(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられ、
全固形分に対する前記無機粒子の質量比が０．８％〜４．０％であり、
前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が１％〜３５％である着色硬化性組成物。
【請求項２】
前記無機粒子が透明性の無機粒子であることを特徴とする請求項１に記載の着色硬化性組成物。
【請求項３】
前記無機粒子が、シリカ粒子、ジルコニア粒子、及びアルミナ粒子から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の着色硬化性組成物。
【請求項４】
前記無機粒子がシリカ粒子であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の着色硬化性組成物。
【請求項５】
前記無機粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の着色硬化性組成物。
【請求項６】
前記無機粒子の平均粒子径が１０ｎｍ〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の着色硬化性組成物。
【請求項７】
更に、酸無水物を含むことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の着色硬化性組成物。
【請求項８】
支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第１の着色層を形成する第１の着色層形成工程と、
前記第１の着色層をドライエッチング処理して第１の着色パターンを形成する第１のパターン形成工程と、
前記支持体の第１の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第２の着色硬化性組成物を用いて第２の着色層を形成する第２の着色層形成工程と、
形成された前記第２の着色層を、前記第１の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、
を含み、複数色の着色パターンからなるカラーフィルタを作製することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第１の着色層を形成する第１の着色層形成工程と、
前記第１の着色層をドライエッチング処理して第１の着色パターンを形成する第１のパターン形成工程と、
前記支持体の第１の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第ｎ（ｎ≧２）の着色硬化性組成物を用いて第ｎの着色層を形成する第ｎの着色層形成工程と、
形成された前記第ｎの着色層及び前記第１の着色パターンをドライエッチング処理して、第ｎ＋１（ｎ≧２）の着色パターンを形成するための凹凸パターンを形成する第ｎ＋１のパターン形成工程、及び前記支持体の凹凸パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第ｎ＋１（ｎ≧２）の着色硬化性組成物を用いて第ｎ＋１の着色層を形成する第ｎ＋１の着色層形成工程のそれぞれ少なくとも１工程と、
前記支持体の第１の着色パターン形成面側に形成されたｎ層（ｎ≧２）の着色層を、前記第１の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、
を含み、ｎ＋１色の着色パターンからなるカラーフィルタを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が０．８％〜４．０％であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が１％〜３５％である着色硬化性組成物の硬化物である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタ。
【請求項１１】
着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が０．８％〜４．０％であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が１％〜３５％である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタ。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチング法を利用したパターンの形成に好適な着色硬化性組成物、並びにこれを用いたカラーフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば固体撮像素子には、半導体基板等の支持体上に赤色画素、緑色画素、青色画素などの複数色の着色画素が２次元配列されたカラーフィルタが設けられている。この固体撮像装置においては、近年、画素数の増加は顕著であり、従来と同じインチサイズの固体撮像素子と比較した場合、その画素サイズの縮小化は顕著である。また、画素サイズが縮小するにつれて、色分離の性能要求は厳しくなり、色シェーディング特性、混色防止などのデバイス特性維持のため、カラーフィルタに求められる性能に薄膜化、矩形化、及び各着色画素間に色同士が重なり合うオーバーラップ領域をなくす等の性能が要求されている。
【０００３】
このようなカラーフィルタの製造方法として、以前からフォトリソ法が多く用いられている。フォトリソ法は、支持体上に着色感光性組成物を塗布・乾燥させて着色層を形成した後、この着色層をパターン露光・現像等を行なって第１色目（例えば緑色）の着色画素を形成し、以下同様にして残りの色の着色画素を形成する方法である。
【０００４】
ところが、固体撮像装置の画素の微細化にともない、いわゆるフォトリソ法によるパターン形成では、カラーフィルタの微細化及び薄膜化の要求に対して、カラーフィルタの分光特性とパターン形成性の両立が困難になってきている。具体的には、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいて、着色パターンの薄層化については例えば厚みが１μｍ以下、画素パターンサイズについては２μｍ以下（例えば０．５〜２．０μｍ）となるような微小サイズ化が図られる傾向にある。
【０００５】
特に薄膜化が進むにつれ、顔料等の着色剤の膜中の相対量が増える反面、着色剤以外のフォトリソ性に寄与する成分の膜中の量が相対的に減少しており、この減少によるパターン形成性は、２．０μｍを下回るパターン形成の要求に対し、ＯＰＣなどの補正を行なった場合であっても、上面から観察されるパターンの形状改善効果はあるが、断面を観察した場合のパターン形状はパターンエッジが丸く矩形性に乏しい等の問題が存在する。これは、顔料分散液を使用したカラーフィルタ（顔料を種々の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作製したカラーフィルタ）では、顔料による露光時の光散乱の影響により、パターンエッジの丸まりが顕著になることが知られている。
【０００６】
特に最近では、固体撮像素子用カラーフィルタの更なる高精細化の要求から例えば１．４μｍパターンの形成性が問われるようになってきており、従来のフォトリソ法では解像力の限界に近い。
【０００７】
フォトリソ法を利用したカラーフィルタの製造方法に対して、パターンの微細化と薄膜化を実現するのに有効な方法として、ドライエッチング法を用いた加工方法が提案されている。ドライエッチング法は、パターン（各着色画素）を矩形に形成する方法として従来から採用されており、フォトリソ法とドライエッチング法とを組み合わせたパターン形成法などが提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００８】
また、支持体上に第１の着色層を形成し、形成された第１の着色層上に第１のストッパー層を形成する着色パターン形成工程を有するカラーフィルタの製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この場合、複数色のカラーフィルタを作製する際に最終工程として例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により第１のカラーフィルタ層まで研磨して平坦性のカラーフィルタを得るが、第１のカラーフィルタ層まで研磨する場合、第１のカラーフィルタ層上にストッパー層を有することによりＣＭＰ耐性を持つため、過研磨が防止され、プロセスウィンドゥを広げることが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２４９２１８号公報
【特許文献２】特開２００６−３３９３７６号公報
【特許文献３】特開２００９−３１７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記のようにＣＭＰにより第１のカラーフィルタ層の研磨が過剰に進行してしまうのを防止するためには、被研磨層の下層としてストッパー層を設置せざるを得ない状況にあり、このストッパー層の設置自体が工程数の増加、プロセスの複雑化を招き、製造コスト上、不利となることが懸念材料となっている。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、成膜した際に過研磨等の過剰な平坦化処理を受け難い耐性（以下、「研磨ストッパー性」と称することがある。）を有する着色硬化性組成物、並びに、ドライエッチング法で形成された着色パターン上の着色層に平坦化処理（ＣＭＰ等による研磨等）を施して多色パターンを形成する場合に、製造コストを低く抑えつつも、既設の着色パターンに過研磨等の過剰な平坦化処理を与えることなく、所望のパターン厚のカラーフィルタを作製することができるカラーフィルタの製造方法、所望のパターン厚、色相及び色濃度を有するカラーフィルタ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】
【００１２】
本発明は、例えば所望のパターンに加工された第１色目の着色パターン上を覆うように第２色目、第３色目、・・・の着色層を設けた後、第２色目以降の着色層を第１色目の着色パターンが少なくとも露出するまで研磨して多色パターンを形成する場合などにおいて、第１色目の着色パターン（着色層）に所定量の無機粒子を分散等して存在させておくことで、平坦化処理（ＣＭＰ等による研磨など）時の耐性が飛躍的に向上するとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。
【００１３】
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＞  着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられ、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が０．８％〜４．０％であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が１％〜３５％である着色硬化性組成物である。
＜２＞  前記無機粒子が透明性の無機粒子であることを特徴とする前記＜１＞に記載の着色硬化性組成物である。
＜３＞  前記無機粒子が、シリカ粒子、ジルコニア粒子、及びアルミナ粒子から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の着色硬化性組成物である。
