(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のカラーフィルタを複数の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって形成するカラーフィルタの製造方法において、
上記着色レジストのうちで露光アライメント用の光の透過率が最も低い特定色の着色レジストを選出し、この選出された特定色とは異なる色のアライメントマークを当該色用のカラーフィルタ材料を用いて形成し、
その後、上記アライメントマークに対する露光アライメントを行って上記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２】
複数種類のカラーフィルタを複数の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって形成するカラーフィルタの製造方法において、
先ず、アライメント光学系の光の色と同色のアライメントマークを当該色用のカラーフィルタ材料を用いて形成し、
その後、上記アライメントマークに対する露光アライメントを行って上記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３】
赤色光のアライメント光学系を有する露光装置を用いて、青色の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって青色フィルタを形成するカラーフィルタの製造方法において、
上記青色フィルタの形成に先立って、上記アライメント光学系の光の色と同じ赤色のカラーフィルタ材料である赤色の着色レジストから赤色フィルタおよび赤色のアライメントマークを形成し、
上記青色フィルタを形成する場合には、上記アライメント光学系によって上記赤色のアライメントマークに対する露光アライメントを行う
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のカラーフィルタの製造方法において、
上記赤色の着色レジストからアライメントマークを形成するに先立って、上記アライメントマーク形成領域下部に、少なくとも上記アライメントマーク形成領域をカバーする大きさで所定値以上の反射率を呈する下引き層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５】
請求項３に記載のカラーフィルタの製造方法において、
上記青色フィルタ形成用の青色の着色レジスト上に、所定値以下の屈折率を呈する反射防止層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６】
複数種類のカラーフィルタを複数の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって形成する場合に、露光装置のアライメント光学系によるカラーフィルタ用ホトマスクの露光アライメント時に使用されるアライメントマークであって、
上記アライメント光学系の光の色と同色のカラーフィルタ材料を用いて形成されたことを特徴とするアライメントマーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、着色レジスト(以下、カラーレジストと言う)によるカラーフィルタの製造方法、および、このカラーフィルタの製造方法で使用されるアライメントマークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ(電荷結合素子)を始めとする固体撮像素子の用途が、ビデオムービ等に加えてデジタルスチルカメラやパーソナル・コンピュータ用の画像入力端末等にも広がりつつある。その際に、従来主流であった補色系のカラーフィルタに変わって、原色系のカラーフィルタの使用が必要になってきている。上記原色系のカラーフィルタは信号処理の簡易性の高さと応用性の広さから脚光を浴びているが、製造方法に関しては固体撮像素子の微細化が進んでいるために染色時シフトが極端に大きくなる(水平垂直両方向とも最大１μm)ために困難になってきている。
【０００３】
従来主流であった染色法によって製造されたカラーフィルタは、解像度や均一性に限界が見え始めている点、原色系の染色は補色系の染色に比較してプロセス的な安定性にやや欠けるという点から、早急な改善策が求められている。そのような状況下において、現在解像度などの点で若干問題を残すものの顔料の分散性や加工性においてはある程度のレベルに到達している上記カラーレジストによるカラーフィルタの形成が、新たに注目を集めるようになって来ている。今後の性能の進歩を見込めば、上記カラーレジストによるカラーフィルタの形成は、固体撮像素子の特性向上は元より、生産時の歩留まりの向上、生産コストの削減においても大いに効果を発揮すると考えられる。尚、上記カラーレジストとは、透明ベース材料に顔料を分散させたポジレジストやネガレジスト、あるいは、染料を均一に溶解させたポジレジストやネガレジストのことである。
