(57)【要約】【課題】パターニング法に求められる解像度を維持もしくは抑えつつ、従来より高い解像度の着色パターンが得られるカラーフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】支持体上に第１の着色パターンを市松模様状に形成する工程と、支持体上の第１の着色パターンが形成されていない領域に、第２の着色パターンを市松模様状に形成する工程と、第１及び第２の着色パターンの上にフォトレジスト層を形成する工程と、第１及び第２の着色パターン上のフォトレジスト層をそれぞれ、露光、現像により各着色パターンの１／２サイズの市松模様状のパターンに加工する工程と、加工されたフォトレジスト層をマスクとして、第１及び第２の着色パターンをドライエッチング処理する工程と、エッチング後にフォトレジスト層を除去する工程と、支持体上の第１及び第２の着色パターンが形成されていない領域に、第３の着色パターンを市松模様状に形成する工程とを有している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）支持体上に、第１の着色パターンを市松模様状に形成する第１の着色パターン形成工程と、
（ｂ）前記支持体上の前記第１の着色パターンが形成されていない領域に、第２の着色パターンを市松模様状に形成する第２の着色パターン形成工程と、
（ｃ）前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンの上にフォトレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
（ｄ）前記第１の着色パターン上及び前記第２の着色パターン上の前記フォトレジスト層をそれぞれ、露光、現像により各着色パターンの１／２サイズの市松模様状のパターンに加工する加工工程と、
（ｅ）加工された前記フォトレジスト層をマスクとして、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンをドライエッチング処理するエッチング工程と、
（ｆ）エッチング工程後に前記フォトレジスト層を除去するレジスト除去工程と、
（ｇ）前記支持体上の前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成されていない領域に、第３の着色パターンを市松模様状に形成する第３の着色パターン形成工程と、
を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記第１の着色パターン形成工程は、（１）支持体上に第１の着色層を形成し、形成された第１の着色層を露光し、現像する方法、又は（２）支持体上に第１の着色層を形成し、形成された第１の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして前記第１の着色層をドライエッチングする方法、により第１の着色パターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記第２の着色パターン形成工程は、（１）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層を露光し、現像する方法、（２）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして前記第２の着色層をドライエッチングする方法、又は（３）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層を平坦化処理する方法、により第２の着色パターンを形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記第３の着色パターン形成工程は、（１）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層を露光し、現像する方法、（２）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして前記第３の着色層をドライエッチングする方法、又は（３）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層を平坦化処理する方法、により第３の着色パターンを形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタの作製には、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フォトリソ法が広く利用されている。このうち、液晶表示素子（ＬＣＤ等）や固体撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）に用いられるカラーフィルタを作製する方法として、顔料分散法が広く知られている。
【０００３】
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。この顔料分散法は、フォトリソ法を利用したものであることから、上記の理由からカラーフィルタを作製するのに広く利用されてきた。
【０００４】
顔料分散法によりカラーフィルタを作製する方法として、例えば、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を用いた例が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００５】
一方、カラーフィルタは画像の品質を左右するため、カラーフィルタの品質、特に解像度に対して求められる要求が高い。近年では、特に固体撮像素子用のカラーフィルタにおいて、更なる高精細化が望まれている。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、従来から行なわれているフォトリソ法では解像力の限界になりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１８１７０４号公報
【特許文献２】特開平２−１９９４０３号公報
【特許文献３】特開平５−２７３４１１号公報
【特許文献４】特開平７−１４０６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにフォトリソ法は、形成されたパターンの位置精度が高く、大画面・高精細カラーディスプレイ用のカラーフィルタの作製に適しており、しかも製造コスト、製造容易性の面でも有利であることから、従来より汎用されているフォトリソ法などの方法で従来より高い解像度が得られる技術が期待されている。また、ドライエッチング法による場合も、エッチングガス等のエッチング条件などを緩和し、従来より高い解像度が得られると利用適性が拡がると考えられる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、パターニング法に求められる解像度を維持もしくは抑えつつ、（例えばフォトリソ法により）従来より高い解像度の着色パターンを形成することができるカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を達成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の着色パターンを市松模様状に形成する第１の着色パターン形成工程と、（ｂ）前記支持体上の前記第１の着色パターンが形成されていない領域に、第２の着色パターンを市松模様状に形成する第２の着色パターン形成工程と、（ｃ）前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンの上にフォトレジスト層を形成するレジスト形成工程と、（ｄ）前記第１の着色パターン上及び前記第２の着色パターン上の前記フォトレジスト層をそれぞれ、露光、現像により各着色パターンの１／２サイズの市松模様状のパターンに加工する加工工程と、（ｅ）加工された前記フォトレジスト層をマスクとして、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンをドライエッチング処理するエッチング工程と、（ｆ）エッチング工程後に前記フォトレジスト層を除去するレジスト除去工程と、（ｇ）前記支持体上の前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成されていない領域に、第３の着色パターンを市松模様状に形成する第３の着色パターン形成工程と、を含むカラーフィルタの製造方法である。
【００１０】
＜２＞  前記第１の着色パターン形成工程は、（１）支持体上に第１の着色層を形成し、形成された第１の着色層を露光し、現像する方法、又は（２）支持体上に第１の着色層を形成し、形成された第１の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして前記第１の着色層をドライエッチングする方法、により第１の着色パターンを形成する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。
【００１１】
＜３＞  前記第２の着色パターン形成工程は、（１）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層を露光し、現像する方法、（２）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして前記第２の着色層をドライエッチングする方法、又は（３）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層を平坦化処理する方法、により第２の着色パターンを形成することを特徴とする前記＜１＞又は前記＜２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１２】
＜４＞  前記第３の着色パターン形成工程は、（１）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層を露光し、現像する方法、（２）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして前記第３の着色層をドライエッチングする方法、又は（３）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層を平坦化処理する方法、により第３の着色パターンを形成することを特徴とする前記＜１＞〜前記＜３＞のいずれか１つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パターニング法に求められる解像度を維持もしくは抑えつつ、（例えばフォトリソ法により）従来より高い解像度の着色パターンを形成することができるカラーフィルタの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】支持体上に形成された着色層を示す断面図である。
【図２】着色層上に形成されたフォトレジスト層を示す断面図である。