＜４＞  前記無機粒子がシリカ粒子であることを特徴とする前記＜１＞〜前記＜３＞のいずれか１つに記載の着色硬化性組麹町成物である。
＜５＞  前記無機粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以下であることを特徴とする前記＜１＞〜前記＜４＞のいずれか１つに記載の着色硬化性組成物である。
＜６＞  前記無機粒子の平均粒子径が１０ｎｍ〜３０ｎｍであることを特徴とする前記＜１＞〜前記＜５＞のいずれか１つに記載の着色硬化性組成物である。
＜７＞  更に、酸無水物を含むことを特徴とする前記＜１＞〜前記＜６＞のいずれか１つに記載の着色硬化性組成物である。
【００１４】
＜８＞  支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第１の着色層を形成する第１の着色層形成工程と、前記第１の着色層をドライエッチング処理して第１の着色パターンを形成する第１のパターン形成工程と、前記支持体の第１の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第２の着色硬化性組成物を用いて第２の着色層を形成する第２の着色層形成工程と、形成された前記第２の着色層を、前記第１の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、を含み、複数色の着色パターンからなるカラーフィルタを作製することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
＜９＞  支持体上に、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられる着色硬化性組成物を用いて第１の着色層を形成する第１の着色層形成工程と、前記第１の着色層をドライエッチング処理して第１の着色パターンを形成する第１のパターン形成工程と、前記支持体の第１の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第ｎ（ｎ≧２）の着色硬化性組成物を用いて第ｎの着色層を形成する第ｎの着色層形成工程と、形成された前記第ｎの着色層及び前記第１の着色パターンをドライエッチング処理して、第ｎ＋１（ｎ≧２）の着色パターンを形成するための凹凸パターンを形成する第ｎ＋１のパターン形成工程、及び前記支持体の凹凸パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第ｎ＋１（ｎ≧２）の着色硬化性組成物を用いて第ｎ＋１の着色層を形成する第ｎ＋１の着色層形成工程のそれぞれ少なくとも１工程と、前記支持体の第１の着色パターン形成面側に形成されたｎ層（ｎ≧２）の着色層を、前記第１の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、を含み、ｎ＋１色の着色パターンからなるカラーフィルタを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１５】
＜１０＞  着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が０．８％〜４．０％であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が１％〜３５％である着色硬化性組成物の硬化物である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタである。
＜１１＞  着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を含み、全固形分に対する前記無機粒子の質量比が０．８％〜４．０％であり、前記硬化性化合物の少なくとも一種が多官能エポキシ化合物であり、全固形分に対する前記多官能エポキシ化合物の質量比が１％〜３５％である少なくとも一種の着色パターンを備えたカラーフィルタである。
＜１２＞  前記＜１０＞又は前記＜１１＞に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、成膜した際に過研磨等の過剰な平坦化処理を受け難い耐性（研磨ストッパー性）を有する着色硬化性組成物を提供することができる。また、
本発明によれば、ドライエッチング法で形成された着色パターン上の着色層に平坦化処理（ＣＭＰ等による研磨等）を施して多色パターンを形成する場合に、製造コストを低く抑えつつも、既設の着色パターンに過研磨等の過剰な平坦化処理を与えることなく、所望のパターン厚のカラーフィルタを作製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。さらに、
本発明によれば、所望の色相及び色濃度を有するカラーフィルタを提供することができる。
【００１７】
以上のように、本発明においては、製造コストを低く削減しながらも、所望の色相、色濃度、解像度（パターン形状）に高めたカラーフィルタ及びこれを備えた固体撮像素子等を作製する場合に、プロセスウインドゥを拡大したカラーフィルタの構造、製造に関する技術を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】カラーフィルタ及び固体撮像素子の構成例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの製造方法によりカラーフィルタを作製する流れの一例を示す工程図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの製造方法によりカラーフィルタを作製する流れの他の例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の着色硬化性組成物、並びにこれを用いた本発明のカラーフィルタ及びその製造方法について詳細に説明する。
【００２０】
＜着色硬化性組成物＞
本発明の着色硬化性組成物は、着色剤、無機粒子、及び硬化性化合物を少なくとも含み、ドライエッチング法によるパターン形成に用いられるものであり、特にドライエッチング処理して形成された既設のパターン（例えば第１色目の着色パターン）上の着色層（例えば第２色目）の平坦化処理に好適な組成を有している。
【００２１】
本発明においては、着色剤及び硬化性化合物に加えて無機粒子を含むことで、平坦化処理（ＣＭＰ等による研磨等；以下、総じて単に「研磨」と称することがある。）しようとする着色層（以下、「被研磨層」ともいう。）の下層（支持体に近い側の層）に位置する既設パターン（例えば第１色目の着色パターン）が研磨ストッパー性を持つので、別途の工程でストッパー層を設けることなく、過研磨を抑えた所望量の研磨が可能であり、所望とする色相、色濃度を有するカラーフィルタを作製することができる。
これにより、製造コストを削減しつつも、カラーフィルタ製造時におけるプロセスウインドゥの拡大を実現することが可能である。
【００２２】
本発明の着色硬化性組成物としては、感光性の着色光硬化性組成物、又は非感光性の着色熱硬化性組成物のいずれも使用することができる。
［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」としては、フォトリソ法に一般に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）、重合成分（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。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。
【００２３】
［着色熱硬化性組成物］
着色熱硬化性組成物は、着色剤及び熱硬化性化合物を含むものであり、全固形分中の着色剤濃度が５０質量％以上１００質量％未満であるものが好ましい。着色剤濃度を高めることにより、より薄膜のカラーフィルタが得られる。なお、カラーフィルタの各着色画素をドライエッチング法、すなわち着色熱硬化性組成物のみを用いて形成する場合には、各着色画素（各着色層）から光硬化成分を除き、各層の硬化成分を熱硬化成分のみとすることで着色成分の比率を高めることができる。その結果、各着色画素をより薄膜化し、かつ良好な分光特性が得られる。
【００２４】
以下、着色硬化性組成物を構成する各成分について説明する。
−着色剤−
本発明の着色硬化性組成物は、着色剤の少なくとも一種を含有する。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。
【００２５】
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。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。
【００２６】
このような顔料として、以下のものが挙げられる。但し、本発明は、これらに限定されるものではない。青色の分離性の観点からは、青色素に更にバイオレット色素を含有することが望ましい。これにより、青色パターン・画素が薄膜で形成されている場合でも、その分光特性をより良化することができる。
【００２７】
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
【００２８】
本発明において、着色剤として染料を用いる場合、染料を組成物中に均一に溶解して非感光性の着色熱硬化性組成物を得ることができる。
染料としては特に制限はなく、従来カラーフィルタ用として公知の染料が使用できる。
【００２９】
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可能である。
【００３０】
着色剤の着色硬化性組成物の全固形分中における含有率としては、特に限定はないが、好ましくは３０〜８０質量％であり、更に好ましくは５０〜８０質量％である。着色剤の含有率が３０質量％以上であることで、カラーフィルタとして適度な色度が得られ、所望の色相、色濃度、パターン形状（パターン断面が矩形）のパターンを得るのにより有効である。また、着色剤の含有率が７０質量％以下であることで、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。
【００３１】
−無機粒子−
本発明の着色硬化性組成物は、無機粒子の少なくとも一種を含有する。無機粒子の材質としては、組成物の全固形分に対して２０質量％以下の添加量範囲内において可視光が透過する透明性を有することが好ましく、公知の無機粒子の中から特に制限はなく選択することができる。
【００３２】
ここで、透明性の無機粒子とは、上記含有量で組成物を１．０μｍの塗膜として形成し、可視光（４００〜７００ｎｍ）の透過率を測定としたときに、透過する光の透過率が９０％以上である粒子をいう。
【００３３】
無機粒子としては、例えば、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、及び硫化物等の化合物粒子や金属粒子等が挙げられる。 無機粒子の具体例としては、例えば酸化物として、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどの粒子が挙げられ、シリカ粒子が好ましい。シリカ粒子には、例えば、コロイダルシリカ、気相法シリカなどの無水シリカ、含水シリカが含まれる。
【００３４】
無機粒子の平均粒子径としては、二次粒子の体積平均粒子径で５０ｎｍ以下であることが好ましく、更には１０〜３０ｎｍの範囲であることが好ましい。平均粒子径が５０ｎｍ以下であることで、透明性が得られ、例えばカラーフィルタ等の着色パターンを作製した際に、着色剤の色相、色むらを損なわず、所望の色合いや色濃度を得やすくなる。
