(57)【要約】【課題】カラーフィルタの薄膜化に伴う染料含有量を大とする場合に問題となる安定して透過率分光特性を得難くなるというカラーフィルタの製造における問題の解決を図る。【解決手段】基体１上に染料を含んだポジティブ型フォトレジスト２を塗布する  塗布工程と、フォトレジストにパターンを露光する露光工程と、フォトレジストをパターン化する現像処理工程と、フォトレジストに活性照射線光を照射してフォトレジスト中の感光剤を分解する感光剤の分解工程と、更に、このフォトレジストに対し、活性照射線光を照射しながら昇温加熱を行って硬化処理工程と、残された感光剤の分解をこの時点で行うようにして、染料含有量を大とした場合においても、安定して透過率分光特性を得ることができるようにする。【選択図】      図１
2004334139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に染料を含んだポジティブ型フォトレジストを塗布する  塗布工程と、
上記フォトレジストにパターンを露光する露光工程と、
上記フォトレジストにパターンを形成する現像処理工程と、
上記フォトレジストに第１の光強度による活性照射線光を照射して上記フォトレジスト中の感光剤を分解する感光剤の主たる分解処理工程と、
上記フォトレジストに対し、第２の光強度による光照射と共に昇温加熱により残存感光剤の分解と硬化とを行う分解および硬化処理工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
上記感光剤の主たる分解処理工程における感光剤の分解は、感光剤の全量ではない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】
上記感光剤の主たる分解処理工程における上記第１の光強度を、３００ｍＷ／ｃｍ２  以下５０ｍＷ／ｃｍ２  以上に選定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４】
上記感光剤の主たる分解処理工程における上記活性照射線光は、波長が、２００ｎｍ〜５００ｎｍの短波長光とした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５】
上記感光剤の主たる分解処理工程を、上記基体を室温近傍に保持して行う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６】
上記感光剤の主たる分解処理工程を、不活性雰囲気内で行う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７】
上記感光剤の主たる分解処理工程を、不活性雰囲気内で、かつ室温より高い温度で行う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８】
上記残存する分解および硬化処理工程を、不活性雰囲気内で行う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９】
上記感光剤の主たる分解処理工程と、上記分解および硬化処理工程とを不活性ガス中で連続的に行う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１０】
上記不活性ガスをＮ２  ガスとしたことを特徴とする請求項７、８または９に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
上記感光剤の主たる分解処理工程を、真空中で行う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１２】
上記残存する分解および硬化処理工程を、真空中で行う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１３】
上記感光剤の主たる分解処理工程と、上記分解および硬化処理工程とを真空中で連続的に行う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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子等の光学装置に用いられる例えば３原色、あるいはその補色によるカラーフィルタの製造方法に係わり、高精度パターンを有し、すぐれた光学特性を有するカラーフィルタを安定して得ることができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）  やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサのような固体撮像素子等のカラー画像光学装置においては、カラーフィルタが用いられる。
このカラーフィルタは、多色の帯状あるいはモザイク状等のそれぞれ所要のパターンを有する３原色の赤、緑、青あるいは補色のシアン、黄色、マゼンタの複数のカラーフィルタ要素が配列されて構成される。
