基板が露出している状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), a stripping process for 60 seconds was performed to remove the photoresist. As a result, the region where the GREEN filter array is to be formed forms the RED filter array in a state where the colored layer formed of “SG-5000L” and the colored layer formed of “SR-5000L” are laminated. The region to be formed is in a state where a colored layer formed of “SR-5000L” is formed, and the region in which the BLUE filter array is to be formed is in a state in which the base substrate is exposed.
次に前記基板上にポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。 Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) was applied on the substrate and pre-baked to form a photoresist layer having a thickness of 0.8 μm.
次にBLUE及びREDのフィルタアレイに対応する領域以外を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、GREENのフィルタアレイを形成すべき領域のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, the areas other than those corresponding to the BLUE and RED filter arrays were exposed to 350 mJ / cm 2 with an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.), post-exposure heat treatment at 110 ° C. for 1 minute, and then developed. After developing for 1 minute with the liquid “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), post-baking at 120 ° C. for 2 minutes to form a photoresist in the region where the GREEN filter array is to be formed Removed. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。このとき終点はGREENの着色層が露出した時点とした。これによりGREENとREDのフィルタアレイを形成した。 Next, in a dry etching apparatus (Hitachi High-Technologies U-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%. At this time, the end point was the time when the GREEN colored layer was exposed. As a result, a GREEN and RED filter array was formed.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、GREENのフィルタアレイを形成すべき領域は「SG−5000L」で形成された着色層が形成された状態で、REDのフィルタアレイを形成すべき領域は「SR−5000L」で形成された着色層が形成された状態で、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域は下地基板が露出している状態となっている。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, the region where the GREEN filter array was to be formed was formed with the colored layer formed of “SG-5000L”, and the region where the RED filter array was to be formed was formed with “SR-5000L”. In the state where the colored layer is formed, the region where the BLUE filter array is to be formed is in a state where the base substrate is exposed.
[第3の工程]
上記第2の工程を終えた基板上にスピンコーターにて、青色熱硬化性組成物「SB−5000L」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をBLUEのフィルタアレイを形成すべき領域の膜厚が0.8μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートを使用して、220℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行なった。熱処理により「SB−5000L」で形成された着色層の膜厚は0.65μmであった。
[Third step]
The film thickness of the region where the BLUE filter array is to be formed with the blue thermosetting composition “SB-5000L” (manufactured by Fuji Film Electronics Materials) on the substrate after the second step is determined by a spin coater. After coating to a 0.8 μm coating film, the coating film was cured by heating at 220 ° C. for 5 minutes using a hot plate. The thickness of the colored layer formed of “SB-5000L” by heat treatment was 0.65 μm.
次に前記基板上にポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を塗布、プリベークを実施し、膜厚が0.8μmになるようにフォトレジスト層を形成した。 Next, a positive photoresist “FHi622BC” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) was applied on the substrate and pre-baked to form a photoresist layer having a thickness of 0.8 μm.
次にBLUEのフィルタアレイに対応する領域以外を、i線ステッパー(キャノン(株)製)にて350mJ/cm2の露光、110℃で1分間の露光後加熱処理を実施した後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理後、120℃で2分間のポストベーク処理を実施して、BLUEのフィルタアレイを形成すべき領域以外のフォトレジストを除去した。このときのパターンサイズは1.5μmで形成した。 Next, an area other than the region corresponding to the BLUE filter array was subjected to 350 mJ / cm 2 exposure using an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.) and post-exposure heat treatment at 110 ° C. for 1 minute. FHD-5 "(manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) for 1 minute and then post-baked at 120 ° C for 2 minutes to remove the photoresist other than the region where the BLUE filter array is to be formed. did. At this time, the pattern size was 1.5 μm.
次にドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、M−621)にて、RFパワー:800W、チャンバー圧力:4Pa、基板温度:50℃、ガス種及び流量をAr:800mL/min.、CF4:200mL/min.、O2:50mL/min.とし、オーバーエッチング率を10%としてエッチング処理を実施した。このとき終点はGREENの着色層が露出した時点とした。 Next, in a dry etching apparatus (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, M-621), RF power: 800 W, chamber pressure: 4 Pa, substrate temperature: 50 ° C., gas type and flow rate are set to Ar: 800 mL / min. , CF 4 : 200 mL / min. , O 2 : 50 mL / min. Then, the etching process was performed with an overetching rate of 10%. At this time, the end point was the time when the GREEN colored layer was exposed.
次にフォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して120秒の剥離処理を実施して、フォトレジストの除去を行った。その結果、パターンサイズが1.5μmのカラーフィルタアレイを形成することができた。ただし、GREENの着色層を基準に着色層の除去を終了するようにした本比較例では、各着色層の膜厚を均一に形成することができなかった。 Next, using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.), a stripping treatment was performed for 120 seconds to remove the photoresist. As a result, a color filter array having a pattern size of 1.5 μm could be formed. However, in this comparative example in which the removal of the colored layer was completed based on the GREEN colored layer, the thickness of each colored layer could not be formed uniformly.
1 支持体
2 第1の着色層
3 エッチングストッパー層
4,10,12,18 フォトレジスト層
5,11,13,19 未硬化の潜像領域
6,14 エッチングストッパー層露出部
7,15 支持体露出部
8 第2の着色層形成部
9 第2の着色層
16 第3の着色層形成部
17 第3の着色層
DESCRIPTION OF
Claims (4)
(b)前記第1の着色層上に、エッチングストッパー層を形成するエッチングストッパー層形成工程と、
(c)少なくとも前記エッチングストッパー層上に、フォトレジスト層を形成する第1のフォトレジスト層形成工程と、
(d)前記フォトレジスト層の一部領域を除去することにより、前記エッチングストッパー層上に画像を形成する第1の画像形成工程と、
(e)前記第1の画像形成工程によって形成された画像様に、前記一部領域における前記エッチングストッパー層と前記第1の着色層とをドライエッチング法により除去する第1のエッチング工程と、
(f)前記第1のエッチング工程後に残存する前記フォトレジスト層を除去する第1のフォトレジスト層除去工程と、
(g)前記第1の着色層が除去された前記一部領域及び前記エッチングストッパー層上に、前記第1の着色層とは異なる第2の着色層を形成する第2の着色層形成工程と、
(h)前記第2の着色層上にフォトレジスト層を形成する第2のフォトレジスト層形成工程と、
(i)前記一部領域以外のフォトレジスト層を除去することにより、前記第2の着色層上に画像を形成する第2の画像形成工程と、
(j)前記第2の画像形成工程によって形成された画像様に、少なくとも前記エッチングストッパー層上に形成された第2の着色層を、前記エッチングストッパー層を検出するまでドライエッチング法により除去する第1の着色層除去工程と、
(k)前記着色層除去工程後に残存するフォトレジスト層を除去する第2のフォトレジスト層除去工程と、
を含むカラーフィルタの製造方法。 (A) a first colored layer forming step of forming a first colored layer on the support;
(B) an etching stopper layer forming step of forming an etching stopper layer on the first colored layer;
(C) a first photoresist layer forming step of forming a photoresist layer on at least the etching stopper layer;
(D) a first image forming step of forming an image on the etching stopper layer by removing a partial region of the photoresist layer;
(E) a first etching step of removing the etching stopper layer and the first colored layer in the partial region by a dry etching method like the image formed by the first image forming step;
(F) a first photoresist layer removing step of removing the photoresist layer remaining after the first etching step;
(G) a second colored layer forming step of forming a second colored layer different from the first colored layer on the partial region from which the first colored layer has been removed and the etching stopper layer; ,
(H) a second photoresist layer forming step of forming a photoresist layer on the second colored layer;
(I) a second image forming step of forming an image on the second colored layer by removing the photoresist layer other than the partial region;
(J) First, at least a second colored layer formed on the etching stopper layer is removed by a dry etching method until the etching stopper layer is detected, like the image formed by the second image forming step. 1 colored layer removing step;
(K) a second photoresist layer removing step of removing the photoresist layer remaining after the colored layer removing step;
A method for producing a color filter comprising:
The method for producing a color filter according to any one of claims 1 to 3, further comprising a flattening process step of flattening a surface of at least the formed colored layer.
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2010078835A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Fujifilm Corp | Color filter and manufacturing method of color filter |
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2007
- 2007-01-22 JP JP2007011291A patent/JP2008176184A/en active Pending
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