無機粒子の体積平均粒子径は、マイクロトラックＵＰＡ−ＥＸ１５０（日機装株式会社製）を用いて測定される値である。
【００３５】
また、無機粒子として、市販品を用いてもよい。上市されている無機粒子の例としては、コロイダルシリカの例として、例えば、日産化学（株）製のオルガノシリカゾル ＭＥＫ−ＳＴ、ＰＭＡ−ＳＴ、ＰＧＭ−ＳＴ等、触媒化成工業（株）製のＯＳＣＡＬ（オスカル）１１３２、同１２３２、同１３３２、同１４３２、同１５３２、同１６２２、同１７２２、同１７２４（以上、有機溶剤分散）等が挙げられ、アルミナの例として、川研ファインケミカル（株）製のアルミゾル−１０Ｄが挙げられ、また、ジルコニアの例として、日星産業（株）製のナノユースＺＲ（r）〔ジルコニアゾル〕、などが挙げられる。
【００３６】
無機粒子の着色硬化性組成物の全固形分に対する含有比率（質量比）としては、０．８〜２０％の範囲が好ましい。組成物全質量に対する無機粒子の含有比率が０．８質量％以上であると、ＣＭＰ等による研磨などで平坦化処理した場合の既設パターンの過研磨が効果的に防止され、所望の厚み、色相及び色濃度を有するカラーフィルタを作製することができる。また、無機粒子の含有量が２０質量％以下であると、膜厚に対する色調（色価）の変化が少ないため着色硬化性組成物の膜厚に影響が少ないこと、ドライエッチング加工時のエッチング容易性（高いレートが保持できる）の点で有利である。
中でも、無機粒子の着色硬化性組成物の全固形分に対する含有比率は、２．０〜１０質量％の範囲がより好ましい。
【００３７】
−硬化性化合物−
本発明の着色硬化性組成物は、硬化性化合物の少なくとも一種を含有する。
硬化性化合物としては、感光性に構成するときには、重合成分（重合性モノマー等）及び光重合開始剤等が用いられ、また、非感光性（熱硬化性）に構成するときには、加熱により膜硬化が進行するものが用いられる。感光性とする場合の重合成分及び光重合開始剤等については既述の通りである。
【００３８】
非感光性（熱硬化性）に構成するときに用いる硬化性化合物としては、加熱により膜硬化が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。このような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。
【００３９】
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、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。
【００４０】
前記エポキシ化合物としては、エポキシ基を有し、かつ架橋性を有する樹脂を適宜選択して用いることができる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、へキサンジオールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン等の２価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールフェノールトリグリシジルエーテル、ＴｒｉｓＰ−ＰＡトリグリシジルエーテル等に代表される３価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、テトラメチロールビスフェノールＡテトラグリシジルエーテル等に代表される４価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル等の多価グリシジル基含有低分子化合物、ポリグリシジル（メタ）アクリレート、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１−ブタノールの１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロヘキサン付加物等に代表されるグリシジル基含有高分子化合物、等が挙げられる。
【００４１】
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。
【００４２】
着色熱硬化性組成物中における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、着色熱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。
【００４３】
−酸無水物−
本発明の着色硬化性組成物は、酸無水物を含有することが好ましい。酸無水物を含有することにより、硬化性化合物、特にエポキシ化合物の熱硬化による架橋性を向上させることができる。
【００４４】
酸無水物としては、例えば、フタル酸無水物、ナジック酸無水物、マレイン酸無水物、琥珀酸無水物などが挙げられる。中でも、酸無水物は、顔料分散への影響が少ないの点で、フタル酸無水物が好ましい。
エポキシ硬化剤としてアミン系化合物も一般的であるが、ポットライフが比較的長いなどの利点がある。
【００４５】
酸無水物の着色硬化性組成物中における含有量としては、硬化性化合物（特にエポキシ化合物）の含有量に対して、１０〜４０質量％の範囲が好ましく、１５〜３０質量％の範囲がより好ましい。酸無水物の含有量は、１０質量％以上であると硬化性化合物、特にエポキシの架橋密度が向上し、機械的強度を高めることができ、３０質量％以下であると塗膜中の熱硬化成分が抑制され、色材の濃度を高めるのに有利である。
【００４６】
−各種添加物−
着色硬化性組成物には、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。
【００４７】
［バインダー］
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。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
これらのバインダー中に既述の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（着色層形成）時の塗布面状にも寄与している。
【００５１】
［硬化剤］
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。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。以下、硬化剤の例を示す。
【００５２】
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。また化学構造別にみるとアミン類では、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。
【００５３】
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。
【００５４】
［硬化触媒］
着色剤濃度の高い組成を実現するためには、硬化剤との反応による硬化のほか、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。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。
【００５５】
［溶剤］
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られる。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
【００５６】
［分散剤］
分散剤を含有することにより、顔料の分散性を向上させることができる。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。
【００５７】
分散剤としては、多くの種類の化合物が使用可能であるが、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）及びイソネットＳ−２０（三洋化成（株）製）が挙げられる。
【００５８】
前記分散剤は、一種単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。着色熱硬化性組成物への分散剤の添加量は、通常は顔料１００質量部に対して０．１〜５０質量部程度が好ましい。
【００５９】
〜〜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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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無機粒子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、無機粒子と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。
【００６７】
＜カラーフィルタ及びその製造方法＞
本発明のカラーフィルタは、これを構成するパターンのうち、少なくとも一種のパターンが着色剤及び無機粒子を含ませて構成された着色パターンである。本発明のカラーフィルタは、少なくとも一種のパターンが着色剤及び無機粒子を含有するように形成されたものであれば特に制限されるものではないが、パターンをドライエッチング法と平坦化処理とを利用して形成した場合に所望のパターン厚、色相及び色濃度を確保する観点から、本発明のカラーフィルタは、好ましくは以下に示す本発明のカラーフィルタの製造方法により作製される。
【００６８】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、既述の本発明の着色硬化性組成物を用いて第１の着色層を形成する第１の着色層形成工程と、形成された第１の着色層をドライエッチング処理して第１の着色パターンを形成する第１のパターン形成工程とを設けて構成したものである。
【００６９】
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、無機粒子を含む着色硬化性組成物を用いることで、着色パターンの表面の傷耐性が向上するなど外力耐性が与えられ、また、例えば無機粒子を含ませた第１の着色パターン（例えば１色目画素）の上に第２の着色パターン（例えば２色目画素）を平坦化処理（ＣＭＰ等の研磨など）を施して形成する場合に、第１の着色パターンの過研磨等を防止し、所望のパターン厚、色相及び色濃度を持つ着色パターンが得られる。
特に、例えば厚みが１μｍ以下及び／又は画素パターンサイズが２μｍ以下（例えば０．５〜２．０μｍ）となるような微小サイズが求められる固体撮像素子用のカラーフィルタを作製するのに有効である。
【００７０】
ここで、固体撮像素子について、一例として図１を参照して略説する。
図１に示すように、固体撮像素子１０は、シリコン基板上に設けられた受光素子（フォトダイオード）３２、カラーフィルタ１３、平坦化膜１４、マイクロレンズ１５等から構成される。本発明においては、平坦化膜１４は必ずしも設ける必要はない。なお、図１では、各部を明確にするため、相互の厚みや幅の比率は無視して一部誇張して表示している。
【００７１】
支持体としては、シリコン基板のほか、カラーフィルタに用いられるものであれば特に制限はなく、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、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えば酸化膜、窒化シリコン等が挙げられる。また、これら支持体とカラーフィルタ１３との間には本発明を損なわない限り中間層などを設けてもよい。