【図３】露光後のフォトレジスト層に潜像領域が形成された状態を示す断面図である。
【図４】図３を支持体側とは反対の側からみた平面図である。
【図５】現像処理後のフォトレジスト層を示す断面図である。
【図６】エッチング処理後の層構造を示す断面図である。
【図７】表面変質層がエッチング除去された後の層構造を示す断面図である。
【図８】所望の加工寸法の２倍の大きさの第１の着色パターンが市松模様状に形成されている状態を示す平面図である。
【図９】所望の加工寸法の２倍の大きさの第１の着色パターンと第２の着色パターンとが市松模様状に形成されている状態を示す平面図である。
【図１０】第１の着色パターン及び第２の着色パターン上にそれぞれ各着色パターンの１／２サイズのレジストパターンが市松模様状に形成された状態を示す断面図である。
【図１１】図１０を支持体側とは反対の側からみた平面図である。
【図１２】第３の着色パターンを形成する領域が凹形状に形成されている状態を示す断面図である。
【図１３】第１、第２及び第３の着色パターンからなるカラーフィルタパターンを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について詳細に説明する。
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の着色パターンを市松模様状に形成する第１の着色パターン形成工程と、（ｂ）前記支持体上の前記第１の着色パターンが形成されていない領域に、第２の着色パターンを市松模様状に形成する第２の着色パターン形成工程と、（ｃ）前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンの上にフォトレジスト層を形成するレジスト形成工程と、（ｄ）前記第１の着色パターン上及び前記第２の着色パターン上の前記フォトレジスト層をそれぞれ、露光、現像により各着色パターンの１／２サイズの市松模様状のパターンに加工する加工工程と、（ｅ）加工された前記フォトレジスト層をマスクとして、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンをドライエッチング処理するエッチング工程と、（ｆ）エッチング工程後に前記フォトレジスト層を除去するレジスト除去工程と、（ｇ）前記支持体上の前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成されていない領域に、第３の着色パターンを市松模様状に形成する第３の着色パターン形成工程とを設けて構成されたものである。本発明のカラーフィルタの製造方法は、必要に応じて、さらに他の工程を設けて構成することができる。
【００１６】
本発明においては、少なくとも３色の着色パターンからなるカラーフィルタの作製過程において、第１色目から所望の加工寸法（所望の画素サイズ）の着色パターンを順次形成していくのではなく、初めに第１色目と第２色目の着色パターンを所望の加工寸法の２倍サイズで市松模様状に形成しておき、その後それぞれの着色パターンから市松模様状に１／２サイズのパターンを取り除いて第３色目以降の着色パターンの形成領域を支持体全体に市松模様状に形成するようにすることで、パターニング操作に求められる解像度が従来の半分に抑えられるので、フォトリソグラフィ法等の従来からの方法で従来より高い解像度の着色パターンを形成することができる。
【００１７】
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の各工程について工程毎に説明する。
（ａ）第１の着色パターン形成工程
第１の着色パターン形成工程は、支持体上に、第１の着色パターンを市松模様状に形成する。第１の着色パターンは、カラーフィルタを構成する第１色目のフィルタパターン（例えばイエローパターン）をなすものである。
【００１８】
第１の着色パターン形成工程では、最終的に形成しようとするパターン（すなわち着色画素）の２倍サイズで着色パターンを市松模様状にパターニングして形成する。２倍サイズに形成することで、この工程で必要とされる解像度を半分に軽減することができる。
【００１９】
第１の着色パターンは、以下の方法により好適に形成することができる。
１）支持体上に第１の着色層を形成し、形成された第１の着色層を露光し、現像する方法
２）支持体上に第１の着色層を形成し、形成された第１の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、第１の着色層をドライエッチングする方法
これらの方法で形成される着色層は、着色剤を含有する硬化性組成物によって形成されることが好ましい。硬化性組成物としては、着色光硬化性組成物と非感光性の着色熱硬化性組成物とを挙げることができる。前記方法１）では着色光硬化性組成物が用いられ、前記方法２)では、着色光硬化性組成物及び非感光性の着色熱硬化性組成物のいずれも使用可能であるが、同等の分光特性をより薄膜で形成する観点から、着色成分含有比率の高い着色熱硬化性組成物を用いることが好ましい。
着色光硬化性組成物及び着色熱硬化性組成物の詳細については後述する。
【００２０】
−方法１）−
方法１）では、着色光硬化性組成物を支持体上に直接又は他の層を介して塗布し、その後乾燥して着色層となる塗布膜を形成する工程（塗膜形成工程）と、該塗布膜を露光する工程（露光工程）と、露光された前記塗布膜をアルカリ現像液で現像処理する工程（現像工程）とを設けて、第１の着色パターンを形成することができる。また、方法１）は、露光・現像して形成されたパターンをさらに加熱処理を施す工程（ポストベーク工程）を設けて構成することができる。
【００２１】
前記塗膜形成工程においては、着色光硬化性組成物を支持体上に回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スリット塗布等の塗布方法により塗布・乾燥して感放射線性組成物層（塗膜層）を形成することができる。
【００２２】
前記露光工程においては、前記塗膜形成工程において形成された塗布膜に、放射線を照射して露光することで前記塗布膜を光硬化させることができる。例えばマスク等を介して特定のパターンを露光する。露光の際に使用される放射線としては、特にｇ線、ｈ線、ｉ線等の紫外線が好ましく用いられる。露光には、プロキシミティ方式、ミラープロジェクション方式、及びステッパー方式のいずれの方式も適用可能であり、特にステッパー方式（縮小投影露光機を用いた縮小投影露光方式、例えばｉ線ステッパー（商品名：ＦＰＡ−３０００ｉ５＋、キャノン（株）製））で露光を行なうのが好ましい。このステッパー方式は、露光量を段階的に変動しながら露光を行なうことによってパターンを形成するものであり、ステッパー露光を行なった際に特にパターンの矩形性をより良好にすることができる。
【００２３】
前記現像工程においては、現像液で現像処理することでパターンを顕在化することができる。現像液は、着色光硬化性組成物の未硬化部を溶解し、硬化部（例えば放射線照射部）を溶解しないものであれば、種々の有機溶剤の組み合わせやアルカリ性水溶液を用いることができる。例えばアルカリ性水溶液を用いることができる。前記有機溶剤としては、着色光硬化性組成物の調製に使用可能な有機溶剤が挙げられる。前記アルカリ性水溶液としては、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％となるように溶解されたアルカリ性水溶液が好適である。アルカリ性化合物としては、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−ウンデセン等が挙げられる。
【００２４】
前記ポストベーク工程においては、露光後の塗布膜を充分に硬化させるため、加熱処理を施すことができる。前記加熱処理における加熱温度は、１００〜３００℃が好ましく、１５０〜２５０℃がさらに好ましい。また、加熱時間は、１０分〜１時間程度が好ましく、５分〜３０分程度がさらに好ましい。
【００２５】
−方法２）−
方法２）では、例えば非感光性の着色熱硬化性組成物を支持体に塗布し、乾燥して支持体上に第１の着色層を形成する工程１と、第１の着色層上にフォトレジストを用いてレジストパターンを形成する工程２と、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、第１の着色層をドライエッチングする工程３とを設けて、第１の着色パターンを形成することができる。
なお、工程２は、後述する（ｃ）レジスト形成工程及び（ｄ）加工工程と同様の方法で、また、工程３は、後述する（ｅ）エッチング工程と同様の方法で、それぞれ行なうことができる。
【００２６】
工程１においては、例えば、溶剤を含む例えば着色熱硬化性組成物を支持体に直接又は他の層を介して回転塗布、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着色層を形成することができる。工程１では、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。具体的には、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、加熱により塗布膜を熱硬化させて形成することができる。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。加熱は、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分の範囲で行なうことができる。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。
【００２７】
本発明における着色層の厚みとしては、０．００５μｍ〜０．９μｍが好ましく、０．０１μｍ〜０．７μｍが好ましく、０．０２μｍ〜０．６５μｍで作製されることが更に好ましい。
【００２８】
着色光硬化性組成物及び非感光性の着色熱硬化性組成物について説明する。
〜着色熱硬化性組成物〜
非感光性の着色熱硬化性組成物は、着色剤の少なくとも１種と、熱硬化性化合物の少なくとも１種とを少なくとも用いて構成することができ、必要に応じて各種添加剤を更に含んでもよい。中でも、着色剤の全固形分中における含有量が５０質量％以上１００質量％未満であって、熱硬化性化合物の全固形分中における含有量が４質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。これにより着色層の分光特性をより良好にすることができる。
【００２９】
−着色剤−
着色剤は、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。顔料としては、従来公知の種々の無機顔料又は有機顔料を挙げることができる。顔料及び染料としては、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［００１７］〜［００２９］に記載の顔料や染料などを挙げることができる。また、同公報の段落番号［００３１］に記載の顔料分散剤や界面活性剤を添加してもよい。
【００３０】