【０００４】
ところが、上述のようなカラーレジストを用いるカラーフィルタの製造方法においては、以下に詳述するような青色フィルタ形成工程時における露光アライメント上の問題がある。すなわち、ステッパのような露光装置では、通常、露光アライメント処理においては、Ｈe-Ｎeレーザのような赤色光を用いて基板上のアライメントマークを検出するようにしている。これは、レジストの感光を避ける理由からである。ところが、一方においては、青色のカラーレジストは赤色光の透過率が極めて低いという事実がある。
【０００５】
通常、青色フィルタ形成工程時における露光アライメントは、図６に示すように、下地デバイス基板１上に形成されたアライメントマーク(下地アライメントマーク)２を、平坦化膜として機能するオーバーコート膜３および青色レジスト層４を通して上記赤色光で検出することによって行う。ところが、下地アライメントマーク２の低コントラストに加えて、青色レジスト層４によって赤色光が吸収されるために下地アライメントマーク２によって反射および回折されて検出器(図示せず)に入射される信号光は極端に微弱なものとなる。したがって、青色フィルタ形成工程時における露光アライメントは非常に困難なのである。尚、５は他の色(例えば赤色)のフィルタであり、６は青色フィルタである。
【０００６】
上述のような問題を解決するために、例えば、特開平６−２６０３９０号公報や特開平４−１３３３４９号公報に開示されているようなアライメント光学系の改良による下地アライメントマーク検出性の向上を図った方法、あるいは、特開平３−１６３４０３号公報や特開平８−２９７２０６号公報に開示されているような下地アライメントマーク部分のカラーレジストを塗布時に除去してしまう方法等の各種の方法が提案されている。しかしながら、何れの方法も既存装置の改良や新規装置の投入を伴うものであり、高いスループットを確保でき、低コストで実現できるとは言い難い。したがって、青色フィルタ形成工程時における露光アライメントの問題の更に簡易な解決方法が求められている。
【０００７】
最近、上述のような既存装置の改良や新規装置の投入を必要とせずにアライメントマークの照度向上を図るカラーフィルタの製造方法が提案されている(特開平９−９６７１２号公報)。このカラーフィルタの製造方法においては、図７(a)に示すように、基板１１上のアライメントマーク１２を覆って平坦化層１３を形成し、平坦化層１３におけるアライメントマーク１２直上位置に透明層１４を形成する。次いで、基板１１上に、透明層１４上の厚さが他の箇所の厚さよりも薄くなるように着色レジスト層１５を形成する。そして、アライメント光１６の照射によってアライメントマーク１２を検出し、ホトマスク(図示せず)と基板１１との位置合わせを行った後に露光および現像を行って、図７(b)に示すような着色レジスト層１５のパターンからなるカラーフィルタ１７を得る。こうすることによって、アライメントマーク１２直上における着色レジスト層１５の膜厚が薄いために、着色レジスト層１５が青色レジスト層であり、アライメント光１６が赤色光であっても、アライメントマーク１２の照度を向上できるのである。
【０００８】
図７に示すカラーフィルタの製造方法は、従来より固体撮像素子などのオンチッププロセスにおいて行われている受光部開口を決定する層(例えば、ポリシリコン電極や遮光膜層)にアライメントマークを形成する方法を踏襲するものであり、プロセス改良コストやプロセスの大幅な変更を伴わないアライメントマークの照度改善策であると考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカラーフィルタの製造方法には以下のような問題がある。すなわち、図７(a)に示すように、被アライメント層である着色レジスト層１５とアライメントマーク１２との間には厚膜の平坦化層１３が形成されている。このような平坦化層１３が被アライメント層と下地アライメントマークとの間に形成されると、被アライメント層の表面と下地アライメントマークの表面とに大きな距離差が生ずる。そのために、特にアライメント光としてレーザ光を用いる場合には、屈折やゴーストによってアライメント誤差が生じ易いという問題がある。
【００１０】