【０００３】
このようなカラーフィルタを作製する方法として、それぞれ各色の染料を含有するフォトレジストを用いて、これらフォトレジストを、そのままカラーフィルタとして用いる方法が提案されている。この場合、優れたカラーフィルタの分光特性を得るために、１０重量％〜５０重量％という多量の染料を含有するポジティブ型フォトレジストが用いられる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このような、染料を含有するフォトレジストによって、カラーフィルタを作製する方法としては、半導体基板上に、カラーフィルタを構成する所要の染料を含有したフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに、フィルタパターンに対応する遮光部を有するマスクを介して、露光を行い、その露光部を現像処理によって除去することによって、フォトレジストを所要のフィルタパターンに対応するパターンとする。
その後、このフォトレジスト中に残存する感光剤を、活性照射線光の照射によって分解処理する、いわゆるブリーチング処理を行う。
その後、高温に設定されたステージ上に、半導体基板を載置してフォトレジストを熱硬化して、１つの色のカラーフィルタ要素を形成する。
このカラーフィルタ要素の作製方法を、各色のフィルタ要素について繰り返し行って目的とする例えば３原色、あるいは補色フィルタ要素が配列されたカラーフィルタを得る。
【０００５】
しかしながら、このような方法による場合、感光剤の分解処理により、フォトレジストの耐熱性が低下することから、その後のフォトレジストの熱硬化処理に際して、硬化が完了する前にレジストパターンに変形を来すおそれがある。特に耐熱性の低い染料や、硬化剤が用いられる場合、そのおそれは大きい。
【０００６】
このような不都合を回避する方法として、図５に、その工程図を示す方法の提案がなされた。
この方法においては、基板２１例えば半導体基板上に、カラーフィルタを構成する所要の染料を含有したフォトレジスト２２を塗布する（図５Ａ）。
このフォトレジスト２２に、フィルタパターンに対応する遮光部を有する露光マスク２３を介して、パターン露光を行い（図５Ｂ）、その露光部２２ｅを現像処理によって除去する（図５Ｃ）。
その後、基板２１を、加熱ステージ、すなわち加熱プレート２４上に載置し、加熱プレート２４を高温昇温しながら、同時に活性照射線光による照射光２３を照射して感光剤の分解、いわゆるブリーチングを行う（図５Ｄ）。
このようにして、パターンの変形を来すことなく、１つの色のカラーフィルタ要素２６が形成されたカラーフィルタを得る（図５Ｅ）。
この場合においても、図示しないが、他の色のカラーフィルタ要素を同様の手順をもって形成し、目的とする各色のカラーフィルタ要素が、それぞれ所要のパターンをもって形成した目的とするカラーフィルタを形成する（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−１１１４８５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４８１７号公報、段落番号〔００２２〕〜〔００３２〕。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５で説明した方法におけるように、熱硬化を行いながら感光剤の分解を行う方法による場合、５５０ｎｍ以下の短波長領域において、分光透過率が低下する現象が発生する場合がみられた。
この原因は、感光剤の含有量が増すことによる熱分解生成物（アゾ結合起因）が多くなり、これによる５５０ｎｍ以下の波長の光吸収が生じることに因ると考えられる。
特に、このように、可視光域の短波長側成分に強く影響を及ぼすため、原色の青と緑、そして補色におけるシアンとマゼンタにおいて、その影響は無視できないほど大きくなり、分光透過率が変化する。
【０００９】
また、従来のカラーフィルタの製造工程における感光剤の分解工程における基板を設置するステージ温度の、不安定性も問題となる。
すなわち、通常、光源からの輻射熱は、カットフィルタを用いることで、カラーフィルタに、この輻射熱の影響が及ばないようになされているが、実際には、この輻射熱以外による外的因子によって基板温度が、不安定になりやすい。そして、感光剤の熱分解生成物が発生して分光特性への影響が問題となり、前述した例えば撮像装置としての性能低下を来す。
【００１０】
本発明者等は、この現象に対して鋭意研究を重ねた結果、カラーフィルタの製造において、その基板温度が、特に５０℃以下で変化した場合に透過率分光特性が変化することを明らかにした。
図６はステージ温度が５０℃の場合と、室温（２０℃）とに設定して感光剤の分解処理を行った場合の分光透過率の測定結果を示したもので、曲線１５１および１５２は、それぞれステージ温度を５０℃および２０℃とした場合である。