非感光性の着色熱硬化性組成物の全固形分中の着色剤含有率としては、特に限定されるものではないが、好ましくは５０〜１００質量％である。５０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、１００質量％以下とすることで光硬化を良好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。更にアルカリ現像の際の現像ラチチュードが狭くなることを抑制することができる。
【００３１】
−熱硬化性化合物−
熱硬化性化合物としては、加熱により膜硬化を行なえるものであれば特に制限はなく、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。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及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。
【００３２】
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及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又はウレア化合物、（ｃ）メチロール基、アルコキシメチル基及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、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、熱硬化性化合物としては、エポキシ化合物が好ましく、多官能エポキシ化合物が特に好ましい。これらの熱硬化性化合物としては、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［００３４］〜［００４８］に記載の熱硬化性化合物を挙げることができる。
【００３３】
熱硬化性化合物の着色熱硬化性組成物中における総含有量としては、素材により異なるが、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。
【００３４】
−各種添加物−
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。
【００３５】
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。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。バインダーとしては、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［００５２］〜［００５６］に記載のバインダーが挙げられる。バインダーの着色熱硬化性組成物における含有量は、組成物の全固形分（質量）に対して、０．１〜５０質量％未満が好ましく、０．２〜４０質量％がより好ましく、１〜３５質量％が特に好ましい。
【００３６】
上記の硬化剤、硬化触媒、分散剤、その他の添加物としては、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［００５８］〜［００６１］、［００６７］〜［００６９］、［００７０］〜［００７２］に記載のものを挙げることができる。
また、非感光性の着色熱硬化性組成物に必要に応じて含有される溶剤としては、組成物の溶解性、塗布性を満足すれば基本的に特に限定されないが、特に染料、バインダー（アルカリ可溶性樹脂）の溶解性、塗布性、安全性を考慮して選択されるのが好ましい。溶剤は、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［００６２］〜［００６５］に記載のものを挙げることができ、中でも、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が好適である。
【００３７】
〜〜着色熱硬化性組成物の調製方法〜〜
着色熱硬化性組成物の好ましい調製方法について説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
着色熱硬化性組成物には、顔料粒子を微粒子化し、且つその粒子サイズ分布をシャープにした顔料を用いる方法が好適である。具体的には、平均粒子径が０．０１μｍ程度であり、且つ粒子径が０．０１±０．００５μｍの範囲にある顔料粒子を７５質量％以上含んで構成される顔料を用いる方法が好ましい。顔料の粒子サイズ分布を上述の範囲に調整するためには、顔料の分散方法が特に重要となる。そのような分散方法としては、例えば、ニーダーや二本ロールなどのロールミルを用いて高粘度状態で分散する乾式分散（混練分散処理）と三本ロールやビーズミル等を用いて比較的低粘度状態で分散する湿式分散（微分散処理）とを組合せた分散方法が挙げられる。また、前記分散方法においては、２種以上の顔料を共分散したり、混練分散処理時には、溶剤を使用しないか若しくは使用量をできるだけ少なくしたり、各種分散剤を用いるのも好ましい。更に、ソルベントショックを和らげるために樹脂成分を前記混練分散処理時と微分散処理時とに分けて添加（２分割使用）したりすることが好ましく、また、混練分散処理から微分散処理に移行する際に顔料粒子が再凝集するのを防止するために溶解性に優れた樹脂成分を用いるのが好ましい。更に、微分散処理時に使用するビーズミルのビーズに高硬度のセラミックスを使用したり、粒径の小さいビーズを使用したりする手段も有効である。尚、前記樹脂成分としては、例えば、上述のアルカリ可溶性樹脂を用いることができる。
【００３８】
本発明においては、特に、２種以上の顔料を用い、更に２種以上の顔料を５００００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度状態で分散した後に、更に１０００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度状態で分散して得られた着色剤を用いることが好ましい。
一般に、これら顔料は合成後、種々の方法で乾燥を経て供給される。通常は水媒体から乾燥させて粉末体として供給されるが、水が乾燥するには大きな蒸発潜熱を必要とするため、乾燥して粉末とさせるには大きな熱エネルギーを与える。そのため、顔料は一次粒子が集合した凝集体（二次粒子）を形成しているのが普通である。
【００３９】
着色熱硬化性組成物の調製方法において、着色剤が顔料の場合、まず着色剤（顔料）に上述のバインダーを混練分散処理後の粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓ以上（好ましくは５０，０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓ）の比較的高粘度になるように混練分散処理を施すのが好ましい。ここで、混練分散処理は、高粘度分散であってもよいし、乾式分散であってもよい。次いで、必要に応じて混練分散処理後の分散物に上述のバインダーを追加添加し、微分散処理後の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下（好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以下）の比較的低粘度になるように微分散処理を施すことが好ましい。尚、微分散処理は、低粘度分散であってもよいし、湿式分散であってもよい。
【００４０】
前記混練分散処理においては、溶剤の比率が被分散物に対して０〜２０質量％であることが好ましい。このように、溶剤をあまり使用せずに分散を行なうと、顔料粒子の表面をビヒクルの樹脂成分を主体とした構成成分との濡れを促進させることができ、顔料粒子表面が形成する界面を、顔料粒子と空気との固体／気体界面から、顔料粒子とビヒクル溶液との固体／溶液界面に変換することができる。顔料粒子の表面が形成する界面を空気から溶液に変換し混合攪拌すると、顔料を一次粒子に近い微小な状態にまで分散することができる。
【００４１】
このように、顔料を高度に分散させるためには、顔料粒子表面が形成する界面を空気から溶液に変換することが有効である。かかる変換には強い剪断力や圧縮力が必要である。このため、前記混練分散処理においては、強い剪断力や圧縮力を発揮できる混練機を用い、被混練物として高粘度のものを用いるのが好ましい。
【００４２】
また、前記微分散処理時においては、ガラスやセラミックの微粒状の分散用メディアと共に混合攪拌することが好ましい。さらに、微分散処理時における溶剤の比率は、被分散物の２０〜９０質量％であることが好ましい。前記微分散処理時においては、顔料粒子を微小な状態にまで均一に安定させて分布させることが必要であることから、凝集している顔料粒子に衝撃力と剪断力とを付与できる分散機とを用い、被分散物として低粘度のものを用いるのが好ましい。
【００４３】
着色剤が染料の場合は、前記のような分散工程を必要とせず、しかるべき溶剤にバインダーとともに溶解させるだけでよい。
【００４４】
このようにして得られた顔料の分散物又は染料の溶液にエポキシ樹脂のような熱硬化性化合物と硬化触媒や硬化剤とを添加、あるいは既にバインダーが熱硬化性化合物である場合には、硬化触媒や硬化剤を添加して熱硬化機能を付与し、必要に応じて溶剤を添加することで本発明における着色熱硬化性組成物を調製することができる。
【００４５】
〜着色光硬化性組成物〜
着色光硬化性組成物は、着色剤及び光硬化性成分を少なくとも含むものである。このうち、「光硬化性成分」はフォトリソ法に通常用いられる光硬化性組成物であり、バインダー樹脂（アルカリ可溶性樹脂等）、感光性重合成分（光重合性モノマー等）、光重合開始剤等を少なくとも含む組成物を用いることができる。
【００４６】
−着色剤・溶剤等−
着色剤、溶剤、その他の添加剤は、前記非感光性の着色熱硬化性組成物において説明した着色剤、溶剤、その他の添加剤と同じものを好適に用いることができる。
【００４７】
−バインダー樹脂−
バインダー樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂が好ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、分子中にポリアルキレンオキサイド鎖及び／又はヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）に由来の基を有するアクリル系樹脂が、上記の塗布膜の露光強度に対する現像後の線幅の変化率を、７．５×１０-５μｍ・ｍ２／Ｊ以下にするために好ましい。
【００４８】
分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するアクリル系樹脂としては、例えば下記アルカリ可溶性樹脂Ａが挙げられる。