さらに、露光装置のマーク認識に必要なアライメントマークのコントラスト向上という点では問題が残る。つまり、アライメント光１６の光度をＩとし、着色レジスト１５の光吸収係数をαとし、着色レジスト１５におけるアライメントマーク１２直上の膜厚をｄ1/２(ｄ1：着色レジスト１５における平坦箇所の膜厚)とし、基板１１の反射率をＲ0とし、アライメントマーク１２の反射率をＲMとすると、上記アライメントマーク１２のコントラストＣはＣ≒Ｉｅ-αd1│(Ｒ0−ＲM)│と表される。したがって、アライメントマーク１２のコントラストＣは、アライメントマーク１２の反射率ＲMに依存することになる。ところが、上述したように、下地アライメントマークは通常ポリシリコン電極や遮光膜層等の受光部開口を決定するシリコン化合物層に形成される。したがって、その反射率ＲMはシリコンや酸化シリコンで形成される基板１１の反射率Ｒ0の反射率と大差無く、アライメントマーク１２のコントラストＣは低くなるのである。
【００１１】
さらに、上記透明層１４の形状がアライメントマーク１２の形状と同一になって両者が上下に重ね合わされた場合には、透明層１４とアライメントマーク１２との両者の輪郭部を通過する光に何れか一方のみを通過する光が混入して、上記露光装置のマーク信号の偽信号が発生する要因になりかねない。
【００１２】
すなわち、上記従来のカラーフィルタの製造方法においては、着色レジスト層１５とアライメントマーク１２との間の大きな距離差によるアライメント誤差、アライメントマーク１２のコントラスト低下、上記露光装置のマーク信号の偽信号発生等の問題が残り、青色レジストでの赤色アライメント光の吸収による照度低下時において高いアライメント精度の確保ができないという問題がある。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、赤色アライメント光を使用する際に青色レジスト下において高いコントラストを得、高いアライメント精度を確保でき、カラーフィルタ形成工程において高いスループットを確保でき、従来のプロセス改良によるコストアップを抑制できるカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、数種類のカラーフィルタを複数の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって形成するカラーフィルタの製造方法において、上記着色レジストのうちで露光アライメント用の光の透過率が最も低い特定色の着色レジストを選出し,この選出された特定色とは異なる色のアライメントマークを当該色用のカラーフィルタ材料を用いて形成し、その後、上記アライメントマークに対する露光アライメントを行って上記カラーフィルタを形成することを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、露光アライメント用の光の透過率が最も低い特定色のカラーフィルタを形成する際に使用されるアライメントマークが、上記特定色以外の色で当該色用のカラーフィルタ材料を用いて形成される。したがって、上記露光アライメント用の光の透過率が最も低い上記特定色のカラーフィルタを形成する際には、上記特定色よりも透過率が高い色のアライメントマークを使用することができ、上記特定色あるいは透明のアライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストが得られる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明は、複数種類のカラーフィルタを複数の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって形成するカラーフィルタの製造方法において、先ず、アライメント光学系の光の色と同色のアライメントマークを当該色用のカラーフィルタ材料を用いて形成し、その後、上記アライメントマークに対する露光アライメントを行って上記カラーフィルタを形成することを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、アライメント光学系の光の色とは異なる色のカラーフィルタを形成する場合には、上記アライメント光学系の光の色と同色のアライメントマークに対して露光アライメントが行われる。したがって、例えば上記アライメント光学系の光が赤色である場合に、赤色光の透過率が低い青色のカラーフィルタを形成する際には、上記透過率が最も高い赤色のアライメントマークが使用されることになり、上記青色あるいは透明のアライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストが得られる。
【００１８】