これら曲線１５１および１５２を比較して明らかなように、この分解処理における加熱温度は、５０℃とする場合に比し、２０℃とする場合、透過率分光特性が向上する。
このように、感光剤の分解処理において、２０℃〜５０℃の範囲においても、温度が変化すると、分光透過率が大きく変化することを究明した。
【００１１】
本発明は、上述したカラーフィルタの特性劣化の原因究明に基づいて、確実に、すなわち安定して透過率分光特性の向上と、目的とするパターンを高精度に形成することができるようにしたカラーフィルタの製造方法を提供するに至った。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によるカラーフィルタの製造方法は、基体上に染料を含んだポジティブ型フォトレジストを塗布する塗布工程と、フォトレジストにパターンを露光する露光工程と、フォトレジストをパターン化する現像処理工程と、フォトレジストに第１の光強度による活性照射線光を照射する第１の光照射処理によってフォトレジスト中の感光剤を分解する主たる感光剤の分解処理工程と、更に、このフォトレジストに対し、第２の光強度による照射光を照射しつつ、すなわち第２の光照射処理を行いつつ、昇温を行って更に残存する感光剤の残存分解処理と硬化処理とを行う工程を経て、目的とするカラーフィルタ要素を形成するものである。
【００１３】
すなわち、この方法において、感光剤の主たる分解処理工程において大部分の感光剤の分解は行うが、その分解は全量とはせず、その後の硬化処理工程を、残存する感光剤の分解と本来の硬化処理とを行う分解および硬化処理工程とするものである。
【００１４】
感光剤の分解処理工程における活性照射線光は、波長２００ｎｍ〜５００ｎｍの短波長光を用い得るものである。
また、感光剤の主たる分解処理工程は、基体温度を室温近傍に保持すなわち設定して行う。あるいは、この感光剤の主たる分解処理工程を不活性ガス雰囲気中で行い、室温より高い例えば５０℃で行う。
そして、この感光剤の分解処理工程の後に行う、残存感光剤の分解および硬化処理工程も、不活性雰囲気内で行うことができる。
【００１５】
上述したように、感光剤の主たる分解処理工程および／または残存感光剤の分解処理および硬化処理は、不活性ガス雰囲気中で行うものであるが、本発明は、上述したカラーフィルタの製造方法において、その感光剤の主たる分解処理工程および／または残存感光剤の分解処理および硬化処理を、真空中で行う方法をもとり得るものである。
【００１６】
上述したように、本発明によれば、フォトレジストのパターン化後の感光剤の分解、すなわち感光剤の排除を、主たる分解処理工程と、その後の分解および硬化処理において残存感光剤を分解処理するという方法をとることによって、硬化処理前において、幾分の感光剤を残存させて、耐熱性を残した状態で、更に、この残存する感光剤を分解しつつ昇温して硬化処理を行うようにしたことから、パターンの変形を効果的に回避できるものである。
したがって、所要の微細パターンを確実、安定に保持して硬化処理を行うことができる。
【００１７】
また、上述した感光剤の主たる分解処理において、基体温度を室温近傍に設定した状態で行うことにより、感光剤の熱分解生成物の発生を抑制することができ、可視域における特に短波長側での分光透過率の低下を回避できることを見出したものである。
【００１８】
また、上述した感光剤の主たる分解処理を不活性雰囲気で行うことにより、上述した室温より高い例えば５０℃において行っても可視域における特に短波長側での分光透過率の低下を回避できる。これによって、温度制御を室温近傍に設定する場合に比し、温度の制御を容易化することができたものである。
また、硬化処理を不活性雰囲気で行うことにより、フォトレジストの酸化による着色を抑制できる。
【００１９】
更に、本発明において、その感光剤の主たる分解処理および／または残存感光剤の分解処理を、真空中で行う方法をとる場合、分解処理面の全域において、ガスの流れの影響がない真空という均一性が保持されることから、各部特性、すなわち透過率改善の効果にばらつきがないフィルタ作製がなされる。
【００２０】
そして、感光剤の主たる分解処理工程と、その後の残存感光剤の分解と硬化処理とを行う分解および硬化処理工程とを、共に不活性ガス雰囲気中で行うことによって、あるいは共に真空中で行うことによって、両工程を、同一装置内で連続的に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明によるカラーフィルタの製造方法の実施形態を説明する。
尚、ここで、ポジティブ型フォトレジストとは、乾燥状態で、所定の波長の照射線による露光によって、現像液に対して、未露光部分に比し、高い可溶性を示すフォトレジストを指称するものである。
このフォトレジスト中に存在する感光剤は、例えばキノンジアジド系化合物を用いることが好ましい。