【００７２】
シリコン基板上には、Ｐウエル３１を有し、このＰウエルの表面の一部にフォトダイオード３２を有している。フォトダイオード３２は、Ｐウエルの表面の一部にＰやＡｓ等のＮ型不純物をイオン注入した後、熱処理を行うことにより形成される。また、シリコン基板のＰウエル３１の表面であって前記一部とは異なる領域には、フォトダイオード３２よりＮ型不純物濃度の高い不純物拡散層３３を有している。この不純物拡散層３３は、ＰやＡｓ等のＮ型不純物をイオン注入した後、熱処理を行うことにより形成され、フォトダイオード３２が入射光を受けることにより発生した電荷を転送する浮遊拡散層の役割を果たす。ウエル３１をＰ型不純物層、フォトダイオード３２及び不純物拡散層３３をＮ型不純物層とする以外にも、ウエル３１をＮ型不純物層、フォトダイオード３２及び不純物拡散層３３をＰ型不純物層として実施することもできる。
【００７３】
Ｐウエル３１、フォトダイオード３２、及び不純物拡散層３３上には、ＳｉＯ２又はＳｉＯ２／ＳｉＮ／ＳｉＯ２等の絶縁膜３７を有しており、この絶縁膜３７上にはポリＳｉ、タングステン、タングステンシリサイド、Ａｌ、Ｃｕ等からなる電極３４が設けられている。電極３４は、ゲートＭＯＳトランジスタのゲートの役割を果たし、フォトダイオード３２に発生した電荷を不純物拡散層３３に転送するための転送ゲートとしての役割を果たすことができる。さらに、電極３４の上方には、配線層３５が形成されている。配線層３５の更に上方には、ＢＰＳＧ膜３６、Ｐ−ＳｉＮ膜３８を有している。ＢＰＳＧ膜３６とＰ−ＳｉＮ膜３８の界面がフォトダイオード３２の上方で下に湾曲する形状になるように形成されており、入射光を効率よくフォトダイオード３２に導くための層内レンズの役割を果たす。ＢＰＳＧ膜３６上には、Ｐ−ＳｉＮ膜３８表面又は画素領域以外の凹凸部を平坦化する目的で平坦化膜層３９が形成されている。
【００７４】
この平坦化膜層３９上にカラーフィルタ１３が形成されている。なお、以下の説明では、領域を区切らずにシリコン基板上に形成されている着色膜（いわゆるベタ膜）を「着色（赤色、緑色、青色）層」といい、パターン状に領域を区切って形成されている着色膜（例えば、ストライプ状にパターニングされている膜等）を「着色（赤色、緑色、青色）パターン」という。また、着色パターンのうち、カラーフィルタ１３を構成する要素となっている着色パターン（例えば、正方形にパターン化された着色パターン等）を「着色（赤色、緑色、青色）画素」という。
【００７５】
ここで、パターン状に領域を区切って形成する形態（パターン化する形態）には、感光性の着色膜をパターン露光、現像してパターン化する形態の他、着色層上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングすることに
より着色層をパターン化する形態、シリコン基板上に設けられたパターン状の凹部に埋め込むようにして着色層を形成し、形成された着色層のうち凹部からはみ出した部分を除去することによりパターン化する形態等が含まれる。
【００７６】
カラーフィルタ１３は、２次元配列された複数の赤色画素（第２色画素）２０Ｒ、緑色画素（第３色画素）２０Ｇ、及び青色画素（第１色画素）２０Ｂから構成されている。各着色画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、それぞれ受光素子３２の上方位置に形成されている。緑色画素２０Ｇが市松模様に形成されるとともに、青色画素２０Ｂ及び赤色画素２０Ｒは、各緑色画素２０Ｇの間に形成されている。なお、図１では、カラーフィルタ１３が３色の画素から構成されていることを説明するために、各着色画素２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを１列に並べて表示している。
【００７７】
平坦化膜１４は、カラーフィルタ１３の上面を覆うように形成されており、カラーフィルタ表面を平坦化している。後述する本発明のカラーフィルタの製造方法のように、平坦化処理を行なう場合には、必ずしもこの平坦化層は必要ではない。
【００７８】
マイクロレンズ１５は、凸面を上にして配置された集光レンズであり、平坦化膜１４（平坦化膜を有しない場合はカラーフィルタ）の上方でかつ受光素子３２の上方に設けられている。各マイクロレンズ１５は、被写体からの光を効率良く各受光素子３２へ導く。
【００７９】
−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における第１の着色層形成工程は、既述の本発明の着色硬化性組成物を用いて第１の着色層を形成する。
【００８０】
着色層の形成は、着色硬化性組成物を支持体上に回転塗布、スリット塗布、スプレー塗布等の塗布方法により塗布し、乾燥させて着色層を形成することにより行なえる。
【００８１】
ここでの着色層の厚みとしては、０．３〜１μｍの範囲が好ましく、０．３５〜０．８の範囲がより好ましく、０．３５〜０．７μｍの範囲がより好ましい。
【００８２】
−第１のパターン形成工程−
本発明のカラーフィルタの製造方法における第１のパターン形成工程は、前記着色層形成工程で形成された第１の着色層をドライエッチング処理し、第１の着色パターンを形成する。
【００８３】
第１の着色パターンは、支持体上に第１色目として設けられる着色パターンでもよいし、場合によっては、既設のパターンを有する支持体上に例えば第２色目あるいは第３色目以降のパターンとして設けられる着色パターンでもよい。
【００８４】
ドライエッチング処理は、前記着色層形成工程で形成された第１の着色層を、パターニングされたフォトレジスト層をマスクとしてエッチングガスを用いて行なえる。具体的には、支持体上の着色層の上に更にフォトレジスト層を形成するレジスト形成工程と、フォトレジスト層を露光、現像により所定のパターンに加工し、レジストパターン（パターニングされたフォトレジスト層）を形成する加工工程と、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、着色層をドライエッチングするドライエッチング工程とを設けて行なうことができる。また、ドライエッチングの終了後には、フォトレジストを除去するフォトレジスト除去工程をさらに設けることができる。
【００８５】
［レジスト形成工程］
レジスト形成工程では、支持体上の着色層の上に更にフォトレジスト層を形成する。具体的には、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。特に、フォトレジストの形成プロセスとしては、露光後の加熱処理（ＰＥＢ）、現像後の加熱処理（ポストベーク処理）を実施する形態が望ましい。
【００８６】
フォトレジストとしては、例えば、ポジ型の感光性樹脂組成物が用いられる。このポジ型の感光性樹脂組成物としては、紫外線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、エキシマー・レーザー等を含む遠紫外線、電子線、イオンビームおよび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が使用できる。放射線のうち、ｇ線、ｈ線、ｉ線が好ましく、中でもｉ線が好ましい。
具体的には、ポジ型の感光性樹脂組成物として、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するものである。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。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。
【００８７】
フォトレジスト層の厚みとしては、０．１〜３μｍが好ましく、０．２〜２．５μｍが好ましく、０．３〜２μｍ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。
【００８８】
［加工工程］
加工工程では、フォトレジスト層を露光、現像により所定のパターンに加工し、レジストパターンを形成する。レジストパターンの形成は、特に制限なく、従来公知のフォトリソグラフィーの技術を適宜最適化して行なうことができる。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、着色パターンを形成しようとする領域のフォトレジスト層が除去されてなるレジストパターンが形成され、次のエッチング工程で用いられるエッチングマスクを着色層上に設けることができる。
【００８９】
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。露光後は、現像液で現像処理することにより、着色パターンを形成しようとする領域に合わせてフォトレジストが除去される。
【００９０】
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。
【００９１】
［ドライエッチング工程］
ドライエッチング工程では、前記加工工程で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、着色層をドライエッチングする。ドライエッチング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の方法がある。
【００９２】
ドライエッチングとしては、パターン断面をより矩形に近く形成する観点や支持体へのダメージをより低減する観点から、以下の形態で行なうのが好ましい。
フッ素系ガスと酸素ガス（Ｏ２）との混合ガスを用い、支持体が露出しない領域（深さ）までエッチングを行なう第１段階のエッチングと、この第１段階のエッチングの後に、窒素ガス（Ｎ２）と酸素ガス（Ｏ２）との混合ガスを用い、好ましくは支持体が露出する領域（深さ）付近までエッチングを行なう第２段階のエッチングと、支持体が露出した後に行なうオーバーエッチングとを含む形態が好ましい。以下、ドライエッチングの具体的手法、並びに第１段階のエッチング、第２段階のエッチング、及びオーバーエッチングについて説明する。
【００９３】
ドライエッチングは、下記手法により事前にエッチング条件を求めて行なう。
（１）第１段階のエッチングにおけるエッチングレート（ｎｍ／ｍｉｎ）と、第２段階のエッチングにおけるエッチングレート（ｎｍ／ｍｉｎ）とをそれぞれ算出する。
（２）第１段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間と、第２段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間とをそれぞれ算出する。
（３）前記（２）で算出したエッチング時間に従って第１段階のエッチングを実施する。
（４）前記（２）で算出したエッチング時間に従って第２段階のエッチングを実施する。あるいはエンドポイント検出でエッチング時間を決定し、決定したエッチング時間に従って第２段階のエッチングを実施してもよい。
（５）前記（３）、（４）の合計時間に対してオーバーエッチング時間を算出し、オーバーエッチングを実施する。
【００９４】
前記第１段階のエッチング工程で用いる混合ガスとしては、被エッチング膜である有機材料を矩形に加工する観点から、フッ素系ガス及び酸素ガス（Ｏ２）を含むことが好ましい。また、第１段階のエッチング工程は、支持体が露出しない領域までエッチングする形態にすることで、支持体のダメージを回避することができる。