アルカリ可溶性樹脂Ａは、少なくとも（ｉ）無水マレイン酸（ＭＡＡ）、アクリル酸（ＡＡ）、メタクリル酸（ＭＡ）及びフマル酸（ＦＡ）から選ばれる少なくとも一種の酸成分モノマーと、（ｉｉ）アルキルポリオキシエチレン（メタ）アクリレートと、（ｉｉｉ）ベンジル（メタ）アクリレートとからなる共重合体である。（ｉ）酸成分モノマー、（ｉｉ）アルキルポリオキシエチレン（メタ）アクリレート（Ａｃｒ（ＥＯ）ｎ：例えば、ＣＨ３(ＯＣ２Ｈ４）ｎＯＣＯＣ（Ｒ）＝ＣＨ２（Ｒ＝Ｈ、ＣＨ３））、及び（ｉｉｉ）ベンジル（メタ）アクリレート（ＢｚＭＡ）の各モノマー成分のモル比は好ましくは１５〜３０／１〜２０／５０〜８４、より好ましくは１７〜２５／２〜１５／６０〜８０である。また、アルカリ可溶性樹脂ＡのＧＰＣによるポリスチレン換算重量平均分子量（Ｍｗ）としては好ましくは５，０００〜５０，０００、より好ましくは６，０００〜３０，０００である。
【００４９】
（ｉ）酸成分モノマーのモル比は前記範囲の下限値以上であることにより、アルカリ可溶性が向上する。また、前記範囲の上限値以下であることにより、溶剤への溶解性が向上する。
（ｉｉ）アルキルポリオキシエチレン（メタ）アクリレート（Ａｃｒ（ＥＯ）ｎ：例えば、ＣＨ３(ＯＣ２Ｈ４）ｎＯＣＯＣ（Ｒ）＝ＣＨ２（Ｒ＝Ｈ、ＣＨ３））の組成質量比が前記範囲の下限値以上であることにより、感光性着色樹脂組成物塗布液の基板上への液の広がり方が充分になり、また、前記範囲の上限値以下であることにより、着色剤の分散性が向上する傾向があり、好ましい。
（ｉｉｉ）ベンジル（メタ）アクリレート（ＢｚＭＡ）の組成質量比は前記範囲の下限値以上であることにより、着色剤の分散安定性や組成物中への溶解性が向上する傾向があり、また、前記範囲の上限値以下であることにより、塗布膜のアルカリ現像適性が向上するので好ましい。
【００５０】
分子中にヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）に由来の基を有するアクリル系樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂Ａの（ｉｉ）アルキルポリオキシエチレン（メタ）アクリレートをヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）に代えたものが挙げられる。分子中にポリアルキレンオキサイド鎖及びＨＥＭＡ由来の基を有するアクリル系樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂Ａに更にＨＥＭＡを共重合させたものが挙げられる。
【００５１】
バインダー樹脂については、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［００８８］〜［００９３］に記載されている。
光硬化性組成物中のアルカリ可溶性樹脂の含有量は、０．５〜１５質量％が好ましく、１．０〜１２質量％がさらに好ましい。アルカリ可溶性樹脂の含有量は、０．５質量％以上であると現像の進行が早くなり製造コストの低下が図れ、１５質量％以下であると良好なパターンプロファイルが得られる。
【００５２】
−感光性重合成分−
感光性重合成分としては、重合性モノマーが一般的である。重合性モノマーとしては、常圧下で１００℃以上の沸点を持ち、少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有する化合物が好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、等の単官能のアクリレートやメタアクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリス（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリス（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後（メタ）アクリレート化したもの、特公昭４８−４１７０８号、特公昭５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号各公報に記載のウレタンアクリレート類、特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、特公昭５２−３０４９０号各公報に記載のポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレート及びこれらの混合物を挙げることができる。更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものが挙げられる。
【００５３】
重合性モノマーも分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するものが、上記の塗布膜の露光強度に対する現像後の線幅の変化率を、７．５×１０-５μｍ・ｍ２／Ｊ以下にするために好ましい。このような重合性モノマーとしては、次に示すものが挙げられる。
【００５４】
【化１】
2010204579.tif 000002
【００５５】
【化２】
2010204579.tif 000003
【００５６】
重合性モノマーの光硬化性組成物中における含有量は、組成物の全固形分に対して、０．１〜９０質量が好ましく、１．０〜８０質量％がさらに好ましく、２．０〜７０質量％が特に好ましい。
【００５７】
−光重合開始剤−
光重合開始剤は、前記重合性モノマー（及び場合により前記アルカリ可溶性樹脂）を重合可能なものを制限なく選択することができるが、重合特性、開始効率、吸収波長、入手性、コスト等の観点で、ハロメチル−ｓ−トリアジン系化合物、オキシム系化合物、及びα−アミノケトン系化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物を含むことが好ましい。
【００５８】
前記ハロメチル−ｓ−トリアジン系化合物の光重合開始剤としては、例えば、特公昭５９−１２８１号公報に記載のビニル−ハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、特開昭５３−１３３４２８号公報に記載の２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス−ハロメチル−ｓ−トリアジン化合物及び４−（ｐ−アミノフェニル）−２，６−ビス−ハロメチル−ｓ−トリアジン化合物が挙げられる。その他としては、みどり化学社製のＴＡＺシリーズ、ＴＡＺ−１０７、ＴＡＺ−１１０、ＴＡＺ−１０４、ＴＡＺ−１０９、ＴＡＺ−１４０、ＴＡＺ−２０４、ＴＡＺ−１１３、ＴＡＺ−１２３等が挙げられる。また、前記α−アミノケトン系化合物の光重合開始剤としては、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のイルガキュアシリーズ、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、２−メチル−１−フェニル−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−メチル−１−［４−（ヘキシル）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−エチル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１等が挙げられる。また、前記オキシム系化合物の光重合開始剤としては、例えば、１−［４−（フェニルチオ）フェニル］−１，２−オクタンジオン＝２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）、１−（４−メチルスルファニルフェニル）−１，２−ブタンジオン＝２−（Ｏ−アセチルオキシム）、１−（４−メチルスルファニル−フェニル）−１−ブタノン＝Ｏ−アセチルオキシム、ヒドロキシイミノ−（４−メチルスルファニル−フェニル）−酢酸エチルエステル−Ｏ−アセタート、ヒドロキシイミノ−（４−メチルスルファニル−フェニル）−酢酸エチルエステル−Ｏ−ベンゾアート等が挙げられる。
また、光重合開始剤には、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［０１０５］〜［０１０７］、［０１０９］に記載の増感剤や光安定剤、他の公知の光重合開始剤、熱重合防止剤を併用してもよい。
【００５９】
光重合開始剤の光硬化性組成物中における含有量は、前記重合性モノマーの固形分に対して、０．０１〜５０質量％が好ましく、１〜３０質量％がより好ましく、１〜２０質量％が特に好ましい。光重合開始剤は、０．０１質量％以上であると重合が進み易く、５０質量％以下であると分子量が大きくなり膜強度を強くなる。
【００６０】
（ｂ）第２の着色パターン形成工程
第２の着色パターン形成工程は、前記第１の着色パターン形成工程後の支持体上の第１の着色パターンが形成されていない領域に、第２の着色パターンを市松模様状に形成する。第２の着色パターンは、カラーフィルタを構成する第２色目のフィルタパターン（例えばシアンパターン）をなすものである。
【００６１】
第２の着色パターン形成工程では、最終的に形成しようとするパターンの２倍サイズの第１の着色パターンが形成されていない支持体上の領域に、更に、最終的に形成しようとするパターン（すなわち着色画素）の２倍サイズの第２の着色パターンを市松模様状にパターニングして形成する。２倍サイズに形成することで、この工程で必要とされる解像度を半分に軽減することができる。
【００６２】
第２の着色パターンは、以下の方法により好適に形成することができる。なお、下記の方法１）及び方法２）は、前記第１の着色パターン形成工程における方法１）及び方法２）と同様に行なうことができる。
１）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層を露光し、現像する方法
２）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、第２の着色層をドライエッチングする方法
３）前記第１の着色パターンが形成された支持体上に第２の着色層を形成し、形成された第２の着色層を平坦化処理する方法
これらの方法で形成される第２の着色層は、上記の第１の着色パターンの場合と同様に着色剤を含有する硬化性組成物によって形成されるのが好ましい。硬化性組成物としては、既述の着色光硬化性組成物及び非感光性の着色熱硬化性組成物が挙げられ、方法１）では着色光硬化性組成物が用いられ、前記方法２) 及び方法３）では、着色光硬化性組成物及び非感光性の着色熱硬化性組成物のいずれも使用可能であるが、同等の分光特性をより薄膜で形成する観点から、着色成分含有比率の高い着色熱硬化性組成物を用いることが好ましい。着色光硬化性組成物及び着色熱硬化性組成物の詳細は既述した通りである。
【００６３】
−方法３）−
方法３）では、第１の着色パターンが形成された支持体上に、例えば非感光性の着色熱硬化性組成物を支持体に塗布し、乾燥して支持体上に第２の着色層を形成する工程ａと、形成された第２の着色層を平坦化処理する工程ｂとを設けて、第２の着色パターンを形成することができる。
【００６４】
工程ａは、前記第１の着色パターン形成工程の方法２）中の工程１と同様の方法により行なうことができる。支持体上に第２の着色層を形成する場合、溶剤を含む例えば着色熱硬化性組成物を、既設の第１の着色パターンを覆うように支持体全面に塗布して設けてもよい。第２の着色層の厚みも既述した範囲とすることができる。