また、請求項３に係る発明は、赤色光のアライメント光学系を有する露光装置を用いて、青色の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって青色フィルタを形成するカラーフィルタの製造方法において、上記青色フィルタの形成に先立って、上記アライメント光学系の光の色と同じ赤色のカラーフィルタ材料である赤色の着色レジストから赤色フィルタおよび赤色のアライメントマークを形成し、上記青色フィルタを形成する場合には,上記赤色のアライメント光学系によって上記アライメントマークに対する露光アライメントを行うことを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、アライメント光学系からの赤色光の透過率が低い青色の着色レジストから青色フィルタを形成する際には、上記透過率が最も高い赤色のアライメントマークが使用されることになり、上記青色あるいは透明のアライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストが得られる。
【００２０】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明のカラーフィルタの製造方法において、上記赤色の着色レジストからアライメントマークを形成するに先立って、上記アライメントマーク形成領域下部に、少なくとも上記アライメントマーク形成領域をカバーする大きさで所定値以上の反射率を呈する下引き層を形成することを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、赤色のアライメントマークの下部に、少なくとも上記アライメントマーク形成領域をカバーする大きさで高反射率の下引き層が形成されている。したがって、上記アライメント光学系から出射された赤色光が少ない損失で効率よく上記アライメント光学系に入射されて、上記アライメントマークの検出に利用される。
【００２２】
また、請求項５に係る発明は、請求項３に係る発明のカラーフィルタの製造方法において、上記青色フィルタ形成用の青色の着色レジスト上に、所定値以下の屈折率を呈する反射防止層を形成することを特徴としている。
【００２３】
上記構成によれば、上記青色の着色レジスト上に低屈折率の反射防止層が形成されているために、上記青色の着色レジスト表面での反射光が弱められる。こうして、上記赤色のアライメントマークからアライメント光学系に入射される光に対してノイズとなる上記反射光が弱められて、上記アライメントマークのコントラストが更に高められる。
【００２４】
また、請求項６に係る発明は、複数種類のカラーフィルタを複数の着色レジストからホトリソグラフィ技術によって形成する場合に,露光装置のアライメント光学系によるカラーフィルタ用ホトマスクの露光アライメント時に使用されるアライメントマークであって、上記アライメント光学系の光の色と同色のカラーフィルタ材料を用いて形成されたことを特徴としている。
【００２５】
上記構成によれば、アライメント光学系の光の色とは異なる色の原色カラーフィルタを形成する場合には、上記アライメント光学系の光の色と同色のアライメントマークに対して露光アライメントを行うことできる。したがって、例えば上記アライメント光学系の光が赤色である場合に、赤色光の透過率が低い青色の原色カラーフィルタを形成する際には、上記透過率が最も高い赤色のアライメントマークを使用することによって、上記青色あるいは透明のアライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストが得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、第１実施の形態における青色フィルタ形成時の露光アライメント方法を示す。図１に従って、本実施の形態におけるカラーフィルタの製造方法について説明する。
【００２７】
図１(a)に示すように、下地デバイス基板２１上には、受光開口を決定する遮光膜層等をパターニングして下地アライメントマーク２２を形成する。そして、下地デバイスの凹凸を平坦化してカラーフィルタ形成を容易にするために、下地デバイス基板２１全体に透明アクリル系樹脂を塗布してオーバーコート膜２３を形成する。こうした後、カラーフィルタ形成工程に入る。
【００２８】
上記カラーフィルタ形成工程においては、青色カラーフィルタの形成に先行して赤色フィルタ２４を形成する。この赤色フィルタ２４の形成は、オーバーコート膜２３上に赤色レジスト(図示せず)を塗布し、下地アライメントマーク２２によって赤色フィルタ用ホトマスク(図示せず)のアライメントを行った後、露光,現像およびポストベーク処理を行って形成する。
【００２９】
本実施の形成においては、上記赤色フィルタ２４の形成時に、少なくとも青色フィルタ形成時にアライメントマークとして使用される赤色アライメントマーク２５を赤色フィルタ２４と同様にして同時に形成する。この赤色アライメントマーク２５は通常のアライメントに用いられる形状を有する。ここで、赤色アライメントマーク２５は、アライメントマークの仕上がり精度の点においてマスクリニアリティーに優れたカラーレジスト層から形成することが望ましい。しかしながら、染色による膨潤が大きいために寸法シフトが大きいことと、それに伴う滲みや混色等を予め考慮に入れることができれば上述の染色法によって形成してもよい。