また、前記第２段階のエッチング工程及び前記オーバーエッチング工程は、第１段階のエッチング工程でフッ素系ガス及び酸素ガスの混合ガスにより支持体が露出しない領域までエッチングを実施した後、支持体のダメージ回避の観点から、窒素ガス及び酸素ガスの混合ガスを用いてエッチング処理を行なうのが好ましい。
【００９５】
第１段階のエッチング工程でのエッチング量と、第２段階のエッチング工程でのエッチング量との比率は、第１段階のエッチング工程でのエッチング処理による矩形性を損なわないように決定することが重要である。なお、全エッチング量（第１段階のエッチング工程でのエッチング量と第２段階のエッチング工程でのエッチング量との総和）中における後者の比率は、０％より大きく５０％以下である範囲が好ましく、１０〜２０％がより好ましい。エッチング量とは、被エッチング膜の残存する膜厚のことをいう。
【００９６】
また、エッチングは、オーバーエッチング処理を含むことが好ましい。オーバーエッチング処理は、オーバーエッチング比率を設定して行なうことが好ましい。また、オーバーエッチング比率は、初めに行なうエッチング処理時間より算出することが好ましい。オーバーエッチング比率は任意に設定できるが、フォトレジストのエッチング耐性と被エッチングパターンの矩形性維持の点で、エッチング工程におけるエッチング処理時間の３０％以下であることが好ましく、５〜２５％であることがより好ましく、１０〜１５％であることが特に好ましい。
【００９７】
［フォトレジスト除去工程］
フォトレジスト除去工程では、エッチング後に残存するフォトレジスト層（すなわちエッチングマスク）を除去する。フォトレジスト層の除去は、フォトレジスト層上に剥離液又は溶剤を付与して、フォトレジスト層を除去可能な状態にする工程と、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。
【００９８】
フォトレジスト層上に剥離液又は溶剤を付与し、フォトレジスト層を除去可能な状態にする工程としては、例えば、剥離液又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てパドル現像する工程を挙げることができる。剥離液又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。
【００９９】
また、フォトレジスト層を洗浄水を用いて除去する工程としては、例えば、スプレー式又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。
【０１００】
剥離液は、一般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）エーテル又はアセタール系化合物、５）ケトン又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）カルボン酸又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。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。
【０１０１】
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。また、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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
剥離液で除去するときには、着色パターンの上に形成されたフォトレジスト層が除去されていればよく、着色パターンの側壁にエッチング生成物であるデポ物が付着している場合でも、該デポ物が完全に除去されていなくてもよい。デポ物とは、エッチング生成物が着色層の側壁に付着し堆積したものをいう。
【０１０４】
剥離液としては、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、剥離液１００質量部に対して６５質量部以上７０質量部以下であるものが望ましい。また、剥離液は、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物との混合物を純水で希釈したものが好ましい。
【０１０５】
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、前記第１の着色層形成工程及び第１のパターン形成工程の後に、さらに、第１の着色パターン上に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満（好ましくは無機粒子を含まない（含有量が０（ゼロ）質量％））の第２の着色硬化性組成物を用いて第２の着色層を形成する第２の着色層形成工程と、形成された前記第２の着色層を、前記第１の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程とを設けて構成されている形態が好ましい。
【０１０６】
−第２の着色層形成工程−
第２の着色層形成工程は、第１の着色パターン上に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第２の着色硬化性組成物を用いて第２の着色層を形成する。第２の着色硬化性組成物としては、既述の感光性の着色光硬化性組成物、又は非感光性の着色熱硬化性組成物中の無機粒子の全固形分に対する含有量を０．８質量％未満（好ましくは無機粒子を含まない）とした組成物を用いることができる。
また、第２の着色層の形成は、既述の第１の着色層を形成する方法と同様にして行なえる。
【０１０７】
−平坦化処理工程−
本発明のカラーフィルタの製造方法における平坦化処理工程は、前記第２の着色層形成工程で形成された第２の着色層を、既設の第１の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理することにより、複数色の着色パターンを形成する。第２の着色層としては、１色に限られず、２色以上であってもよい。これにより、２色又は３色以上の着色パターンで構成されるカラーフィルタを形成することができる。
【０１０８】
平坦化処理は、第１の着色パターン（無機粒子を含む例えば青色パターン）が少なくとも露出するまで第２の着色層（例えば緑色層や赤色層）に対して実施する。例えば、無機粒子を含む青色パターンの上に緑色層を形成した場合、緑色層を青色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理することにより、青色パターン間に緑色パターンが形成され、青色及び緑色の２色のカラーフィルタを作製することができる。
【０１０９】
平坦化処理としては、製造工程の簡略化や製造コストの観点から、支持体の全露出面をドライエッチングするエッチバック処理、又は支持体の全露出面を化学的・機械的に研磨する化学的機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing；ＣＭＰ）処理等の研磨処理などが挙げられる。
【０１１０】
研磨（ＣＭＰ）処理に用いるスラリーとしては、粒径１０〜１００ｎｍのＳｉＯ２砥粒を０．５〜２０質量％含有させたｐＨ９〜１１の水溶液を用いることが好ましい。研磨パッドとしては、連続発砲ウレタン等の軟質タイプを好ましく用いることができる。前述のスラリー及び研磨パッドを使用して、スラリー流量：５０〜２５０ｍｌ／ｍｉｎ、ウエハ圧：０．２〜５．０ｐｓｉ、リテーナーリング圧：１．０〜２．５ｐｓｉの条件により研磨することができる。また、研磨処理が終了した後、被研磨面を精密洗浄処理する洗浄工程、脱水ベーク（好ましくは、１００〜２００℃で１〜５分間）処理（脱水処理）を施す脱水処理工程を行なう。
【０１１１】
本発明のカラーフィルタの製造方法において、３色以上の着色パターンで構成されるカラーフィルタを作製する場合、前記第１の着色層形成工程及び前記第１のパターン形成工程の後に、さらに、
（a）支持体の第１の着色パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満（好ましくは無機粒子を含まない（含有量が０（ゼロ）質量％））である第ｎ（ｎ≧２）の着色硬化性組成物を用いて第ｎの着色層を形成する第ｎの着色層形成工程と、
（b）形成された第ｎの着色層及び第１の着色パターンをドライエッチング処理して、第ｎ＋１（ｎ≧２）の着色パターンを形成するための凹凸パターンを形成する第ｎ＋１のパターン形成工程、及び支持体の凹凸パターン形成面側に、着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満（好ましくは無機粒子を含まない（含有量が０（ゼロ）質量％））である第ｎ＋１（ｎ≧２）の着色硬化性組成物を用いて第ｎ＋１の着色層を形成する第ｎ＋１の着色層形成工程のそれぞれ１工程又はそれぞれ２工程以上と、
（c）支持体の第１の着色パターン形成面側に形成されたｎ層（ｎ≧２）の着色層を、第１の着色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理する平坦化処理工程と、
を設けることによって、ｎ＋１色の着色パターンからなるカラーフィルタを形成する構成とした形態が好ましい。
【０１１２】
具体的な例として、第１のパターンとして青色パターンを形成後、緑色及び赤色の２色の着色パターンを形成してＲＧＢ３色からなるカラーフィルタを作製する場合、既述の第１の着色層形成工程及び第１のパターン形成工程の後に、さらに、支持体の第１の着色パターン（青色パターン）形成面側に、赤色系の着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第２の着色硬化性組成物を用いて第２の着色層（赤色層）を形成する第２の着色層形成工程と、形成された赤色層（第２の着色層）及び青色パターン（第１の着色パターン）をドライエッチング処理して、第３の着色パターン（緑色パターン）を形成するための凹凸パターンを形成する第３のパターン形成工程、及び支持体の凹凸パターン形成面側に、緑色の着色剤及び硬化性化合物を含み、無機粒子の全固形分に対する含有量が０．８質量％未満である第３の着色硬化性組成物を用いて第３の着色層（緑色層）を形成する第３の着色層形成工程と、支持体の第１の着色パターン形成面側に形成された２層の着色層（赤色層及び緑色層）を、第１の着色パターン（青色パターン）が露出するまで、あるいは露出後に所望量のオーバーエッチングが終了するまで平坦化処理する平坦化処理工程とを設ける。このようにして、ＲＧＢ３色の着色パターンからなるカラーフィルタが得られる。
【０１１３】
更に図２を参照して具体的に説明する。図２は、初めに青色パターンを形成した後、そのパターンを覆うように赤色層を形成し、青色パターンと赤色層とを同時にドライエッチング処理して形成された凹状の緑色パターン形成領域を覆うように緑色層を形成し、緑色層の上から平坦化処理してカラーフィルタとするものである。
【０１１４】