【００６５】
工程ｂにおいては、第２の着色層をエッチバック処理又はＣＭＰ処理により平坦化処理することによって、既設の第１の着色パターンと同じ高さに第２の着色パターンを形成することができる。
【００６６】
（ｃ）レジスト形成工程
レジスト形成工程は、支持体上の第１の着色パターン及び第２の着色パターンの上にフォトレジスト層を形成する。具体的には、第１及び第２の着色パターン上にポジ又はネガ型の感光性樹脂組成物を塗布し、これを乾燥させることによりフォトレジスト層を形成できる。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施すことが好ましい。
【００６７】
前記ポジ型の感光性樹脂組成物としては、紫外線（ｇ線、ｉ線）、エキシマー・レーザー等を含む遠紫外線、電子線、イオンビーム及びＸ線等の放射線に感応するポジ型フォトレジスト用に好適なポジ型レジスト組成物を使用できる。放射線のうち、前記感光性樹脂組成物を露光するものとしては、ｇ線、ｉ線が好ましく、中でもｉ線露光が好ましい。具体的には、ポジ型の感光性樹脂組成物は、キノンジアジド化合物及びアルカリ可溶性樹脂を含有する組成物が好ましい。キノンジアジド化合物及びアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型の感光性樹脂組成物は、５００ｎｍ以下の波長の光照射によりキノンジアジド基が分解してカルボキシル基を生じ、結果としてアルカリ不溶状態からアルカリ可溶性になることを利用してポジ型フォトレジストとして用いられている。このポジ型フォトレジストは解像力が著しく優れているので、ＩＣやＬＳＩ等の集積回路の作製に用いられている。前記キノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジド化合物が挙げられる。
【００６８】
近年、集積回路については集積度の向上に伴って配線の幅が微細化され、このためエッチングも従来のウェットエッチングに代えてドライエッチングが主流になっている。ドライエッチングではレジストの形状がそのまま被エッチング層の形状に反映されるので、レジストの形状が悪いとエッチング不要の部分までエッチングされてしまい、集積回路の不良や歩留り悪化の原因となる。このため、現像残さ（スカム）等の少ないプロファイルの良好なレジストが従来以上に要求されている。また、ドライエッチングでは支持体の温度が上昇し、レジストパターンが熱変形を起こして寸法精度が低下することがあるため、レジストの耐熱性に対する要求が従来より高い。これらの観点から、ポジ型のフォトレジストは、プロファイル、スカム、解像度及び耐熱性等の諸性能を満足するものとして、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製のＦＨ−６０００シリーズ（例えばＦＨ−６４００Ｌ、ＦＨ−６８００Ｌなど）、同社製のＦＨｉ−３０００シリーズ（例えばＦＨｉ−３２００、ＦＨｉ−３９５０等）、同社製のＦＨｉ−６００シリーズ（例えばＦＨｉ−６４４、ＦＨｉ−６４５等）、同社製のＦｉ−ＳＰシリーズ（例えばＦｉ−ＳＰ２等）などが挙げられる。但し、これに限られるものではなく、パターン形成に好ましいマスク形状ができるものであれば、ポジ型の感光性樹脂組成物として使用可能である。
【００６９】
前記ネガ型の感光性樹脂組成物としては、紫外線（ｇ線、ｉ線）、遠紫外線、Ｘ線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射線等の輻射線に感応するネガ型フォトレジスト組成物が挙げられ、解像力及び感度に優れ、かつ現像残りによる微小欠陥が実質上発生しないネガ型フォトレジスト組成物が好ましい。ネガ型のフォトレジストでは、着色パターン上にスピン塗布法又はローラー塗布法等で例えば０．５〜３μｍの厚みに塗布し、加熱、乾燥した後、マスクを介して紫外線照射などを行ない、必要に応じて露光後に加熱工程（ＰＥＢ）を経た後に現像することでネガ画像が得られる。更に、これをマスクとしてエッチングすることにより着色層にパターン状の加工を施すことができる。ネガ型の感光性樹脂層は、光重合開始剤とエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物を含むことが好ましい。このような感光性樹脂層の形成に用いられるネガ型の感光性樹脂組成物としては、特開２００８−２９２５４８号公報の段落番号［０１２１］に記載の先行技術に記載のものが知られている。ネガ型の感光性樹脂組成物の市販品としては、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製のＳＣシリーズ（例えばＳＣ−６０、ＳＣ−４５０等）やＨＲシリーズ（例えばＨＲ−１００、ＨＲ−２００）、ＨＮＲシリーズ（例えばＨＮＲ−８０、ＨＮＲ−１２０）などが挙げられる。
【００７０】
フォトレジスト層の厚みとしては、０．０１〜３μｍが好ましく、０．１〜２．５μｍが好ましく、０．１５〜２μｍが更に好ましい。なお、フォトレジスト層の塗布は、既述の塗布方法を用いて好適に行なえる。
【００７１】
（ｄ）加工工程
加工工程は、第１の着色パターン上及び第２の着色パターン上のフォトレジスト層をそれぞれ、露光、現像により各着色パターンの１／２サイズの市松模様状のパターンに加工する。露光、現像によりフォトレジスト層を所望のパターン様に除去することによって、着色パターン上に次のエッチング工程で用いられるドライエッチング用のエッチングマスク（パターン画像）を形成することができる。
【００７２】
本工程では、第１の着色パターン上に該着色パターンの１／２サイズのパターンが形成されると共に、第２の着色パターン上にも該着色パターンの１／２サイズのパターンが形成されることにより、第３の着色パターンが支持体上に形成される領域のフォトレジスト層が市松模様状に除去されてなるレジストパターンが、前記第１の着色パターン上及び第２の着色パターン上に形成される。これより、前記領域では、第１及び第２の着色パターンの表面（支持体と対向する側とは反対側の面）が露出することになる。一方、第１及び第２の着色パターンの表面のうち、第３の着色パターンを形成する領域以外はフォトレジスト層で被覆された状態となる。
【００７３】
フォトレジスト層の露光は、所定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り行なうことができる。露光により第３の着色パターンを形成しようとする領域のフォトレジストは現像液で現像処理することにより除去され、支持体上の既設の第１及び第２の着色パターン以外の領域に第３の着色パターンを形成できる。
【００７４】
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及びネガレジストの未硬化部を溶解するものであればいずれも使用可能であり、例えば、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。アルカリ性の水溶液としては、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調製されたアルカリ性水溶液が好適である。アルカリ性化合物は、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−ウンデセン等が挙げられる。尚、アルカリ性水溶液を現像液として用いた場合は、一般に現像後に水で洗浄処理が施される。
【００７５】
（ｅ）エッチング工程
エッチング工程は、前記加工工程でパターン状に加工されたフォトレジスト層をエッチングマスクとして、第１の着色パターン及び第２の着色パターンをドライエッチング処理する。これにより、第１及び第２の着色パターン間に第３色目以降のパターンを形成するためのパターンが形成され、同時に前記（ａ）第１の着色パターン形成工程及び前記（ｂ）第２の着色パターン形成工程で形成された第１及び第２の着色パターンが１／２サイズ（すなわち所期の加工寸法である着色画素サイズ）に加工される。
【００７６】
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ある。
【００７７】
ドライエッチング処理に用いられるガスとしては、フッ素系ガス、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなど）、ハロゲン系ガス（例えば、ＣＣｌ４、ＣＣｌＦ３、ＡｌＦ３、ＡｌＣｌ３など）、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２などの公知のものを用いることができる。前記フッ素系ガスとしては、公知のフッ素系ガスを使用できるが、下記式（Ｉ）で表されるフッ素系化合物のガスが好ましい。
ＣｎＨｍＦｌ  ・・・式（Ｉ）
〔式中、ｎは１〜６を表し、ｍは０〜１３を表し、ｌは１〜１４を表す。〕
【００７８】
前記式（Ｉ）で表されるフッ素系ガスとしては、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ４、Ｃ４Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、及びＣＨＦ３の群からなる少なくとも１種を挙げることができる。中でも、フッ素系ガスは、被エッチング部分の矩形性維持の観点から、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、及びＣＨＦ３の群から選ばれる１種又は２種以上が好ましく、ＣＦ４及び／又はＣ２Ｆ６がより好ましく、ＣＦ４が特に好ましい。
【００７９】
フッ素系ガスと酸素ガスとの混合ガスも好ましい。フッ素系ガスと酸素ガスとの含有比率（フッ素系ガス／酸素ガス）は流量比で２／１〜８／１の範囲が好ましい。前記範囲内であると、エッチング処理時におけるフォトレジスト層側壁へのエッチング生成物の付着を防止でき、後述するレジスト除去工程においてフォトレジスト層の剥離が容易になる。中でも、被エッチング部分の矩形性を維持しながらエッチング生成物のフォトレジスト側壁への再付着の防止の点で、フッ素系ガスと酸素ガスとの含有比率が２／１〜６／１である場合が好ましく、３／１〜５／１である場合が特に好ましい。また、エッチングガスは、エッチングプラズマの分圧コントロール安定性及び被エッチング形状の垂直性を維持する観点から、フッ素系ガス及び酸素ガスに加え、他のガスとして更に希ガス、ハロゲン系ガス、Ｎ２、ＣＯ、及びＣＯ２の群から選ばれる少なくとも１種を含むものが好ましく、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｎ２、及びＸｅの群から選ばれる１種又は２種以上を含むものがより好ましく、Ｈｅ、Ａｒ、及びＸｅの群から選ばれる１種又は２種以上を含むものが更に好ましい。
【００８０】
（ｆ）レジスト除去工程
レジスト除去工程は、前記エッチング工程後にエッチング用マスクとして機能させたフォトレジスト層を除去する。これにより、前記第１及び第２の着色パターンの１／２サイズに加工された第１色目及び第２色目の着色パターンが露出する。