【００３０】
こうして、上記赤色フィルタ２４および赤色アライメントマーク２５が形成されると、連続して、あるいは、中間層(例えば、緑色フィルタ)を形成した後、図１(b)に示すように青色フィルタ２７を形成する。この青色フィルタ２７の形成は、全体に青色レジスト２６を塗布し、赤色フィルタ２４と同時に形成された赤色アライメントマーク２５に赤色のアライメント光２８を照射して青色フィルタ用ホトマスク(図示せず)のアライメントを行った後、露光,現像およびポストベーク処理を行って上記青色用ホトマスクのフィルターパターンを青色レジスト２６に転写することによって行われる。
【００３１】
ここで、通常の青色レジスト２６の成膜においては、約１.０μm前後の膜厚で青色レジスト２６が塗布される。そして、青色フィルタ用ホトマスクの露光アライメントに際して、光源としてＨｅ-Ｎｅレーザ光(赤色光)を使用し、赤色アライメントマーク２５直上における青色カラーレジスト２６の膜厚ｄ1(図２参照)と赤色アライメントマーク２５外の平坦部における青色カラーレジスト２６の膜厚ｄ0との比ｄ1/ｄ0をｄ1/ｄ0＝１/２とし、膜厚１.０μmの青色レジスト２６における透過率を約１５％とすると、赤色アライメントマーク２５の透過光量Ｉ1と上記平坦部の透過光量Ｉ0との比Ｉ1/Ｉ0は、Ｉ1/Ｉ0≒２.６となる。
【００３２】
上記青色レジスト２６として段差を埋め込む能力の高いカラーレジストを使用した場合には、赤色アライメントマーク２５直上における青色カラーレジスト２６の膜厚ｄ1は比較的小さくなる。したがって、その場合には上記透過光量の比Ｉ1/Ｉ0の値を大きくでき、上記露光装置の信号検出の見地からは良好であると言える。しかしながら、上記平坦部における青色カラーレジスト２６の透過光および赤色アライメントマーク２５直上における青色カラーレジスト２６の透過光は、下地デバイスの表面(反射率は一般的に高くない)で反射された後、再度青色レジスト２６を通過して上記露光装置の検出系に入射することになる。そのために、上記検出系に入射する透過光量ＩR1,ＩR0は、微弱な信号となる。したがって、実際には、図２に示すように、青色レジスト２６やオーバーコート膜２３と赤色アライメントマーク２５との境界部分での反射光Ｒ1やＲ1'が、赤色アライメントマーク２５のコントラストに大きく関与するのである。
【００３３】
ここで、本実施の形態の如く赤色のアライメント光によって赤色アライメントマーク２５に対して露光アライメントを行う場合と、図７に示す如く透明層１４を介して下地アライメントマーク１２に対して露光アライメントを行う場合とのコントラストを比較してみる。
【００３４】
図３において、上記透明層１４上のカラーレジスト層１５の膜厚をｄ5とし、下地アライメントマーク１２の反射率をＲMとし、下地デバイス基板の反射率をＲ0とする。また、赤色のアライメントマーク２５上のカラーレジスト層２６の膜厚をｄ6とし、アライメントマーク２５以外の平坦部のカラーレジスト層２６の膜厚をｄ7とし、アライメントマーク２５の反射率をＲM'とし、アライメントマーク２５〜オーバーコート膜２３間の反射率をＲ0'とする。
【００３５】
上記カラーレジスト層１５および透明層１４を介して下地アライメントマーク１２に対して露光アライメントを行う場合のコントラストＣAは、ＣA＝│ＳA0−ＳA1│≒Ｉｅ-2αd5│Ｒ0−ＲM│となる。一方、本実施の形態におけるコントラストＣBは、ＣB＝│ＳB0−(ＳB1＋ＳB1')│≒Ｉｅ-2αd6│(ｅ-2α(d7-d6)−１)Ｒ0'−ＲM'│となる。ここで、ｄ7≫ｄ6とすると、ｅ-2α(d7-d6)≒０であるからＣB≒Ｉｅ-2αd6│Ｒ0'＋ＲM'│となる。したがって、両者のコントラスト比ＣA/ＣBは、ＣA/ＣB≒│(Ｒ0−ＲM)/（Ｒ0'＋ＲM')│・ｅ-2α(d5-d6)となる。
【００３６】
通常、平坦層１３,２３上に形成される透明層１４あるいはアライメントマーク２５の平坦層１３,２３に沿った長さが長くなるほど、透明層１４あるいはアライメントマーク２５上のカラーレジスト層１５,２６の厚みは大きくなる。したがって、上記露光装置のマーク信号の偽信号が発生しないように、透明層１４の長さＬTとアライメントマーク１２の長さＬM(＝アライメントマーク２５の長さ)との大小関係をＬT≫ＬMとすると、ｄ5＞ｄ6となる。したがって、ＣA/ＣBの式中の項「ｅ-2α(d5-d6)」はｅ-2α(d5-d6)＜１となる。さらに、上述の如く、透明樹脂で成る下地アライメントマーク１２の反射率ＲMとシリコンや酸化シリコンで成る下地デバイス基板の反射率Ｒ0とは略等しく、コントラスト比ＣA/ＣBの式中の項「Ｒ0−ＲM」は(Ｒ0−ＲM)≒０となる。その結果、ＣA/ＣBはＣA/ＣB＜１となる。以上のことから、本実施の形態によるコントラストＣBは、図７に示すように下地アライメントマークを用いる場合のコントラストＣAよりも高い値となるのである。
