(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
染料を１０〜５０重量％含有するポジティブ型フォトレジストを、基体上に塗布する工程と、パターン露光工程と、現像工程とを経て所要のパターンの染料含有のフォトレジスト層を形成し、
上記パターン露光工程において、第１紫外線の照射によるパターン露光を行い、
上記現象工程の後に、該染料含有フォトレジスト層に対して、第２紫外線を照射しながら昇温加熱して硬化させる工程により所要の色フィルタ素体を形成し、
上記フォトレジスト層に対して照射する第２紫外線の照射量を２０Ｊ／ｃｍ2 以下とすることを特徴とする色フィルタの製造方法。
【請求項２】
上記フォトレジスト層に対して照射する第２紫外線の波長は、３２０ｎｍ以下の波長の光を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の色フィルタの製造方法。
【請求項３】
上記フォトレジスト層に対する上記昇温加熱の開始温度は、６０℃〜１４０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の色フィルタの製造方法。
【請求項４】
上記昇温加熱の終了温度は、１６０℃〜２２０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の色フィルタの製造方法。
【請求項５】
上記昇温加熱の平均昇温速度は、１．５℃／秒以下とすることを特徴とする請求項１に記載の色フィルタの製造方法。
【請求項６】
上記昇温加熱は不活性雰囲気内で行うことを特徴とする請求項１に記載の色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、固体撮像装置や液晶表示装置等に用いて好適な色フィルタの製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＣＣＤ（チャージカプルドデバイス）型カラー固体撮像装置や、カラー液晶表示装置等においては、その前面に、例えばストライプ状、あるいはモザイク状に赤，緑，青，あるいはシアン，黄，マゼンタの各フィルタ素体が所定の配列順序を配列形成された色フィルタが配置されてなる。
【０００３】
例えばＣＣＤ型カラー固体撮像装置の例を、その受光部の概略断面図を示す図１を参照して説明する。この例では、ｎ型の半導体基体１の１主面側にｐ型の第１のウエル領域２が形成され、その受光部の形成領域に光電変換素子例えばフォトダイオードを構成するｎ型の不純物導入領域３が形成され、その表面にｐ型の高濃度の正電荷蓄積領域４が形成された受光部５が形成される。この受光部は、半導体基体１上に、水平および垂直方向に沿ってそれぞれ多数配列形成される。そして、例えば共通の垂直方向に配列された受光部５に隣り合ってＣＣＤ構成による垂直シフトレジスタが形成される。この垂直シフトレジスタは、第２のｐ型ウエル領域７上に、ｎ型の転送領域８が形成され、これの上にＳｉＯ2 等の絶縁層９を介して転送電極１０が形成される。この転送電極１０は、垂直方向に相互に絶縁された複数組の転送電極が配置されてなり、各組の転送電極間にクロック電圧が印加されて、各受光部５からその受光量に応じて発生した電荷を引出し、これを垂直方向に順次転送するようになされている。
半導体基体１の、電荷の授受が回避されるべき部分には、ｐ型の高濃度チャネルストップ領域１４が形成される。
【０００４】
また、この固体撮像装置の上面には、受光部５上に受光窓１１ｗが開口されたＡｌ層等よりなる遮光膜１１が、ほぼ全面的に被着形成される。
更に、この遮光膜１１上に、光透過性の例えばＳｉＯ2 あるいはＳｉＮ等よりなる保護膜１２が全面的に被着形成され、この保護膜１２上に、色フィルタ１３が形成される。
【０００５】
この色フィルタ１３は、例えば図２にその配置パターンの一例を示すように、例えば赤のフィルタ素体Ｒ，緑のフィルタ素体Ｇおよび青のフィルタ素体Ｂ、あるいはシアンのフィルタ素体Ｃ，マゼンタのフィルタ素体Ｍおよびイエローのフィルタ素体Ｙがモザイク状にそれぞれ対応する受光部５上に配置されて成る。