また、現像液および現像する、の表現は、フォトレジストに対する露光の結果、未露光領域よりも可溶性になった露光領域のフォトレジストを除去するパターニング技術で慣用とされている組成物および処理を指称する。
更に、染料は、可視領域における染料を指称し、１種すなわち単一、または２種以上の組み合せによる染料を指称する。
【００２２】
本発明によるカラーフィルタの製造方法の実施形態例を説明するが、本発明は、ここで挙げる実施形態例に限定されるものではない。
〔第１の実施の形態〕
この実施の形態の一例を図１の工程図を参照して説明する。このカラーフィルタの製造においては、順次各色のカラーフィルタ要素を本発明方法によって形成するものであるが、本発明方法においては、前述したように、５５０ｎｍ以下の可視域のフィルタ要素、すなわち５５０ｎｍ以下の短波長領域の吸収がフィルタの透過分光特性に影響してくるカラーフィルタ要素、具体的には、例えば３原色における緑、青、また補色においては、シアン、マゼンタのカラーフィルタ要素を作製する工程で用いて有効なものである。
【００２３】
まず、図１Ａに示すように、基板１、例えば半導体基板上に、１の色例えば上述した緑、青のうちの一方、または、シアン、マゼンタのうちの一方のカラーフィルタ要素を構成する染料および感光剤を含有するポジティブ型フォトレジスト２を、例えば厚さ１００ｎｍ以上の例えば１０００ｎｍ前後の厚さに、スピンコート等によって塗布する。
図１Ｂに示すように、このカラーフィルタ要素のパターンに対応する遮光部を有するマスク３を通じて、フォトレジスト２に、その露光光４の紫外線、例えばｉ線を照射するパターン露光を行う。
【００２４】
そして、図１Ｃに示すように、フォトレジスト２に対して現像処理を行って図１Ｂで示すフォトレジスト２の露光部２ｅを除去する。
次に、図１Ｄに示すように、基板１を、例えばチラー（図示せず）によって室温（２５  ℃±５℃）に温度設定されたプレート６上に密着載置する。この状態で、基板１上に所要のパターンに残された、すなわち目的とするカラーフィルタ要素のパターンに残されたフォトレジスト２に対して例えば大気中で、第１の照射光５の照射を行う。この第１の照射光５は、例えば高圧水銀灯を光源とする２００ｎｍ〜５００ｎｍの紫外線を含んだ活性照射線光であり、これを、基板１のフォトレジスト２の形成面とされた基板面の全域に渡って照射する。
【００２５】
このようにして、フォトレジスト２中の感光剤を、光分解して排除するが、この場合、この感光剤を完全に分解することなく、一部の量が、残存するようにする。そして、このとき、２０℃に保持した状態で、感光剤の分解処理がなされることから、安定した一定の分解を行うことができる。
【００２６】
次に、図１Ｅに示すように、ホットプレート８上に、基板１を密着載置し、基板１の、フォトレジスト２を有する基板面に全面的に、第２の照射光７として紫外線照射を行いつつ、基板温度を上昇させて、フォトレジストの硬化処理と、フォトレジスト中の残存感光剤を完全に分解する処理を行う。
このような処理を行った基板１をホットプレート８から取り出す。このようにして、図１Ｆに示すように、目的とする色のカラーフィルタ要素９の形成がなされる。
【００２７】
次に、この第１の実施の形態における一実施例を説明する。しかしながら、この実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。
〔実施例１〕
この例においては、複数の受光部を有するＣＣＤによる固体撮像装置におけるカラーフィルタを得る場合であり、このＣＣＤを構成するＳｉ半導体基板１の、受光部上に、カラーフィルタ要素を形成する場合である。
図１Ａで示したように、染料（シアン：Ｃ．Ｉ．（Ｃ．Ｉは、Ｃｏｌｏｒ  ｉｎｄｅｘ  ｇｅｎｅｒｉｃ  ｎａｍｅ）Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  ２５）、および感光剤を含有するフォトレジスト２を、厚さ１０００ｎｍ程度にスピンコートによって塗布した。
【００２８】
その後、１００℃に設定したホットプレート上に、基板１を６０秒間載置してプリベークを行った後、図１Ｂに示したように、露光マスク３を介してｉ線照射による露光を行った。
次に、図１Ｃで示したように、現像処理を行ってフォトレジスト２の露光部分、すなわち露光によって可溶性となった部分を除去して、目的とするカラーフィルタ要素のパターンとした。
【００２９】
図１Ｄに示したように、フィルタパターンのフォトレジスト中に存在する感光剤を分解する分解処理を行う。この分解処理は、大気中で、活性照射線光（第１の照射光５）の全面照射によって行った。この活性照射線光の光源には、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を含んだ光を発光する高圧水銀灯を用いた。このときの活性照射線の光強度は、２００ｍＷ／ｃｍ２  とした。
また、この処理は、チラーすなわち冷却手段を有するプレート６上に、基板１を設置して行う。このとき、プレート６は、室温（２５℃）で一定の温度に制御した。