図２に示す工程順にしたがって、まず初めに、青色パターンを形成する工程において、支持体上に青色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして青色層を形成した後、フォトレジスト層を形成する。このフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得た後、ドライエッチング処理して青色パターンを形成する。残存するレジストパターンを除去した後、青色パターンを覆うように支持体上に更に、赤色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして赤色層を形成する。その後、ドライエッチングに用いるエッチングマスクを形成するため、赤色層上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを赤色層上に形成する。形成されたレジストパターンをマスクとして、青色パターン及び赤色層をともにドライエッチングして支持体を露出させる。このとき、緑色パターンを形成しようとする領域において、支持体が露出している。残存するレジストパターンを除去した後、支持体露出部を覆うように支持体上の全面に緑色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして緑色層を形成する。その後、緑色層の上から青色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理を施すことによって赤色層及び緑色層の両方を除去することで、ＲＧＢ３色からなるカラーフィルタが得られる。
【０１１５】
なお、平坦化処理は、例えば最初に赤色層及び緑色層にエッチバック処理を施した後、青色パターン上に残存する残りの赤色層を研磨処理により除去する等、エッチバック処理と研磨処理とを組み合せて実施してもよい。
【０１１６】
また、本発明のカラーフィルタの製造方法の別の態様として、図３に示すような方法でカラーフィルタを作製することもできる。
図３は、初めに青色パターンを形成した後、そのパターンを覆うように赤色層を形成し、この赤色層に対して平坦化処理を施して赤色パターンを形成する。その後、青色パターン及び赤色パターンに対して、ドライエッチング処理を施し、凹状に緑色パターン形成領域を形成後、更に緑色層を形成し、緑色層に対して平坦化処理を施してカラーフィルタとするものである。
【０１１７】
図３に示す工程順にしたがって、まず初めに、図２に示す青色パターンを形成する工程と同様にして青色パターンを形成した後、支持体の青色パターン形成面に赤色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして赤色層を形成する。この赤色層の上から青色パターンが少なくとも露出するまで平坦化処理を施すことにより、赤色パターンを形成する。このとき、青色及び赤色の２色パターンになっている。そして、青色パターン及び赤色パターンの上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得た後、ドライエッチング処理して緑色パターンを形成しようとする領域（緑色画素形成領域）を凹状に加工する。これより、青色、赤色の２色パターンに加え、緑色画素形成領域が配列されている。残存するレジストパターンを除去した後、青色パターン及び赤色パターンと凹状の領域を覆うように支持体上に更に、緑色の着色硬化性組成物を塗布、乾燥、プリベークして緑色層を形成する。その後、再び緑色層の上から青色パターン（又は赤色パターン）が少なくとも露出するまで平坦化処理を施すことにより緑色層を除去し、最終的にＲＧＢ３色からなるカラーフィルタを得ることができる。
【０１１８】
着色パターンの幅長（パターンが正方形の場合には一辺の長さ）としては、画像解像度の観点から、０．５〜１．７μｍが好ましく、０．６〜１．５μｍがより好ましい。
【０１１９】
また、着色パターンとしての厚みとしては、カラーフィルタの厚み、ひいては例えば固体撮像素子の全体厚みをより薄膜にする観点から、０．００５μｍ〜０．９μｍが好ましく、０．０５μｍ〜０．８μｍが好ましく、０．１μｍ〜０．７μｍが更に好ましい。
【実施例】
【０１２０】
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、各工程において、市販の処理液を用いた処理を行なう場合、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なった。
【０１２１】
（実施例１）
−着色硬化性組成物の調製−
無機粒子を含有する着色パターンのＣＭＰレートを確認するため、下記のように青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）１００ｇ（固形分量＝１８質量％、シリカ／組成物の全固形分の比率＝０．８質量％）を調製した。
【０１２２】
<熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）の組成>
・顔料分散液（山陽色素社製、ＢＬＵＥ分散液）・・・７８．４８ｇ
ＢＬＵＥ顔料（ＰＢ１５：６／ＰＶ２３＝１００：２５）／分散材／分散樹脂
固形分：１９．３質量％、顔料分の質量：１３．８３質量％
・コロイダルシリカゾル  ・・・０．１５ｇ
（プロピレングリコールモノメチルエーテル分散シリカゾル、固形分：３０質量％、ＳｉＯ２：３０質量％、粒子径：１０〜２０ｎｍ）
・熱硬化性樹脂  ・・・２．２５ｇ
（ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂）
・メチルフタル酸無水物  ・・・０．４５ｇ
・界面活性剤（フッ素系界面活性剤）・・・０．０２ｇ
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・１８．３ｇ
（ＰＧＭＥＡ、添加溶剤）
【０１２３】
上記で得られた熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）をＳｉ基板上に塗布し、乾燥させ、２２０℃で５ｍｉｎのポストベーク処理を実施した。
【０１２４】
−研磨耐性の評価−
ポストベーク処理後の膜面に対して下記の条件で研磨を行ない、研磨前後の膜厚を測定した。得られた値から研磨前後での膜厚差Δ値を求めて研磨レートとし、下記の評価基準にしたがって評価した。評価結果は、下記表１に示す。
<条件>
・研磨方法：Semispase25（キャボット社製のＣＭＰスラリー）による研磨：ＤＩＷ（Deionized water，純水）による研磨（水ポリッシュ）＝１：１９
・研磨時間：１分間
・ＷＡＦＥＲ回転数：５０ｒｐｍ
・プラテン回転数：３０ｒｐｍ
・圧力：１．２ｐｓｉ
・膜厚測定：接触式段差計デックタック
<評価基準>
◎：Δ値≦１５ｎｍ／ｍｉｎ
○：１５ｎｍ／ｍｉｎ＜Δ値≦５０ｎｍ／ｍｉｎ
△：５０ｎｍ／ｍｉｎ＜Δ値≦１００ｎｍ／ｍｉｎ
×：Δ値＞１００ｎｍ／ｍｉｎ
【０１２５】
研磨前後の膜厚から研磨レートを算出したところ、１７．２ｎｍ／ｍｉｎの研磨レートであった。この値は研磨レートとして充分に小さく、研磨ストッパーとして機能させることができることが判った。
【０１２６】
−エッチング性の評価−
更に、下記のエッチング条件にてエッチングを実施し、下記の評価基準にしたがって評価を行なった。評価結果は、下記表１に示す。
<エッチング条件>
・エッチング装置：Μ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）
・ガス流量      ：Ａｒ／Ｎ２／ＣＦ４／Ｏ２＝５００／５００／２５／５０ｍｌ
・エッチング時間：６０秒
・Ｂｉａｓ      ：ＲＦパワー：８００Ｗ、アンテナバイアス：４００Ｗ、ウエハバイア                  ス：２００Ｗ
・電極高さ      ：６８ｍｍ
・圧力          ：２．５Ｐａ
<評価基準>
◎：エッチングレート＞２００ｎｍ／ｍｉｎ
○：１５０ｎｍ／ｍｉｎ＜エッチングレート≦２００ｎｍ／ｍｉｎ
△：１００ｎｍ／ｍｉｎ≦エッチングレート≦１５０ｎｍ／ｍｉｎ
×：エッチングレート＜１００ｎｍ／ｍｉｎ
【０１２７】
エッチング性を確認した結果、エッチングレートは２８０．０ｎｍ／ｍｉｎであり、充分なエッチング性を有することを確認した。
【０１２８】
（実施例２〜９）
実施例１において、無機粒子、着色剤等の量を変更して熱硬化性組成物を調製し、同様の方法で研磨レート、エッチングレートを評価した。評価結果は、下記表１に示す。
その結果、下記表１に示されるように、実施例１と同等以上の研磨レートの抑制が図れることを確認した。また、青色の熱硬化性組成物のほか、赤色、緑色の熱硬化性組成物ＲＥＤ，ＧＲＥＥＮの調製も行ない、いずれも青色の場合と同様に充分な研磨レートの抑制効果が認められた。
【０１２９】
（実施例１０）
実施例１において、無機粒子として用いたコロイダルシリカゾルをジルコニア分散物に変更し、下記に示す青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（６）１００ｇ（固形分量＝１８質量％、ジルコニア／組成物の全固形分の比率＝３．４質量％）を調製した。また、実施例１と同様の方法で研磨レート、エッチングレートを評価した。
その結果、下記表１に示されるように、実施例１と同等以上に研磨レートの抑制が図れることを確認した。
【０１３０】
<熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（６）の組成>
・顔料分散液（山陽色素社製、ＢＬＵＥ分散液）・・・７５．４９ｇ
ＢＬＵＥ顔料（ＰＢ１５：６／ＰＶ２３＝１００：２５）／分散材／分散樹脂
固形分：１９．３質量％、顔料分の質量：１３．８３質量％
・ジルコニア分散物  ・・・６．０７ｇ
（プロピレングリコールモノメチルエーテル分散ＺｒＯ２、固形分：１２質量％、ＺｒＯ２：１０質量％、粒子径：１０〜２０ｎｍ）
・熱硬化性樹脂  ・・・２．２５ｇ
（ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂）
・メチルフタル酸無水物  ・・・０．４５ｇ
・界面活性剤（フッ素系界面活性剤）・・・０．０１５ｇ
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・１５．７２ｇ
（ＰＧＭＥＡ、添加溶剤）
【０１３１】
（実施例１１）
実施例１０において、熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（６）の組成中のジルコニア分散物をチタン分散物（ＴＴＯ−５１Ｃ、石原産業（株）製）に変更し、青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（７）１００ｇ（固形分量＝１８質量％、チタニア／組成物の全固形分の比率＝３．４質量％）を調製した。また、実施例１と同様の方法で研磨レート、エッチングレートを評価した。
【０１３２】
（比較例１〜３）
実施例１の青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）、実施例８の緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（１）、及び実施例９の赤色の熱硬化性組成物ＲＥＤ（１）の調製において、無機粒子であるコロイダルシリカゾルを用いなかったこと以外は、各実施例と同様にして、それぞれ青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（８）、緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（２）、及び赤色の熱硬化性組成物ＲＥＤ（２）を調製し、さらに塗布及びポストベーク処理、研磨、及び評価（研磨レート、エッチングレートの算出）を行なった。評価結果は、下記表１に示す。
【０１３３】
その結果、いずれの熱硬化性組成物も、研磨レートが１００ｎｍを超えており、無機粒子を含む実施例の熱硬化性組成物と比較し、容易に研磨されやすい膜しか得られず、研磨ストッパー性を既設の着色パターンに付与する観点で不充分なレベルであった。