【００３７】
上述のように、本実施の形態においては、下地デバイス基板２１上に遮光膜層等をパターニングして下地アライメントマーク２２を形成した後、透明アクリル系樹脂でオーバーコート膜２３を形成する。そして、オーバーコート膜２３上に上記赤色レジストを塗布した後に下地アライメントマーク２２を用いた露光アライメントを行い、ホトリソグラフィ技術によって赤色フィルタ２４と青色フィルタ２７形成用の赤色アライメントマーク２５を同時に形成する。さらに、青色フィルタ２７形成時には、青色レジスト２６を塗布した後に赤色アライメントマーク２５を用いた露光アライメントを行い、ホトリソグラフィ技術によって青色フィルタ２７を形成するようにしている。こうして、青色フィルタ２７を形成する場合には、赤色のアライメント光を吸収しない赤色アライメントマーク２５を露光アライメント用のターゲットとすることによって、赤色アライメントマーク２５の透過光量Ｉ1を下地アライメントマーク２２を用いる場合よりも大きくできる。さらに、赤色アライメントマーク２５に関する反射光(Ｒ1＋Ｒ1')を下地アライメントマーク２２を用いる場合よりも大きくできる。したがって、本実施の形態によれば、青色フィルタ２７形成時におけるアライメントマークのコントラストを、下地アライメントマーク２２を用いる場合よりも十分高めることができるのである。
【００３８】
さらに、上記青色フィルタ２７形成時のアライメントマーク２５を被アライメント層である青色レジスト２６の直下に、すなわち、カラーフィルタ形成面上に形成するようにしている。したがって、被アライメント層２６の表面とアライメントマーク２５の表面とを近づけることができ、アライメント光としてレーザ光を用いる場合でも屈折やゴーストによるアライメント誤差は生じ難い。
【００３９】
さらに、本実施の形態においては、特開平９−９６７１２号公報に開示されたカラーフィルタの製造方法のように、下地アライメントマーク２２および赤色アライメントマーク２５の上方に、上記露光装置のマーク信号に対する偽信号の発生要因となり得る透明層を形成しない。したがって、上記偽信号の発生を無くして、アライメント精度を高めることができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態を特徴付ける赤色アライメントマーク２５の形成は、赤色フィルタ２４形成時に赤色フィルタ２４形成手法と同じ手法で同時に形成される。したがって、下地アライメントマークを露光アライメント時のターゲットとする従来のカラーフィルタの製造工程に、何ら変更を加える必要はない。したがって、従来のカラーフィルタ製造工程からのコストアップを抑制でき、カラーフィルタ形成工程において高いスループットを確保できるのである。
【００４１】
すなわち、本実施の形態においては、高い露光アライメント精度を得ることができる。したがって、図１に示すように、赤色フィルタ２４,２４,…の間に青色フィルタ２７,２７,…を形成する場合でも両カラーフィルタ２４,２７の重なりは発生せず、両カラーフィルタ２４,２７の境界がクリアなカラーフィルタのパターンを得ることができるのである。
【００４２】
図４は、第２実施の形態における青色フィルタ形成時の露光アライメント方法を示す。第１実施の形態においては、上述したように、赤色アライメントマーク２５を透過した光は、低い反射率の下地デバイス表面で反射されるために、露光装置の検出系に入射される光は微弱となる。そこで、本実施の形態においては、赤色アライメントマークの透過光の反射光量を多くしてアライメント光を有効利用し、露光アライメントの精度を向上させるのである。以下、図４に従って、本実施の形態におけるカラーフィルタの製造方法について説明する。
【００４３】
下地デバイス製造時において、上記遮光膜等の高反射材料(例えば、Ａl(アルミニウム)：表面反射率は約９０％)によって受光開口(図示せず)および下地アライメントマーク３２のパターンを形成する際に、下地デバイス基板３１上における赤色アライメントマーク３５形成箇所の直下に、赤色アライメントマーク３５の領域全体を十分カバーする大きさの上記高反射材料のマーク下引き層３８を形成する。その後、第１実施の形態と同様にして、オーバーコート膜３３、赤色フィルタ３４および赤色アライメントマーク(青色フィルタ形成用アライメントマーク)３５、青色レジスト３６、および、青色フィルタ３７を順次形成する。
【００４４】