そして、このときの活性照射線光の照射時間は、感光剤の全てを分解してしまうことのない時間の１０秒間とした。
【００３０】
次に、図１Ｅに示した工程で、フォトレジスト中に微量に残存する感光剤を分解し、同時に熱硬化する処理を行う。この処理は、紫外線（第２の照射光７）照射雰囲気中で１００℃に設定したホットプレート８に設置し、２秒後に、紫外線照射を継続しながら、１２０秒後に１８０℃とする昇温を行う。この紫外線照射は、３Ｊ／ｃｍ２  とし、平均昇温速度は、０．６７℃／秒とした。この処理を終了した後、２℃／秒の降温速度で、ホットプレートを降温し、１００℃に達した時点で、ホットプレートから、基板１を取り出した。
この紫外線光源としては、高圧水銀灯を用いた。この光源からの紫外線は、波長３００ｎｍ以下の遠紫外線を含む。そして、この場合の紫外線照射の強度は２５ｍＷ／ｃｍ２  であった。
その後、追加加熱を行った。この追加加熱は、２００℃のホットプレート上に半導体基板１を設置し、約２分間の追加加熱を行って熱硬化した。
このようにして、図１Ｆに示したように、第１のカラーフィルタ要素９を形成した。
この手法によって、他の第２および第３のカラーフィルタ要素を順次作製した。
【００３１】
図２は、染料および感光剤を含有するフォトレジストを用いた場合の、透過率分光曲線で、曲線１０１は、目標分光曲線、曲線１０２は、本発明実施例の方法における分光曲線、曲線１０３は、図５で説明した方法を適用した場合の分光曲線を示す。これによれば、本発明製造方法による場合、目標の透過率分光曲線が得られることが分かる。
これは、熱分解生成物の発生が抑制されたことによるものと考えられる。
【００３２】
この実施の形態においては、その主たる分解処理工程を、室温程度に制御して行った場合であり、この場合、室温近傍で、温度制御が良好な結果をもたらしているものであるが、実際には２０℃近辺の比較的狭い範囲での温度制御が必要であり、工業的に必ずしも満足できるものではない。
これに対して、第２の実施の形態においては、主たる分解処理工程を、温度制御が容易な室温より高い、例えば４０℃〜６０℃の例えば５０℃近傍で行うことができるようにしたものである。
【００３３】
〔第２の実施の形態〕
この実施の形態においても、その工程順は、図１で説明した第１の実施の形態におけると同様の工程順を採ることができる。
すなわち、例えば第１の実施の形態と同様の工程によって図１Ａに示すように、基板１上に、フォトレジスト２を例えばスピンコート等によって形成し、図１Ｂで示したように、パターン露光を行い、現像処理を行って、図１Ｃで示したように、フォトレジスト２のパターンを形成する。
【００３４】
次に、このフォトレジスト２に対する感光剤の主たる分解処理を行うものであるが、この実施の形態においては、特に、不活性ガス例えばＮ２  ガス中で、かつ室温より高い例えば４０℃〜６０℃の例えば５０℃近傍下で、フォトレジストの感光剤の主たる分解処理を、図１Ｄに示すように、第１の照射光５の照射によって行う。
この第１の照射光５は、例えば高圧水銀灯を光源とする２００ｎｍ〜５００ｎｍの紫外線を含んだ活性照射線光であり、これを、３００ｍＷ／ｃｍ２  以下５０ｍＷ／ｃｍ２  以上をもって基板１のフォトレジスト２の形成面とされた基板面の全域に渡って照射する。
この照射時間は、この照射強度を大に選定したことによって、褪色が著しく生じることがなく、かつフォトレジスト２の全域に感光剤の分解を発生させることができる程度の例えば１０秒以上で、２０秒以下に選定することができる。
【００３５】
次に、図１Ｅに示すように、ホットプレート８上に、基板１を密着載置し、基板１の、フォトレジスト２を有する基板面に全面的に、第２の照射光７として紫外線照射を行いつつ、基板温度を上昇させて、フォトレジストの硬化処理と、フォトレジスト中の残存感光剤を完全に分解する処理を行う。
このような処理を行った基板１をホットプレート８から取り出した。このようにして、図１Ｆに示すように、目的とする色のカラーフィルタ要素９の形成がなされる。
そして、この手法によって、他の第２および第３のカラーフィルタ要素を順次作製する。
【００３６】
次に、この第２の実施の形態の実施例を挙げて説明する。
〔実施例２〕
この例においても、複数の受光部を有するＣＣＤによる固体撮像装置におけるカラーフィルタを得る場合であり、このＣＣＤを構成するＳｉ半導体基板１の、受光部上に、カラーフィルタ要素を形成する場合である。
図１Ａで示したように、染料、および感光剤を含有するフォトレジスト２を、厚さ１０００ｎｍ程度にスピンコートによって塗布した。
【００３７】
その後、１００℃に設定したホットプレート上に、基板１を６０秒間載置してプリベークを行った後、図１Ｂに示したように、ステッパを用いて露光マスク３を介してｉ線照射による露光を行った。
次に、図１Ｃで示したように、現像処理を行ってフォトレジスト２の露光部分、すなわち露光によって可溶性となった部分を除去して、目的とするカラーフィルタ要素のパターンとした。