【００８１】
除去は、専用の剥離液や溶剤によって行なえる。剥離液や溶剤については、公知のものを適宜選択して用いることが可能である。
【００８２】
（ｇ）第３の着色パターン形成工程
第３の着色パターン形成工程は、支持体上の第１の着色パターン及び第２の着色パターンが形成されていない領域に、第３の着色パターンを市松模様状に形成する。第３の着色パターンは、カラーフィルタを構成する第３色目以降のフィルタパターン（例えばマゼンタパターン）をなすものである。
【００８３】
第３の着色パターン形成工程では、支持体上に第３の着色パターンを形成するための領域が、前記第１及び第２の着色パターンの１／２サイズにて凹状に形成されており、この領域を埋めるように着色層を設けることにより第３の着色パターンを市松模様状に形成することができる。
【００８４】
第３の着色パターンは、以下の方法により好適に形成することができる。なお、下記の方法１）及び方法２）は、前記第１の着色パターン形成工程における方法１）及び方法２）と同様に、下記の方法３）は、前記第２の着色パターン形成工程における方法３）と同様に行なうことができる。
１）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層を露光し、現像する方法
２）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層上にレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、第３の着色層をドライエッチングする方法
３）前記（ｆ）レジスト除去工程後、前記第１の着色パターン及び前記第２の着色パターンが形成された支持体上に第３の着色層を形成し、形成された第３の着色層を平坦化処理する方法
これらの方法で形成される第３の着色層は、上記の第１の着色パターンの場合と同様に着色剤を含有する硬化性組成物によって形成されるのが好ましい。硬化性組成物としては、既述の着色光硬化性組成物及び非感光性の着色熱硬化性組成物が挙げられ、方法１）では着色光硬化性組成物が用いられ、前記方法２) 及び方法３）では、着色光硬化性組成物及び非感光性の着色熱硬化性組成物のいずれも使用可能であるが、同等の分光特性をより薄膜で形成する観点から、着色成分含有比率の高い着色熱硬化性組成物を用いることが好ましい。着色光硬化性組成物及び着色熱硬化性組成物の詳細は既述した通りである。
第３の着色パターンの厚みは、既述の着色層の厚みの範囲とすることができる。
【００８５】
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の具体的な一態様を、図面を参照して説明する。
（ａ）着色パターン形成工程
まず図１に示すように、支持体１の表面に所定の色相の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なって着色層２を形成する。続いて、図２に示すように、着色層２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３を形成する。形成されたフォトレジスト層３に対し、第２の着色パターンの形成位置に対応させて開口領域を有するフォトマスクを介して露光処理を実施し、図３に示すように、最終的に形成しようとするパターンサイズの２倍の大きさの潜像領域４を形成する。図４は、図３を支持体側の反対側となる上方から見た平面図である。そして、現像処理して潜像領域４のフォトレジスト層を除去することにより、図５に示すように、支持体上に着色層露出部５を形成する。このとき、第１の着色パターンを市松模様状に形成するために、着色層露出部５は市松模様状に形成されており、第１の着色パターンとして残す着色層２の上のみにフォトレジスト層３が残された状態になっている。この着色層露出部５は、着色層２を除去して後の工程で第２の着色パターンを形成する領域に対応するものである。次に、フォトレジスト層３をマスクとして、フッ素系ガスと酸素ガスとを含むエッチングガスを用いたドライエッチング処理を行なうことで、着色層２を除去して第２の着色パターンを形成する領域（支持体露出部７）を形成する。このとき、図６に示すようにフォトレジスト層３の露出面には表面変質層１８が形成されている。フォトレジスト層の表層に形成された表面変質層１８を、酸素ガスを含む第２のガスを用いてドライエッチング処理を実施し、図７に示すようにエッチング除去する。
ここでは、着色熱硬化性組成物を用いた場合を説明したが、着色光硬化性組成物を用いて直接、露光、現像を行なって第１の着色パターンを形成してもよい。
以上のようにして、図８に示すように、支持体１上に最終的に形成しようとするパターンサイズの２倍の大きさの第１の着色パターン２が市松模様状に形成される。
【００８６】
（ｂ）第２の着色パターン形成工程
次に、支持体１に市松模様状に形成されている支持体露出部７を、第１の着色パターン２とともに覆うようにして、第１の着色パターンと異なる色相の着色光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なって着色層を形成する。そして、この着色層に対して、第２の着色パターンの形成位置、すなわち支持体露出部７に着色層が残るように開口領域を有するフォトマスクを介し、露光処理を実施し、その後現像処理を行なって支持体露出部７の領域を着色層で埋めることにより、図９に示すように、最終的に形成しようとするパターンサイズの２倍の大きさの第２の着色パターン８を形成する。
【００８７】
（ｃ）レジスト形成工程及び（ｄ）加工工程
次に、第１の着色パターン２及び第２の着色パターン８の全面を覆うように、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（不図示）を形成する。その後、このフォトレジスト層を、図１０〜図１１に示すように、第１の着色パターン２上のフォトレジスト層と第２の着色パターン８上のフォトレジスト層とがそれぞれ各着色パターンの１／２サイズで市松模様状に残るように、露光、現像より加工する。このとき、図１０〜図１１のように、各着色パターンの１／２サイズのレジストパターン１０が市松模様に並んでおり、第１の着色パターン２及び第２の着色パターン８のそれぞれが、その１／２サイズで市松模様状に露出した状態になっている。
【００８８】
（ｅ）エッチング工程
その後、加工形成されたレジストパターン１０をエッチングマスクとして、露出している第１の着色パターンと第２の着色パターンとをドライエッチング処理し、支持体露出部１１を形成した。
【００８９】
（ｆ）レジスト除去工程
ドライエッチング処理を終了した後、第１の着色パターン及び第２の着色パターン上に残存するレジストパターン１０を剥離液などで溶解除去して除去する。
【００９０】
（ｇ）第３の着色パターン形成工程
第１の着色パターン２及び第２の着色パターン８が形成された支持体１上に、第３の着色パターンに対応する色相の着色熱硬化性組成物を、第３の着色パターンを形成しようとする領域である支持体露出部１１が埋まる膜厚で塗布し、ポストベーク処理を行なって着色層を形成する。次に、この着色層に対してエッチバック処理又はＣＭＰ処理を施すことにより、第１の着色パターン２の表面が露出するまでエッチング又はポリッシングする。
このようにして、図１３に示すように、第１の着色パターン２と、第２の着色パターン８と、第３の着色パターン１２とからなるカラーフィルタを作製することができる。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
【００９２】
（実施例１）
以下に示すように、全ての着色画素をフォトリソ法で形成して作製する方法によって、イエロー、シアン、マゼンタの３色の着色画素を有するカラーフィルタを作製した。
【００９３】
＜第１の着色パターン形成工程＞
シリコン基板上にスピンコーターにて、イエローの光硬化性組成物「ＳＹ−４０００Ｌ」（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１．０μｍ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、塗布膜の温度又は雰囲気温度が１００℃となる温度で２分間のプリベーク処理を行なって、第１の着色層であるイエロー着色層を得た。
【００９４】
続いて、ｉ線ステッパー（キャノン（株）製）を用い、２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量でイエロー着色層をパターン露光し、現像液ＣＤ−２０６０（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、現像処理を行なった後、純水によるリンス処理、スピンドライによる乾燥処理を行なった。その後さらに、２２０℃で５分間ポストベークして、イエローパターンを形成しようとする所望の領域に第１の着色パターンとして、図８に示すように、最終的に形成されるイエロー画素の２倍サイズのイエローパターンを形成した。イエローパターンは、ベイヤーパターンとして形成した。イエローパターンのサイズ（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）は、２．０μｍであり、ポストベーク後の膜厚は０．８μｍであった。
【００９５】
＜第２の着色パターン形成工程＞
次に、前記シリコン基板上のイエローパターンが形成された側の面に、シアンの光硬化性組成物「ＳＣ−４２００Ｌ」（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０．７μｍ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、塗布膜の温度又は雰囲気温度が１００℃となる温度で２分間、プリベーク処理を行なって第２の着色層であるシアン着色層を得た。
【００９６】
続いて、ｉ線ステッパー（キャノン（株）製）を用い、２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量でシアン着色層をパターン露光し、現像液ＣＤ−２０６０（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、現像処理を行なった後、純水によるリンス処理を行ない、スピンドライによる乾燥処理を行なった。その後さらに、２２０℃で５分間ポストベークして、シアンパターンを形成しようとする所望の領域に第２の着色パターンとして、図９に示すように、最終的に形成されるシアン画素の２倍サイズのシアンパターンを形成した。シアンパターンは、イエローパターンと相補的なベイヤーパターンとして、イエローパターンが形成されていない領域に形成した。シアンパターンのサイズ（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）は２．０μｍであり、ポストベーク後の膜厚は０．８μｍであった。
【００９７】