【０００６】
この色フィルタの作製方法としては、種々の方法が提案されているが、染料含有のポジティブ型（露光部分が現像液に対して良好な可溶性を示すタイプ）フォトレジストで形成したパターンを、そのまま色フィルタ素体として用いる方法は、微細パターンの色フィルタを作製するに適した方法である。
この方法においては、先ず、１の色例えば赤の染料含有のポジティブ型フォトレジストを用いて、色フィルタを形成する基体例えば上述した固体撮像装置の上に塗布し、このフォトレジストを、目的とする赤のフィルタ素体Ｒのパターン部分を除く他部をパターン露光し、現像処理を行ってその露光部を除去してパターン化する。その後、このフォトレジスト（感光剤）のブリーチングすなわち脱色を行い、その後、加熱硬化処理を行って赤のフィルタ素体Ｒを形成する。続いて、この赤のフィルタ素体Ｒ上を含んで他の色の例えば緑の染料含有のポジティブ型フォトレジストを全面的に塗布し、同様の方法の繰り返しによって目的とする緑のフィルタ素体Ｇを形成する。同様に青の染料含有のフォトレジストを用いて同様の方法によって青のフィルタ素体Ｂを形成し、例えば図２で示した各フィルタ素体Ｒ，ＧおよびＢが配列された色フィルタを得る。
【０００７】
このように、染料含有のフォトレジストをパターン化して、そのまま色フィルタ素体として色フィルタを製造する方法による場合、順次各色のフォトレジストを塗布することから、先に形成されたフィルタ素体を構成するフォトレジスト層中に、この上に塗布されたフォトレジストの染料が入り込むことによる混色の発生を回避する上で、パターン化されたフォトレジストは、充分硬化させて耐溶剤性を高め、他の染料の混入が回避されるようにする必要がある。この場合のフォトレジスト層の硬化は、通常１２０℃〜１５０℃の加熱によってなされる。
【０００８】
一方、このように、パターン化した染料含有のフォトレジストをそのまま色フィルタ素体として用いて色フィルタを製造する方法において、すぐれた色フィルタ特性を得るために、１０〜５０％の多量の染料を含有させたポジティブ型フォトレジストを用いた色フィルタの製造方法の提案がなされている（特公平７−１１１４８５号公報参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、染料含有のフォトレジストにおいては、添加される染料は、分子量が比較的小さいことから、また、その染料の添加量を大とするときは、上述した通常の１５０℃程度の加熱による硬化処理では、パターン化されたフォトレジストの耐溶剤性が不充分であり、これの上に形成される分子量の小さい他の色の染料が混入され易く色純度の低下を来す。とはいえ、このような不都合を回避すべくその硬化温度を１５０℃以上に高めると、フォトレジストに変形を来す。特に、多量の染料を含有するフォトレジストにおいては、この変形が顕著となる。これは、通常、その添加される染料が、バインダー樹脂より融点が低いことから、より変形が生じ易くなると考えられる。
そして、このような変形が生じれば、パターンが微細化されるにつれ、色フィルタとしての光学的、機械的特性の低下を来し、信頼性の低下、不良品の発生率を高めるなどの問題は生じる。
【００１０】
本発明は、このような課題の解決をはかる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による色フィルタの製造方法は、特に染料を乾燥後の状態で１０〜５０重量％という高い含有量を有するポジティブ型フォトレジストを用いる場合において、このフォトレジストを基体上に塗布する工程と、パターン露光工程と、現像工程とを経て所要のパターンの染料含有のフォトレジスト層を形成し、パターン露光工程において、第１紫外線の照射によるパターン露光を行い、現像工程の後に、この染料含有フォトレジスト層に対して、第２紫外線を照射しながら昇温加熱して硬化させる工程により所要の色フィルタ素体を形成し、フォトレジスト層に対して照射する第２紫外線の照射量を２０Ｊ／ｃｍ2 以下として目的とする色フィルタを作製する。
【００１２】