【０１３４】
【表１】
0005562591.tif 000002
【０１３５】
（実施例１２）
上記で調製した青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）と、下記組成の緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（３）及び赤色の熱硬化性組成物ＲＥＤ（３）とを用い、下記に示すよう手順にて、ＲＧＢ３色からなるカラーフィルタアレイを作製した。
青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）を第１の着色層形成用の塗布液として第１の着色パターンを形成し、研磨ストッパー性（プロセス適正）を評価した。
【０１３６】
＜熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（３）の調製＞
下記組成の諸成分を混合して、熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（３）１００ｇ（固形分量＝１２質量％、固形分中の顔料含有比：５７．４０質量％）を調製した。
<熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（３）の組成>
・顔料分散液（オリエンタル化成社製、ＧＲＥＥＮ分散液）・・・４５．９６８ｇ
ＧＲＥＥＮ顔料（PY139:PG36:PG7=35:80:20）／分散材／分散樹脂
固形分：２４．８質量％
・熱硬化性樹脂  ・・・０．５０ｇ
（ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂）
・モノマー（新中村化学社製、ＮＫエステル  Ａ−ＴＭＰ−６ＢＯ）・・・０．１０ｇ
・界面活性剤（フッ素系界面活性剤）・・・０．００６ｇ
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・５３．４２ｇ
（ＰＧＭＥＡ、添加溶剤）
【０１３７】
＜熱硬化性組成物ＲＥＤ（３）の調製＞
下記組成の諸成分を混合して、熱硬化性組成物ＲＥＤ（３）１００ｇ（固形分量＝１２質量％、固形分中の顔料含有比：６１．６質量％）を調製した。
<熱硬化性組成物ＲＥＤ（３）の組成>
・顔料分散液（東洋インキ製、ＲＥＤ分散液）・・・５６．９９８ｇ
ＲＥＤ顔料（ＰＲ２５４：ＰＹ１３９＝１００：４５）／分散材／分散樹脂
固形分：２０質量％
・熱硬化性樹脂  ・・・０．５０ｇ
（ダイセル化学工業社製、ラクトン変性エポキシ樹脂）
・モノマー（新中村化学社製、ＮＫエステル  Ａ−ＴＭＰ−６ＢＯ）・・・０．１０ｇ
・界面活性剤（フッ素系界面活性剤）・・・０．００６ｇ
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート・・・４２．３６６ｇ
（ＰＧＭＥＡ、添加溶剤）
【０１３８】
＜カラーフィルタの作製＞
（第１層の形成）
−第１の工程−
支持体としてＣＭＯＳセンサー基板を準備し、この上に、青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）を、乾燥及びポストベーク後の厚みが０．５０μｍになるように塗布し、乾燥させて、２２０℃で５ｍｉｎのポストベークを行ない、青色膜（第１の着色層）を形成した。
【０１３９】
−第２の工程−
続いて、ポストベーク後の青色膜の上に、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）をスピンコーターにて塗布し、９０℃で１分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が０．８μｍになるようにフォトレジスト層を形成した。
【０１４０】
次いで、形成したフォトレジスト層を、ｉ線ステッパー（ＦＰＡ３０００ｉ５、キャノン（株）製）を用いて１４０ｍＪ／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℃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（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）：２．３８質量％、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、１１０℃で１分間、ポストベーク処理を実施して、第２色目（ＲＥＤ（赤色））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層を除去し、ＢＬＵＥ及びＧＲＥＥＮの着色パターンを形成しようとする青色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンは、ライン状の凸形パターンを所定の間隔で配置したライン／スペース型のストライプパターンとした。このとき、パターンのサイズが１．０μｍＬ／Ｓ（ライン／スペース；以下同様。）となるようにストライプパターンを形成した。マスクバイアスは、−０．０５μｍとした。
【０１４１】
−第３の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）で形成した青色膜を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置：Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）
・ガス流量      ：Ａｒ／Ｎ２／Ｏ２＝５００／５００／１００ｓｃｃｍ
・Ｂｉａｓ      ：ＲＦパワー：８００Ｗ、アンテナバイアス：４００Ｗ、ウエハバイア                  ス：２００Ｗ
・電極高さ      ：６８ｍｍ
・圧力          ：２．５Ｐａ
・エッチング時間：６５ｓｅｃ（オーバーエッチング率２０％）
【０１４２】
−第４の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度  ：５０℃
・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）
・剥離時間  ：１２０ｓｅｃ（パドル処理）
・リンス    ：純水で６０秒間、スプレーノズルにて噴射（０．２Ｐａ）
・スピン乾燥：２０００ｒｐｍ、３０秒間
【０１４３】
次いで、ホットプレートを用いて１２０℃で２分間、脱水処理を行なって、第１のパターンの形成を終了した。その結果、青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（１）による１．０μｍＬ／Ｓのストライプパターン（第１の着色パターン）が形成された。
【０１４４】
（第２層の形成）
−第１の工程−
上記のように凹凸状のパターンが形成されたＣＭＯＳ基板の凹凸形成面に、第２の着色硬化性組成物として上記の熱硬化性組成物ＲＥＤ（３）を、乾燥及びポストベーク後の厚みが０．４０μｍになるように塗布し、乾燥させた。その後、２２０℃で５ｍｉｎのポストベークを行ない、第２の着色層として、第２層目となる赤色膜を形成した。
【０１４５】
（第３層の形成）
−第１の工程−
続いて、ポストベーク後の赤色膜の上に、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）をスピンコーターにて塗布し、９０℃で１分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が１．０μｍになるようにフォトレジスト層を形成した。
【０１４６】
次いで、形成したフォトレジスト層を、ｉ線ステッパー（ＦＰＡ３０００ｉ５、キャノン（株）製）を用いて１４０ｍＪ／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℃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（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）：２．３８質量％、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、１１０℃で１分間、ポストベーク処理を実施して、第３色目（ＧＲＥＥＮ（緑色））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層を除去し、ＢＬＵＥ及びＲＥＤの着色パターンを形成しようとする赤色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンは、パターンサイズが１．０μｍであるベイヤー配列のパターンになるように形成した。マスクバイアスは、−０．０５μｍとした。
【０１４７】
−第２の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、第１の着色層（青色膜）及び第２の着色層（赤色膜）を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置：Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）
・ガス流量      ：Ａｒ／Ｎ２／Ｏ２＝５００／５００／１００ｓｃｃｍ
・Ｂｉａｓ      ：ＲＦパワー：８００Ｗ、アンテナバイアス：４００Ｗ、ウエハバイア                  ス：２００Ｗ
・電極高さ      ：６８ｍｍ
・圧力          ：２．５Ｐａ
・エッチング時間：８０ｓｅｃ（オーバーエッチング率２０％）
【０１４８】
−第３の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度  ：５０℃
・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）
・剥離時間  ：１２０ｓｅｃ（パドル処理）
・リンス    ：純水で６０秒間、スプレーノズルにて噴射（０．２Ｐａ）
・スピン乾燥：２０００ｒｐｍ、３０秒間
【０１４９】
次いで、ホットプレートを用いて１２０℃で２分間、脱水処理を行なって、第３層目（第３のパターン）を形成する領域の加工を終了した。
【０１５０】
−第４の工程−
上記のように第３のパターンと同じパターンが形成されたＣＭＯＳ基板の凹凸形成面に、第３の着色硬化性組成物として上記の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（３）を、乾燥及びポストベーク後の厚みが０．４０μｍになるように塗布し、乾燥させた。その後、２２０℃で５ｍｉｎのポストベークを行ない、第３の着色層として、第３層目となる緑色膜を形成した。
【０１５１】
−第５の工程−
次に、下記の条件にて、ＣＭＯＳ基板の着色層形成面に対して、第１のパターン（青色膜）が現れるまでＣＭＰ研磨処理を行なった。
<条件>
・研磨方法        ：Ｓｅｍｉｓｐａｓｅ２５
〔キャボット社製のＣＭＰスラリーによる研磨：ＤＩＷ（Deionized water，純水）による研磨（水ポリッシュ）＝１：１９〕
・研磨時間        ：２分間（第１のパターン露出後、オーバー研磨時間３０秒とした）
・ＷＡＦＥＲ回転数：５０ｒｐｍ
・プラテン回転数  ：３０ｒｐｍ
・圧力            ：１．２ｐｓｉ
【０１５２】
−第６の工程−