このように、本実施の形態においては、下地デバイス基板３１上における赤色アライメントマーク３５形成箇所の直下に高反射材料でマーク下引き層３８を形成している。したがって、赤色アライメントマーク３５にアライメント光３９を照射した場合の透過光は、直下に形成された約９０％の表面反射率を有するマーク下引き層３８で反射されることになる。その結果、第１実施の形態のように、赤色アライメントマーク２５の透過光を単に下地デバイス基板３１で反射するよりも遥かに高い反射光量を得ることができ、アライメント光学系からの赤色光を損失させることなく効率よく露光装置のマーク検出に利用することができる。したがって、赤色光のアライメント光学系を用いた青色フィルタ形成時の露光アライメント精度を飛躍的に向上できる。
【００４５】
図５は、第３実施の形態における赤色アライメントマーク近傍の断面を示す。赤色アライメントマーク４５のコントラストに大きく関与する青色レジスト４６およびオーバーコート膜４３と赤色アライメントマーク４５との境界部分での反射光Ｒ1,Ｒ1'を強調するためには、青色レジスト４６の表面での反射光Ｒbの存在を無視することはできない。反射光Ｒbは、上記露光装置におけるマーク信号にとっては何ら有益な情報を有しない所謂ノイズ成分(オフセット)として作用する。そこで、本実施の形態では、青色レジスト４６上に低屈折率(例えば、屈折率ｎ＝１.４)の反射防止層４９(例えば、反射防止材ＡＺアクアタール：クラリアントジャパン社製等)をスピンコートして形成する。そして、反射防止層４９の表面から反射光Ｒbの逆位相の光Ｒb'を反射させることによって、反射光Ｒbを 打ち消すのである。尚、上記反射防止層４９の屈折率や塗布膜厚は、入射光の波長と、反射防止層４９の表面での反射光Ｒb'および青色レジスト４６の表面での反射光Ｒbの位相関係とを考慮することによって決定すればよい。
【００４６】
尚、上記各実施の形態においては、露光アライメント時に使用するアライメント光としてＨｅ-Ｎｅレーザ光等の赤色光を使用し、ＲＧＢ三色のうち上記赤色光に対する透過率が最も低い青色のカラーフィルタを形成する場合を例に説明している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではない。要は、原色カラーフィルタを形成する着色レジストの中から上記アライメント光の透過率が最も低い特定色の着色レジストを選出し、この選出された着色レジストとは異なる色(望ましくは上記透過率が最も高い色)で上記特定色用のアライメントマークを形成すればよいのである。
【００４７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１に係る発明のカラーフィルターの製造方法は、カラーフィルタの形成に使用する着色レジストの中から露光アライメント用の光の透過率が最も低い特定色の着色レジストを選出し、この選出された特定色とは異なる色のアライメントマークを当該色用のカラーフィルタ材料を用いて形成し、このアライメントマークに対する露光アライメントを行い、ホトリソグラフィ技術によって上記カラーフィルタを形成するので、上記露光アライメント用の光の透過率が最も低い上記特定色のカラーフィルタを形成する際には、上記特定色よりも透過率が高い色のアライメントマークを使用することができる。したがって、上記特定色のアライメントマークあるいは透明な下地アライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストを得ることができる。
【００４８】
すなわち、この発明によれば、上述のようにアライメントマークの高いコントラストを得ることができるので、露光装置によるマーク検出精度を向上させて、露光アライメント精度を高めることができる。
【００４９】
また、請求項２に係る発明のカラーフィルタの製造方法は、先ず、アライメント光学系の光の色と同色のアライメント用のアライメントマークを当該色用のカラーフィルタ材料を用いて形成し、その後、上記アライメントマークに対する露光アライメントを行い、ホトリソグラフィ技術によって上記カラーフィルタを形成するので、赤色光のアライメント光学系の露光装置によってアライメント光の透過率が低い青色のカラーフィルタを形成する場合には、上記透過率が最も高い赤色のアライメントマークに対して露光アライメントを行うことができる。したがって、上記青色のアライメントマークあるいは透明な下地アライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストを得ることができる。
【００５０】
また、請求項３に係る発明のカラーフィルタの製造方法は、赤色光のアライメント光学系を有する露光装置を用いて青色の着色レジストから青色フィルタを形成する場合に、先ず、上記アライメント光学系の光の色と同じ赤色のカラーフィルタ材料である赤色の着色レジストから赤色フィルタおよび赤色のアライメントマークを形成し、上記青色フィルタを形成する場合には、上記赤色のアライメントマークに対して露光アライメントを行うので、赤色のアライメント光の透過率が低い青色の着色レジストから青色フィルタを形成する際には、上記透過率が最も高い赤色のアライメントマークを使用することができる。したがって、青色フィルタ形成時に、青色アライメントマークあるいは透明のアライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストを得ることができる。