【００３８】
図１Ｄに示したように、フィルタパターンのフォトレジスト中に存在する感光剤を分解する分解処理を行う。この分解処理は、Ｎ２  不活性ガス中で、活性照射線光（第１の照射光５）の全面照射によって行った、この活性照射線光の光源には、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を含んだ光を発光する高圧水銀灯を用いた。このときの活性照射線の光強度は、２００ｍＷ／ｃｍ２  として全面露光を行った。このときのプレート６は、８０℃に設定した。
そして、このときの活性照射線光の照射時間は、感光剤の全てを分解してしまうことのない時間の１０秒間とした。
【００３９】
次に、図１Ｅに示した工程で、フォトレジスト中に微量に残存する感光剤を分解し、同時に熱硬化する処理を不活性ガスＮ２  中で行った。この処理は、紫外線（第２の照射光７）照射雰囲気中で１００℃に設定したホットプレート８に設置し、２秒後に、紫外線照射を継続しながら、１２０秒後に１８０℃とする昇温を行う。このときの平均昇温速度は、０．６７℃／秒とした。この処理を終了した後、２℃／秒の降温速度で、ホットプレートを降温し、１００℃に達した時点で、ホットプレートから、基板１を取り出した。
この紫外線光源としては、高圧水銀灯を用いた。この光源からの紫外線は、波長３００ｎｍ以下の遠紫外線を含む。そして、この場合の紫外線照射の強度は２５ｍＷ／ｃｍ２  であった。
その後、追加加熱を行った。この追加加熱は、２００℃のホットプレート上に半導体基板１を設置し、約２分間の追加加熱を行って熱硬化した。
このようにした第１のカラーフィルタ要素を形成した。
この手法によって、他の第２および第３のカラーフィルタ要素を順次作製した。
【００４０】
図３は、青のカラーフィルタにおける感光剤の主たる分解処理の処理温度に対する分光透過率変化の測定結果を示したもので、曲線３１は、実施例１による大気中で行った場合、曲線３２は実施例２による感光剤の主たる分解処理をＮ２  ガス雰囲気中で行った場合である。図３において、縦軸は、従来の前記特許文献２における感光剤の分解処理と硬化処理とを同時に行った場合の透過率を０とした場合である。
これら曲線３１および３２によって明らかなように、いずれも従来の方法に比して、透過率の高い領域を有するが、両曲線を比較して明らかなように、Ｎ２  中での処理を行った曲線３２の実施例２場合、温度依存性が小さくなる。すなわち、この処理を不活性ガスのＮ２  中で行うときは、大気中で行う場合に比し、温度依存性が緩やかであることから、温度の設定を緩やかにすることができるものである。
また、Ｎ２  中での処理を行った場合、４０℃〜６０℃間で高い透過率を示し、５０℃程度にピークが存在する。したがって、その処理温度は、４０℃〜６０℃とすることが好ましいことが分かる。
【００４１】
また、図４は、シアンのカラーフィルタの作製における、波長λ＝５００ｎｍに対する、感光剤の分解処理時間、すなわちブリーチング時間に対する分光透過率のシフト量の測定結果をプロットしたものであり、図４中、曲線４１は、照射光を２００ｍＷ／ｃｍ２  で行った場合、曲線４２は２０ｍＷ／ｃｍ２  で行った場合を示す。
図４の両曲線４１および４２によって明らかなように、強い光を用いた場合、高い透過率を示すが、３００ｍＷ／ｃｍ２  を超えると、色素の破壊を来すことが認められた。したがって、この照射光の強度は、１００ｍＷ／ｃｍ２  〜３００Ｗ／ｃｍ２  の範囲に選定することが望ましい。
【００４２】
〔実施例３〕
この実施例においては、実施例２と同様の手順によるが、この実施例３においては、フォトレジストに対する感光剤の主たる分解処理工程を１００℃で行い、その後の残存感光剤の分解と硬化処理とを、Ｎ２  雰囲気で、１００℃の熱処理を開始した。そのほかは、実施例２と同様に行った。すなわち、この実施例３においては、感光剤の主たる分解処理工程と、その後の残存感光剤の分解および硬化処理とを連続的に同一装置で行った。
【００４３】
この実施例によれば、感光剤の主たる分解処理工程と、その後の残存感光剤の分解および硬化処理とを連続的に同一装置で行うことができることから、生産性の向上を図ることができる。
【００４４】
上述した実施の形態においては、感光剤の主たる分解処理工程および／またはその後の残存する感光剤の分解処理と硬化処理とを不活性ガスの雰囲気中で行った場合であり、この場合、被処理体が、供給される不活性ガスの流れの例えば上流か、下流か等の位置、配置態様等によって被処理体に対する不活性ガスの接触状態が、不均一になるおそれがあり、この場合、感光剤の分解、すなわちブリーチュングによる透過率の改善効果に不均一性が生じる場合があり、より分光スペクトル的に精度の高いカラーフィルタを得る場合において、この程度の不均一性が問題となる場合がある。
【００４５】