研磨終了後、研磨面を純水で３０秒間洗浄し、研磨後のクリーニング処理を行なった。スピン乾燥させた後、ホットプレートを用いて１２０℃で２分間、脱水処理を行なった。
【０１５３】
以上のようにして、１．０μｍ四方の矩形状のＲＧＢ３色の着色パターンが形成されたカラーフィルタを作製した。
【０１５４】
＜残膜、形状、及び平坦性の評価＞
得られたカラーフィルタについて、膜厚及びパターン形状を確認するため、走査型電子顕微鏡Ｓ４８００（日立ハイテクノロジーズ社製、ＳＥＭ）で断面を観察した。また、平坦性を確認するため、Ｔｉｌｔ観察を行なった。
その結果、第１のパターン（青色膜）の厚みは０．４８５μｍであり、設定膜厚０．５０μｍに対して０．０１５μｍの減膜であって、第１層目（ＢＬＵＥ（１））による研磨ストッパーの効果を確認することができた。また、青色膜、赤色膜、及び緑色膜はいずれの膜厚も均一であり、平坦性は良好であった。
【０１５５】
（実施例１３）
実施例８で調製した緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（１）と、比較例１で調製した、無機粒子を含まない青色の熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（８）と、実施例１２で調製した、無機粒子を含まない赤色の熱硬化性組成物ＲＥＤ（３）とを用い、下記に示すよう手順にて、ＲＧＢ３色からなるカラーフィルタアレイを作製した。
緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（１）を第１の着色層形成用の塗布液として第１の着色パターンを形成し、研磨ストッパー性（プロセス適正）を評価した。
【０１５６】
＜カラーフィルタの作製＞
（第１層の形成）
−第１の工程−
支持体としてＣＭＯＳセンサー基板を準備し、この上に、緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（１）を、乾燥及びポストベーク後の厚みが０．５０μｍになるように塗布し、乾燥させて、２２０℃で５ｍｉｎのポストベークを行な、緑色膜（第１の着色層）を形成した。
【０１５７】
−第２の工程−
続いて、ポストベーク後の緑色膜の上に、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）をスピンコーターにて塗布し、９０℃で１分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が０．８μｍになるようにフォトレジスト層を形成した。
【０１５８】
次いで、形成したフォトレジスト層を、ｉ線ステッパー（ＦＰＡ３０００ｉ５、キャノン（株）製）を用いて２００ｍＪ／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℃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（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）：２．３８質量％、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、１１０℃で１分間、ポストベーク処理を実施して、第２色目（ＲＥＤ（赤色））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層を除去し、ＢＬＵＥ及びＧＲＥＥＮの着色パターンを形成しようとする青色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンはアイランドパターンとし、該アイランドパターンのサイズは、緑色の着色パターンを形成しようとする領域のサイズが１．０μｍとなるように形成した。マスクバイアスは、−０．０５μｍとした。
【０１５９】
−第３の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（１）で形成した緑色膜を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置：Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）
・ガス流量      ：Ａｒ／Ｎ２／Ｏ２＝５００／５００／１００ｓｃｃｍ
・Ｂｉａｓ      ：ＲＦパワー：８００Ｗ、アンテナバイアス：４００Ｗ、ウエハバイア                  ス：２００Ｗ
・電極高さ      ：６８ｍｍ
・圧力          ：２．５Ｐａ
・エッチング時間：６０ｓｅｃ（オーバーエッチング率２０％）
【０１６０】
−第４の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度  ：５０℃
・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）
・剥離時間  ：１２０ｓｅｃ（パドル処理）
・リンス    ：純水で６０秒間、スプレーノズルにて噴射（０．２Ｐａ）
・スピン乾燥：２０００ｒｐｍ、３０秒間
【０１６１】
次いで、ホットプレートを用いて１２０℃で２分間、脱水処理を行なって、第１のパターンの形成を終了した。その結果、緑色の熱硬化性組成物ＧＲＥＥＮ（１）による１．０μｍのアイランドパターン（第１の着色パターン）が形成された。
【０１６２】
（第２層の形成）
−第１の工程−
上記のように凹凸状のアイランドパターンが形成されたＣＭＯＳ基板の凹凸形成面に、第２の着色硬化性組成物として熱硬化性組成物ＲＥＤ（３）を、乾燥及びポストベーク後の厚みが０．４０μｍになるように塗布し、乾燥させた。その後、２２０℃で５ｍｉｎのポストベークを行ない、第２の着色層として、第２層目となる赤色膜を形成した。
【０１６３】
（第３層の形成）
−第１の工程−
続いて、ポストベーク後の赤色膜の上に、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）をスピンコーターにて塗布し、９０℃で１分間のプリベーク処理を行ない、膜厚が１．０μｍになるようにフォトレジスト層を形成した。
【０１６４】
次いで、形成したフォトレジスト層を、ｉ線ステッパー（ＦＰＡ３０００ｉ５、キャノン（株）製）を用いて１４０ｍＪ／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℃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（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）：２．３８質量％、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、パドル現像を行なった後、純水でリンスした。さらに、１１０℃で１分間、ポストベーク処理を実施して、第３色目（ＢＬＵＥ（青色））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層を除去し、ＧＲＥＥＮ及びＲＥＤの着色パターンを形成しようとする赤色膜の領域にフォトレジスト層を形成した。レジストパターンは、パターンサイズが１．０μｍであるアイランドパターンになるように形成した。マスクバイアスは、−０．０５μｍとした。
【０１６５】
−第２の工程−
下記条件にてドライエッチング処理を実施し、第１の着色層（緑色膜）及び第２の着色層（赤色膜）を加工し、凹凸状にパターンを形成した。
<エッチング条件>
・エッチング装置：Ｕ−６２１（日立ハイテクノロジーズ社製）
・ガス流量      ：Ａｒ／Ｎ２／Ｏ２＝５００／５００／１００ｓｃｃｍ
・Ｂｉａｓ      ：ＲＦパワー：８００Ｗ、アンテナバイアス：４００Ｗ、ウエハバイア                  ス：２００Ｗ
・電極高さ      ：６８ｍｍ
・圧力          ：２．５Ｐａ
・エッチング時間：７５ｓｅｃ（オーバーエッチング率２０％）
【０１６６】
−第３の工程−
下記条件で、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト層の剥離処理を行なった。
<剥離条件>
・基板温度  ：５０℃
・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）
・剥離時間  ：１２０ｓｅｃ（パドル処理）
・リンス    ：純水で６０秒間、スプレーノズルにて噴射（０．２Ｐａ）
・スピン乾燥：２０００ｒｐｍ、３０秒間
【０１６７】
次いで、ホットプレートを用いて１２０℃で２分間、脱水処理を行なって、第３層目（第３のパターン）を形成する領域の加工を終了した。
【０１６８】
−第４の工程−
上記のように第３のパターンと同じパターンが形成されたＣＭＯＳ基板の凹凸形成面に、第３の着色硬化性組成物として熱硬化性組成物ＢＬＵＥ（８）を、乾燥及びポストベーク後の厚みが０．４０μｍになるように塗布し、乾燥させた。その後、２２０℃で５ｍｉｎのポストベークを行ない、第３の着色層として、第３層目となる緑色膜を形成した。
【０１６９】
−第５の工程−
次に、下記の条件にて、ＣＭＯＳ基板の着色層形成面に対して、第１のパターン（青色膜）が現れるまでＣＭＰ研磨処理を行なった。
<条件>
・研磨方法        ：Ｓｅｍｉｓｐａｓｅ２５
〔キャボット社製のＣＭＰスラリーによる研磨：ＤＩＷ（Deionized water，純水）による研磨（水ポリッシュ）＝１：１９〕
・研磨時間        ：２分１５秒間（第１のパターン露出後、オーバー研磨時間３０秒とした）
・ＷＡＦＥＲ回転数：５０ｒｐｍ
・プラテン回転数  ：３０ｒｐｍ
・圧力            ：１．２ｐｓｉ
【０１７０】
−第６の工程−
研磨終了後、研磨面を純水で３０秒間洗浄し、研磨後のクリーニング処理を行なった。スピン乾燥させた後、ホットプレートを用いて１２０℃で２分間、脱水処理を行なった。
【０１７１】
以上のようにして、１．０μｍ四方の矩形状のＲＧＢ３色の着色パターンが形成されたカラーフィルタを作製した。
＜残膜、形状、及び平坦性の評価＞
得られたカラーフィルタについて、膜厚及びパターン形状を確認するため、走査型電子顕微鏡Ｓ４８００（日立ハイテクノロジーズ社製、ＳＥＭ）で断面を観察した。また、平坦性を確認するため、Ｔｉｌｔ観察を行なった。
その結果、第１のパターン（青色膜）の厚みは０．４８４μｍであり、設定膜厚０．５０μｍに対して０．０１６μｍの減膜であって、第１層目（ＧＲＥＥＮ（１））による研磨ストッパーの効果を確認することができた。また、青色膜、赤色膜、及び緑色膜はいずれの膜厚も均一であり、平坦性は良好であった。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
本発明のカラーフィルタ及びその製造方法は、液晶表示素子やＣＣＤ等の固体撮像素子に適用することが可能であり、特に１００万画素を超えるような高解像度のＣＣＤ素子やＣＭＯＳ等に好適である。本発明のカラーフィルタは、例えば、ＣＣＤを構成する各画素の受光部と集光するためのマイクロレンズとの間に配置されるカラーフィルタとして用いることが可能となる。
【符号の説明】
【０１７３】
１０・・・固体撮像素子
１１・・・支持体
１３・・・カラーフィルタ
２０Ｂ・・・青色画素
２０Ｒ・・・赤色画素
２０Ｇ・・・緑色画素
２２，４６・・・カラーフィルタ製造工程
【図１】
0005562591.tif 000003
【図２】
0005562591.tif 000004
【図３】
0005562591.tif 000005