また、イエローパターンとシアンパターンとは、隣り合うパターンが互いに面で接するように形成した。形成されたイエローパターン及びシアンパターンの表面は、図１０の第１の着色パターン２及び第２の着色パターン８のように平坦であった。すなわち、イエローパターンの露出面とシアンパターンの露出面は、シリコン基板から同じ高さであった。
【００９８】
＜レジスト形成工程・加工工程＞
続いて、前記シリコン基板上のイエローパターン及びシアンパターンが形成された側に、ポジ型のフォトレジスト「ＦＨｉ６２２ＢＣ」（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を塗布し、プリベークを実施し、膜厚１．０μｍのフォトレジスト層を形成した。
【００９９】
続いて、イエローパターン及びシアンパターン中における、マゼンタパターンを形成しようとするベイヤーパターン領域上のフォトレジスト層を、ｉ線ステッパー（キャノン（株）製）を用いて２５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量で市松模様状にパターン露光し、フォトレジスト層の温度又は雰囲気温度が１１０℃となる温度で１分間、加熱処理（P.E.B.処理）を行なった。その後、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、現像処理を行ない、さらに１１０℃で１分間、ポストベーク処理を実施して、マゼンタパターンを形成しようとする領域のフォトレジストを除去した。このようにして、図１０及び図１１に示すように、市松模様状にレジストパターンを形成した。形成された市松模様状のレジストパターンは、市松模様状に形成されているイエローパターン及びシアンパターンに対し、パターン端が一致していた。また、市松模様状に形成したレジストパターンのサイズ（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）は、１．０μｍであった。
【０１００】
＜エッチング工程＞
次に、以下の条件でドライエッチング処理を行なって、イエローパターン及びシアンパターンの、マゼンタパターンを形成しようとする領域のフォトレジスト層を除去した。すなわち、形成された市松模様状の前記レジストパターンをエッチングマスクとして、イエローパターン及びシアンパターンをドライエッチング処理した。
【０１０１】
ドライエッチング処理は、まず、ドライエッチング装置Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）にて、ＲＦパワー：８００Ｗ、アンテナバイアス：４００Ｗ、ウエハバイアス：２００Ｗ、チャンバーの内部圧力：４．０Ｐａ、基板温度：５０℃、混合ガスのガス種及び流量をＣＦ４：８０ｍＬ／ｍｉｎ、Ｏ２：４０ｍＬ／ｍｉｎ、Ａｒ：８００ｍＬ／ｍｉｎとし、１２０秒の第１段階のドライエッチング処理を実施した。第１段階のドライエッチング処理の条件における、イエローパターンの削れ量は５８０ｎｍであり、シアンパターンの削れ量は５５０ｎｍであり、第１段階のドライエッチング処理でのイエローパターン、シアンパターンのエッチング量は、それぞれ７３％、６９％であった。支持体上には、それぞれ２２０ｎｍ、２５０ｎｍの残膜がある状態である。
【０１０２】
次いで、同一のエッチングチャンバーにて、ＲＦパワー：６００Ｗ、アンテナバイアス：１００Ｗ、ウエハバイアス：２５０Ｗ、チャンバーの内部圧力：２．０Ｐａ、基板温度：５０℃、混合ガスのガス種及び流量をＮ２：５００ｍＬ／ｍｉｎ、Ｏ２：５０ｍＬ／ｍｉｎ、Ａｒ：５００ｍＬ／ｍｉｎとし（Ｎ２／Ｏ２／Ａｒ＝１０／１／１０）、エッチングトータルでのオーバーエッチング率を２０％として、第２段階のエッチング処理及びオーバーエッチング処理を実施した。第２段階のドライエッチング処理の条件における、イエローパターンのエッチングレート及びシアンパターンのエッチングレートは、いずれも６００ｎｍ／ｍｉｎ以上であって、イエローパターン、シアンパターンの残膜をエッチングするには約２２秒〜２５秒の時間を要した。第１のエッチング時間の１２０秒と第２のエッチング時間２５秒を加算したものをエッチング時間と算出した。その結果、エッチング時間：１２０＋２５＝１４５秒、オーバーエッチング時間：１４５×０．２＝２９秒となり、全エッチング時間は１４５＋２９＝１７４秒と設定した。
【０１０３】
以上のようにして、イエローパターンとシアンパターンのうち、マゼンタパターンを形成しようとする領域に位置するイエローパターン及びシアンパターンを、図１２に示すようにドライエッチング処理により除去し、イエロー画素及びシアン画素を得た。
【０１０４】
＜レジスト除去工程＞
次に、フォトレジスト剥離液ＭＳ−２３０Ｃ（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、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の除去を行なった。その後、１００℃で２分間のポストベーク処理を実施した。
【０１０５】
＜第３の着色パターン形成工程＞
引き続いて、前記シリコン基板上のイエロー画素及びシアン画素が形成された側に、マゼンタパターンを形成するための着色光硬化性組成物「ＳＭ−４０００Ｌ」（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０．７μｍの塗布膜となるように塗布した。その後、ホットプレートを使用し、該塗布膜が１００℃となる温度で２分間のプリベーク処理を行なって、第３の着色層であるマゼンタ着色層を得た。
【０１０６】
続いて、ｉ線ステッパー（キャノン（株）製）を用い、２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量でマゼンタ着色層をパターン露光し、その後、現像液ＣＤ−２０６０（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、現像処理を行なった後、純水によるリンス処理、スピンドライによる乾燥処理を行なった。その後さらに、２２０℃で５分間のポストベーク処理を実施して、マゼンタパターンを形成しようとするイエロー画素及びシアン画素に取り囲まれた凹部に、第３の着色パターンであるマゼンタ画素を形成した。マゼンタ画素は、既述のドライエッチング処理により加工された凹状領域に埋め込む形で図１３に示すように市松模様状に形成されており、１．０μｍのパターン幅（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）で形成されている。また、イエロー画素、シアン画素、及びマゼンタ画素は、隣り合う画素同士が互いに面で接するように形成した。また、基板上の着色画像面はフラットな状態となって形成された。すなわち、イエロー画素表面、シアン画素表面、及びマゼンタ画素表面は、いずれもシリコン基板から同じ高さであった。
【０１０７】
以上により、イエロー画素、シアン画素、及びマゼンタ画素を有するカラーフィルタアレイを得た。得られたカラーフィルタアレイにおいては、各着色画素（イエロー画素、シアン画素、マゼンタ画素）の隅が集合する領域における画素非形成部（着色画素が形成されていない領域）の発生が抑制されており、着色画素同士の境界線付近における着色画素の膜厚が薄い箇所の発生も抑制されていた。すなわち、本発明のカラーフィルタの製造方法によると、パターン形成限界が向上し、フォトリソ法よって従来より微細なパターンの形成が可能となることを示す。
【０１０８】
（実施例２）
以下に示すように、全ての着色画素をドライエッチング法で形成して作製する方法によって、イエロー、シアン、マゼンタの３色の着色画素を有するカラーフィルタを作製した。
【０１０９】
＜第１の着色パターン形成工程＞
シリコン基板上にスピンコーターにて、イエローの光硬化性組成物「ＳＹ−４０００Ｌ」（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を、ポストベーク後の膜厚が０．９μｍ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分間の加熱を行ない、塗布膜の硬化を行なって第１の着色層であるイエロー着色層を形成した。
【０１１０】
続いて、前記シリコン基板上のイエロー着色層が形成された側に、熱硬化性組成物「１ＴＳ−５４Ｓ−３００Ａ」（ラサ工業株式会社製）を、膜厚３０ｎｍとなるようにスピンコーターで塗布し、その後２２０℃で５分の加熱処理を行なって硬化させて、イエロー着色層上に第１のエッチングストッパー層として薄膜透明膜１を形成した。
【０１１１】
次に、薄膜透明膜１上に、さらにポジ型のフォトレジスト「ＦＨｉ６２２ＢＣ」（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を塗布し、プリベークを実施し、膜厚１．０μｍのフォトレジスト層を形成した。
【０１１２】
続いて、シアンパターンを形成しようとする領域におけるフォトレジスト層を、ｉ線ステッパー（キャノン（株）製）を用い、２５０ｍＪ／ｃｍ２の露光量でパターン露光し、フォトレジスト層の温度又は雰囲気温度が１１０℃となる温度で１分間、加熱処理を行なった。その後、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、現像処理を行ない、さらに１１０℃で１分間のポストベーク処理を実施し、シアンパターンを形成しようとする領域のフォトレジストを除去し、イエローパターンを形成しようとする領域にエッチングマスクとなるレジストパターンを形成した。レジストパターンはベイヤーパターンとし、該ベイヤーパターンのサイズは、エッチング変換差（エッチングによるパターン幅の縮小）を考慮して２．１μｍで形成した。
【０１１３】
次に、以下のようにして、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、薄膜透明膜１及びイエロー着色層のドライエッチング処理を行ない、第１の着色パターンとしてイエローパターンを作製した。
まず、ドライエッチング装置Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）にて、ＲＦパワー：８００Ｗ、アンテナバイアス：４００Ｗ、ウエハバイアス：２００Ｗ、チャンバーの内部圧力：４．０Ｐａ、基板温度：５０℃、混合ガスのガス種及び流量をＣＦ４：８０ｍＬ／ｍｉｎ、Ｏ２：４０ｍＬ／ｍｉｎ、Ａｒ：８００ｍＬ／ｍｉｎとし、９０秒の第１のエッチング処理を実施した。このエッチング条件でのイエロー着色層の削れ量は５８０ｎｍであり、第１のエッチング処理での削れ量は７２％のエッチング量となり、薄膜透明膜１のエッチング時間として約３秒が必要であったため、約２３５ｎｍの残膜がある状態であった。
【０１１４】