本発明においては、この場合における問題に関して対処できる製造方法をも提供するものである。この発明における実施の形態を第３の実施の形態とし、さらに実施例４および５として実施例を例示するが、この場合においても、これら実施の形態および実施例に限定されるものではない。
【００４６】
［第３の実施の形態］
この実施の形態においても、その工程順は、図１で説明した第１の実施の形態におけると同様の工程順を採ることができる。
すなわち、例えば第１の実施の形態と同様の工程によって図１Ａに示すように、基板１上に、フォトレジスト２を例えばスピンコート等によって形成し、図１Ｂで示したように、パターン露光を行い、現像処理を行って、図１Ｃで示したように、フォトレジスト２のパターンを形成する。
【００４７】
次に、このフォトレジスト２に対する感光剤の主たる分解処理、すなわち、一部の感光剤は分解することなく残される程度の分解処理行うものであるが、この実施の形態においては、真空に保たれたチャンバー内の温度設定プレート６、この実施の形態においては、ホットプレート上に半導体基板１を熱的に密着して載置設定する。
【００４８】
そして、フォトレジスト２の感光剤の主たる分解処理を、図１Ｄに示すように、第１の照射光５の照射によって行う。このとき真空中で、室温より高い、例えば４０℃〜６０℃の例えば５０℃近傍のもとで行う。
この第１の照射光５は、例えば高圧水銀灯を光源とする２００ｎｍ〜５００ｎｍの紫外線を含んだ活性照射線光であり、これを、３００ｍＷ／ｃｍ２  以下５０ｍＷ／ｃｍ２  以上をもって基板１のフォトレジスト２の形成面とされた基板面の全域に渡って照射する。
この照射時間は、この照射強度を大に選定したことによって、褪色が著しく生じることがなく、かつフォトレジスト２の全域に感光剤の分解を発生させることができる程度の例えば１０秒以上で、２０秒以下に選定することができる。
【００４９】
次に、図１Ｅに示すように、ホットプレート８上に、基板１を密着載置し、基板１の、フォトレジスト２を有する基板面に全面的に、第２の照射光７として紫外線照射を行いつつ、基板温度を上昇させて、フォトレジストの硬化処理と、フォトレジスト中の残存感光剤を完全に分解する処理を行う。このときの処理雰囲気は、不活性ガス中、例えばＮ２ガス中、または真空中で行う。
このような処理を行った基板１をホットプレート８から取り出した。このようにして、図１Ｆに示すように、目的とする色のカラーフィルタ要素９の形成がなされる。
そして、この手法によって、他の第２および第３のカラーフィルタ要素を順次作製する。
【００５０】
次に、この第３の実施の形態の実施例を挙げて説明する。
〔実施例４〕
この例においても、複数の受光部を有するＣＣＤによる固体撮像装置におけるカラーフィルタを得る場合であり、このＣＣＤを構成するＳｉ半導体基板１の、受光部上に、カラーフィルタ要素を形成する場合である。
図１Ａで示したように、染料、および感光剤を含有するフォトレジスト２を、厚さ１０００ｎｍ程度にスピンコートによって塗布した。
【００５１】
その後、１００℃に設定したホットプレート上に、基板１を６０秒間載置してプリベークを行った後、ステッパを用いて図１Ｂに示したように、露光マスク３を介してｉ線照射による露光を行った。
次に、図１Ｃで示したように、現像処理を行ってフォトレジスト２の露光部分、すなわち露光によって可溶性となった部分を除去して、目的とするカラーフィルタ要素のパターンとした。
【００５２】
図１Ｄに示したように、フィルタパターンのフォトレジスト中に存在する感光剤を分解する主たる分解処理を行う。この分解処理は、光照射を行うメインチャンバーと、ロードロック室からなる装置を用いて行う。この場合、真空度が１０ｋＰａの低真空メインチャンバーに設定された基板１のフォトレジスト２に、活性照射線光（第１の照射光５）を全面照射することによっておこなった。
この活性照射線光の光源には、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を含んだ光を発光する高圧水銀灯を用いた。このときの活性照射線の光強度は、２００ｍＷ／ｃｍ２  として全面露光を行った。このときのプレート６は、８０℃に設定した。
そして、このときの活性照射線光の照射時間は、感光剤の全てを分解してしまうことのない時間の１０秒間とした。
【００５３】
次に、図１Ｅに示した工程で、フォトレジスト中に微量に残存する感光剤を分解し、同時に熱硬化する処理を不活性ガスＮ２  中で行った。この処理は、紫外線（第２の照射光７）照射雰囲気中で１００℃に設定したホットプレート８に設置し、２秒後に、紫外線照射を継続しながら、１２０秒後に１８０℃とする昇温を行う。このときの平均昇温速度は、０．６７℃／秒とした。この処理を終了した後、２℃／秒の降温速度で、ホットプレートを降温し、１００℃に達した時点で、ホットプレートから、基板１を取り出した。
この紫外線光源としては、高圧水銀灯を用いた。この光源からの紫外線は、波長３００ｎｍ以下の遠紫外線を含む。そして、この場合の紫外線照射の強度は２０ｍＷ／ｃｍ２  であった。