【００５１】
さらに、上記赤色のアライメントマークを上記赤色の着色レジストから赤色フィルタと一緒に形成するので、上記赤色のアライメントマークを被アライメント層(着色レジスト層)の直下に形成できる。したがって、上記被アライメント層とアライメントマークとの距離を小さくでき、屈折やゴーストによるアライメント誤差を防止できる。すなわち、この発明によれば、露光装置によるマーク検出精度を向上させて、露光アライメント精度を高めることができる。
【００５２】
さらに、この発明における上記赤色のアライメントマークの形成は、赤色フィルタ形成時に同じ手法で同時に行うので、赤色フィルタ用ホトマスクのパターンを変更するだけで、上記下地アライメントマークを露光アライメント時のターゲットとする従来のカラーフィルタの製造工程に何ら変更を加えることなく実施できる。したがって、従来のカラーフィルタ製造工程に対するコストアップを押さえて、カラーフィルタ形成工程において高いスループットを確保できる。
【００５３】
また、請求項４に係る発明のカラーフィルタの製造方法は、上記赤色の着色レジストからアライメントマークを形成するに先立って、上記アライメントマーク形成領域下部に、少なくとも上記アライメントマーク形成領域をカバーする大きさで所定値以上の反射率を呈する下引き層を形成するので、上記赤色のアライメントマークを通過してアライメント光学系に戻る光量を増加でき、アライメント光学系からの赤色光を損失させることなく効率よく上記露光装置のマーク検出に利用することができる。したがって、赤色光のアライメント光学系を用いた青色フィルタ形成時のアライメント精度を飛躍的に向上できる。
【００５４】
また、請求項５に係る発明のカラーフィルタの製造方法は、上記青色フィルタ形成用の青色の着色レジスト上に所定値以下の屈折率を呈する反射防止層を形成するので、上記赤色のアライメントマークから上記アライメント光学系に入射される光に対してノイズとなる青色の着色レジスト表面での反射光が弱められる。したがって、上記青色フィルタを形成する際のアライメントマークのコントラストを更に高めることができ、露光アライメント精度を高めることができる。
【００５５】
また、請求項６に係る発明のアライメントマークは、アライメント光学系の光の色と同色であるので、アライメント光の色とは異なる色のカラーフィルタを形成する場合には、上記アライメント光学系の光の色と同色のアライメントマークに対して露光アライメントを行うことできる。つまり、例えば赤色光のアライメント光学系を用いる場合に、上記赤色光の透過率が低い青色の原色カラーフィルタを形成する際には、アライメント光の透過率が最も高い赤色のアライメントマークを使用することによって、上記青色のアライメントマークあるいは透明のアライメントマークを使用する場合よりも高いコントラストを得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のカラーフィルタの製造方法における青色フィルタ形成時の露光アライメント方法を示す図である。
【図２】図１における赤色アライメントマークに関する反射光の説明図である。
【図３】図１における赤色アライメントマークに関する反射光と従来の下地アライメントマークに関する反射光との対比図である。
【図４】図１とは異なる青色フィルタ形成時の露光アライメント方法を示す図である。
【図５】図１および図４とは異なる青色フィルタ形成時における赤色アライメントマーク近傍の断面図である。
【図６】従来のカラーフィルタの製造方法における青色フィルタ形成時の下地アライメントマークを用いた露光アライメント方法を示す図である。
【図７】図６とは異なる青色フィルタ形成時の下地アライメントマークを用いた露光アライメント方法を示す図である。
【符号の説明】
２１、３１  下地デバイス基板
２２、３２  下地アライメントマーク
２３、３３、４３  オーバーコート膜
２４、３４  赤色フィルタ
２５、３５、４５  赤色アライメントマーク
２６、３６、４６  青色レジスト
２７、３７  青色フィルタ
３８  マーク下引き層
４９  反射防止層
【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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【図７】
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