次いで、同一のエッチングチャンバーにて、ＲＦパワー：６００Ｗ、アンテナバイアス：１００Ｗ、ウエハバイアス：２５０Ｗ、チャンバーの内部圧力：２．０Ｐａ、基板温度：５０℃、混合ガスのガス種及び流量をＮ２：５００  ｍＬ／ｍｉｎ、Ｏ２：５０ｍＬ／ｍｉｎ、Ａｒ：５００ｍＬ／ｍｉｎとし（Ｎ２／Ｏ２／Ａｒ＝１０／１／１０）、エッチングトータルでのオーバーエッチング率を２０％としてエッチング処理を実施した。第２のエッチング条件でのイエロー着色層のエッチングレートは６００ｎｍ／ｍｉｎ以上であって、イエロー着色層の残膜をエッチングするには約２４秒の時間を要した。第１のエッチング時間の９０秒と第２のエッチング時間２４秒を加算したものをエッチング時間と算出した。その結果、エッチング時間：９０秒＋２４＝１１４秒、オーバーエッチング時間：１１４秒×０．２＝２３秒となり、全エッチング時間は１１４秒＋２３秒＝１３７秒と設定した。
【０１１５】
前記条件でドライエッチングを行なった後、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秒間、剥離処理を実施してフォトレジストを除去し、第１の着色パターンとして、図８に示すように最終的に形成されるイエロー画素の２倍サイズの、上層に薄膜透明層１を有するイエローパターンを得た。イエローパターンは、ベイヤーパターンとして形成し、パターンサイズ（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）は２．０μｍであった。
【０１１６】
＜第２の着色パターン形成工程＞
次に、前記シリコン基板上の薄膜透明膜１及びイエローパターンが形成された側に、スピンコーターにて、シアン色の光硬化性組成物「ＳＣ−４２００Ｌ」（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０．７μｍ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分間の加熱を行ない、塗布膜の硬化を行なって、第２の着色層であるシアン着色層を形成した。
【０１１７】
次いで、ドライエッチング装置Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）にて、ＲＦパワー：６００Ｗ、アンテナバイアス：１００Ｗ、ウエハバイアス：２５０Ｗ、チャンバーの内部圧力：２．０Ｐａ、基板温度：５０℃、混合ガスのガス種及び流量をＮ２：５００ｍＬ／ｍｉｎ、Ａｒ：５００ｍＬ／ｍｉｎとし（Ｎ２／Ａｒ＝１／１）、全面エッチング（エッチバック処理）を実施した（第２のエッチング条件）。第２のエッチング条件でのシアン着色層のエッチングレートは１５０ｎｍ／ｍｉｎ以上であって、イエローパターン上の薄膜透明膜１のさらに上のシアン着色層は２００ｎｍの膜厚で形成されていたため、シアン着色層を除去し、イエローパターン上の薄膜透明膜１を露出させるのに８０秒の時間を要する計算となった。これに１０秒間のオーバーエッチングを加算してエッチング時間とした。その結果、エッチング時間：８０秒、オーバーエッチング時間：１０秒となり、全エッチング時間は８０＋１０＝９０秒と設定した。
上記の条件で全面エッチングを実施し、第２の着色パターンとして、図９に示すように、最終的に形成されるシアン画素の２倍サイズのシアンパターンを得た。得られたシアンパターンは、シリコン基板上のイエローパターン間に挟まれた凹部に埋め込まれるように形成された。従って、イエローパターンとシアンパターンとは、隣り合うパターンが面で接するように形成された。また、イエローパターン上の薄膜透明膜１の表面とシアンパターンの表面とは、シリコン基板から同じ高さであった。
【０１１８】
＜第２のエッチングストッパー層形成工程＞
次に、前記シリコン基板上の、イエローパターン、薄膜透明膜１、及びシアンパターンが形成された側に、熱硬化性組成物「１ＴＳ−５４Ｓ−３００Ａ」（ラサ工業株式会社製）を、膜厚が３０ｎｍとなるようにスピンコーターで塗布し、２２０℃で５分の加熱処理を行なって硬化させて、薄膜透明膜１及びシアンパターン上に、第２のエッチングストッパー層である薄膜透明膜２を形成した。
【０１１９】
＜レジスト形成工程・加工工程＞
続いて、形成された薄膜透明膜２上に、ポジ型のフォトレジスト「ＦＨｉ６２２ＢＣ」（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を塗布し、プリベークを実施して、膜厚１．０μｍのフォトレジスト層を形成した。その後、既述の「第１の着色パターン形成工程」におけるレジストパターンの形成と同様の条件でパターン露光、現像処理を行ない、マゼンタパターンを形成しようとするベイヤー状のパターン領域のフォトレジスト層を市松模様状に除去して、イエローパターン及びシアンパターンのサイズの１／２のサイズのベイヤー状のレジストパターンを、図１０及び図１１に示すように市松模様状に形成した。形成されたベイヤー状のレジストパターンのパターンエッジは、イエローパターン及びシアンパターンに対し、エッジ部分が基板に対して垂直方向に一致（アライメント）していた。また、市松模様状に形成したレジストパターンサイズ（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）は、１．０μｍで形成した。
【０１２０】
＜エッチング工程＞
続いて、第１段階のエッチング時間を１２０秒に、第２段階のエッチング時間を２５秒に、オーバーエッチング時間を２９秒（１４５秒×０．２）に、それぞれ変更することにより総エッチング時間を１７４秒に変更したこと以外は、実施例１のエッチング工程と同様の条件にて、ドライエッチング処理を実施し、薄膜透明膜１、薄膜透明膜２、イエローパターン、及びシアンパターンのうち、マゼンタパターンを形成しようとする領域をドライエッチング処理により除去した。すなわち、形成されたレジストパターンをエッチングマスクとして、薄膜透明膜１、薄膜透明膜２、イエローパターン、及びシアンパターンのドライエッチング処理を行なった。
【０１２１】
＜レジスト除去工程＞
続いて、フォトレジスト剥離液ＭＳ−２３０Ｃ（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、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の除去を行なった。
【０１２２】
以上のようにして、イエローパターンとシアンパターンのうち、マゼンタパターンを形成しようとするベイヤー状の領域をドライエッチング処理により除去し、イエローパターン及びシアンパターンをそれぞれ孤立パターン状に形成し、イエロー画素及びシアン画素を得た。また、マゼンタパターンを形成しようとする領域のサイズ（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）は、１．０μｍであった。
【０１２３】
＜第３の着色パターン形成工程＞
次に、前記シリコン基板上のイエロー画素、シアン画素、薄膜透明膜１、及び薄膜透明膜２が形成された側に、マゼンタパターンを形成するための光硬化性組成物「ＳＭ−４０００Ｌ」（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０．７μｍ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、１００℃となる温度で２分間のポストベーク処理を行なって、第３の着色層としてマゼンタ着色層を得た。
【０１２４】
次いで、ドライエッチング装置Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）にて、ＲＦパワー：６００Ｗ、アンテナバイアス：１００Ｗ、ウエハバイアス：２５０Ｗ、チャンバーの内部圧力：２．０Ｐａ、基板温度：５０℃、混合ガスのガス種及び流量をＮ２：５００ｍＬ／ｍｉｎ、Ａｒ：５００ｍＬ／ｍｉｎ（Ｎ２／Ａｒ＝１／１）とし、薄膜透明膜２が露出するまで全面エッチング（エッチバック処理）を実施した。このときのマゼンタ着色層のエッチングレートは１５０ｎｍ／ｍｉｎ以上であった。薄膜透明膜２上には、マゼンタ着色層が２００ｎｍ形成されていたため、薄膜透明膜２を露出させるには、８０秒の時間を要する計算となった。これに１０秒間のオーバーエッチングを加算してエッチング時間とした。その結果、エッチング時間：８０秒、オーバーエッチング時間：１０秒となり、全エッチング時間は８０＋１０＝９０秒と設定した。
【０１２５】
以上により、マゼンタパターンを形成しようとする領域に、第３の着色パターンとしてマゼンタ画素を市松模様状に形成した。マゼンタ画素は、既述のドライエッチング処理により加工された凹状領域に埋め込む形で図１２に示すように市松模様状に形成されており、１．０μｍのパターン幅（上方からみた矩形パターンの一辺の長さ）で形成されている。また、イエロー画素、シアン画素、及びマゼンタ画素は、隣り合う画素同士が互いに面で接するように形成した。また、基板上の着色画素面はフラットな状態となって形成された。すなわち、イエロー画素上の薄膜透明膜２の表面、シアン画素上の薄膜透明膜２の表面、及びマゼンタ画素表面は、いずれもシリコン基板から同じ高さであった。
【０１２６】
以上により、イエロー画素、シアン画素、及びマゼンタ画素を有するカラーフィルタアレイを得た。得られたカラーフィルタアレイにおいては、各着色画素（イエロー画素、シアン画素、マゼンタ画素）の隅が集合する領域における画素非形成部（着色画素が形成されていない領域）の発生は抑制されており、着色画素同士の境界線付近における着色画素の膜厚が薄い箇所の発生も抑制されていた。すなわち、本発明のカラーフィルタの製造方法によると、パターン形成限界が向上し、ドライエッチング法によっても従来より微細なパターンの形成が可能となることを示す。
【０１２７】
従来のフォトリソ法で形成されるカラーフィルタは、イエロー画素、シアン画素、マゼンタ画素が画素サイズの縮小に伴なってより高い解像力が要求される状況にあり、露光時の近接効果によりパターンの形成性が著しく損なわれる場合があった。本発明の製造方法は、所望の加工寸法の２倍サイズの大きさの第１、第２の着色パターンを市松模様状に形成するため、着色レジストに要求される解像力は通常の半分で済むようになった。また、解像力に優れるフォトレジスト、ドライエッチングでアシストしてパターンを形成することで、従来より高い解像性、矩形性を有するカラーフィルタの形成が可能となる。
【符号の説明】
【０１２８】
２・・・第１の着色層、第１の着色パターン
３・・・フォトレジスト層
８・・・第２の着色層、第２の着色パターン
１０・・・レジストパターン
１２・・・第３の着色パターン
【図１】
2010204579.tif 000004
【図２】
2010204579.tif 000005
【図３】
2010204579.tif 000006
【図４】
2010204579.tif 000007
【図５】
2010204579.tif 000008
【図６】
2010204579.tif 000009
【図７】
2010204579.tif 000010
【図８】
2010204579.tif 000011
【図９】
2010204579.tif 000012
【図１０】
2010204579.tif 000013
【図１１】
2010204579.tif 000014
【図１２】
2010204579.tif 000015
【図１３】
2010204579.tif 000016