その後、追加加熱を行った。この追加加熱は、２００℃のホットプレート上に半導体基板１を設置し、約２分間の追加加熱を行って熱硬化した。
このようにした第１のカラーフィルタ要素を形成した。
この手法によって、他の第２および第３のカラーフィルタ要素を順次作製した。
【００５４】
〔実施例５〕
この実施例においては、実施例４と同様の手順によるが、この実施例５においては、フォトレジストに対する感光剤の主たる分解処理工程を、上述した真空中１００℃で行い、その後の残存感光剤の分解と硬化処理とを、同様に、１０ｋＰａの真空中で、１００℃にして熱処理を開始した。そのほかは、実施例４と同様に行った。すなわち、この実施例５においては、感光剤の主たる分解処理工程と、その後の残存感光剤の分解および硬化処理とを連続的に同一装置で行った。
【００５５】
この実施例によれば、感光剤の主たる分解処理工程と、その後の残存感光剤の分解および硬化処理とを連続的に同一装置で行うことができることから、生産性の向上を図ることができる。
【００５６】
また、前述したように、例えば第２の実施の形態においては、少なくとも感光剤の主たる分解処理工程を不活性ガスの雰囲気中で行った場合、被処理体に対する不活性ガスの接触状態の不均一性によるカラーフィルタの光学的特性が問題となる場合がある。
これに対し、第３の実施の形態においては、真空中での処理としたことにより、この場合における問題に関して対処できるものである。すなわち、この真空中の処理によって、真空引きを行いつつ行う場合においても、初期において、高真空になされていることから、気流の発生は殆ど生じない。つまり、被処理体は、全面に渡って均一な条件での処理がなされることから、よりすぐれた、均一な特性を有するカラーフィルタを得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】
上述したように、本発明の製造方法によれば、フォトレジストのパターン化後の感光剤の排除を、本来の分解処理工程と、その後の硬化処理において分解処理するという方法を採ったことにより、フォトレジストの硬化処理が、幾分の感光剤が残存し、耐熱性が残された状態でなされる。
したがって、フォトレジストのパターンの変形を効果的に回避でき、高精度に微細パターンのカラーフィルタを構成することができるものである。
また、感光剤の分解処理において、基体温度を室温近傍に設定した状態で行うことにより、感光剤の熱分解生成物の発生を抑制することができ、可視域における特に短波長側での分光透過率の低下を回避できた。
【００５８】
更に、感光剤の分解処理を不活性ガス中で行うことにより、分光透過率の温度依存性を低減することができたことから、その処理温度を、室温より高めることができると共に、温度の制御を緩やかにすることができることから、確実に安定して目的とする特性のカラーフィルタを製造することができる。
また、硬化処理を不活性雰囲気で行うことにより、フォトレジストの酸化による着色を抑制できることから、より分光特性にすぐれたカラーフィルタを得ることができる。
更に、上述したように、真空中で感光剤の分解処理を行うことにより、例えば窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で行った場合に比し、より均一性にすぐれた透過率改善が図られたカラーフィルタを得ることができる。
更に、感光剤の分解処理と、その後の硬化処理とを共に、不活性ガス中で行うか、共に真空中で連続して行うことにより、生産性の向上と特性の安定化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ〜Ｆは、それぞれ本発明によるカラーフィルタの製造方法の一実施形態例を示す各工程の概略断面図である。
【図２】本発明製造方法、従来方法によって得たカラーフィルタの透過率分光曲線図である。
【図３】本発明の説明に供する感光剤の分解処理温度に対する分光透過率変化を示す図である。
【図４】本発明の説明に供する感光剤の分解処理時間に対する分光透過率変化を示す図である。
【図５】Ａ〜Ｅは、それぞれ従来のカラーフィルタの製造方法を示す各工程の概略断面図である。
【図６】感光剤の分解処理温度を変化させたときのカラーフィルタの透過率分光曲線図である。
【符号の説明】
１・・・基板、２・・・フォトレジスト、３・・・マスク、４・・・露光光、５・・・第１の照射光（活性照射光）、６・・・温度設定プレート、７・・・  第２の照射光、８・・・ホットプレート、９・・・カラーフィルタ要素、
２１・・・基板、２２・・・フォトレジスト、２３・・・マスク、２４・・・加熱プレート、２５・・・照射光、２６・・・カラーフィルタ要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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