上述の本発明方法においては、フォトレジストを所要のパターンにパターン化して後に、紫外線照射を行うものであり、この紫外線照射によってフォトレジストの感光剤のブリーチングがなされるものであるが、その昇温加熱の硬化処理を、紫外線照射を継続しながら行うことによって、そのブリーチングはもとより、その硬化も良好に行われた。したがって、硬化処理に際してのフォトレジストパターンに変形が生じにくく、したがって、上述したように、染料が１０〜５０重量％という高い含有量を有するフォトレジストを用いるにもかかわらず、変形による剥離の発生とか、パターンの鮮鋭度の低下を来すことがなく、信頼性の高い色フィルタを歩留り良く製造することができた。そして、このように、染料の含有量の高いフォトレジストによって色フィルタ素体を形成することができたことによってフィルタ特性にすぐれた色フィルタを得ることができた。
更に、硬化が良好になされることによって、この上に他の色フィルタ素体を形成するための、他の色の染料を含有するフォトレジストを塗布した際の、その染料が、先に形成した色フィルタ素体に混入することを効果的に回避することができて、混色の発生を効果的に回避できる。したがって、本発明方法によれば、光学的および機械的にすぐれた色フィルタを歩留りよく製造することができるものである。
【００１３】
上述したように、本発明においては、紫外線照射によるブリーチングのみならず、紫外線照射を行いつつ硬化のための昇温加熱を経るものであるが、このようにすることにより、その硬化が助成されることによって、昇温加熱のみで硬化を行う場合に比して、確実にその硬化がなされるものと思われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による色フィルタの製造方法の実施の形態を説明する。
本発明においては、染料の含有量が、乾燥後において１０〜５０重量％という多量に含有されたポジティブ型フォトレジストを用いて、各色のフィルタ素体の形成を行う。
【００１５】
そして、このフォトレジストを、基体、すなわち色フィルタを形成する例えばガラス基板、固体撮像装置、液晶表示装置等の色フィルタの形成基体面に塗布し、パターン露光、現像処理を行って所要のパターンの染料含有のフォトレジスト層を形成するものであるが、特に本発明においては、このように所定パターンとされた染料含有フォトレジスト層に対して、ブリーチングを行うことを主たる目的として波長が３２０ｎｍ以下の光を含む紫外線の照射を行うが、この紫外線照射において、少なくともこの紫外照射を行いながらフォトレジストの硬化処理のための昇温加熱を行う過程を採る。すなわち、図３にその紫外線照射と昇温加熱との関係を示すように、例えば実線図示のように、基体を、温度Ｔ0 に加熱した状態で、紫外線照射を開始し、紫外線照射を継続した状態で、時間τを経過した時点ｔ1 から昇温を開始して、充分な硬化処理がなされる温度以上に昇温する。あるいは、同図破線図示のように、温度Ｔ0 から紫外線照射の開始と同時に紫外線を照射しながら充分な硬化処理がなされる温度以上に昇温する。
【００１６】
そして、本発明においては、この紫外線の照射量を、２０Ｊ／ｃｍ2 以下に選定する。
また、フォトレジスト層に対する上記昇温加熱の開始温度Ｔ0 は、６０℃〜１４０℃とし、この昇温加熱の終了温度ＴF は、１６０℃〜２２０℃とする。
そして、この昇温加熱の平均昇温速度は、１．５℃／秒以下とする。
【００１７】
また、この昇温加熱は不活性雰囲気例えばＮ2 中で行うことが好ましい。これにより、より短時間での効果が可能となると共に、フォトレジスト材料の酸化による着色を抑制することができる。
【００１８】
尚、上述したように、フォトレジストにおける染料の含有量が、１０〜５０重量％に選定されるのは、１０重量％未満では、最終的に形成されたフィルタ素体のフィルタ効果が不充分となり、５０重量％を越えると、被着性およびパターン化の鮮鋭度が劣化してくるおそれが生じてくることによる。
また、照射紫外線を、３２０ｎｍ以下の波長の光を含むものを用いるのは、これにより良好な硬化促進が得られることによる。
【００１９】
本発明は、例えば図１で説明したＣＣＤ型固体撮像装置の受光部２に対して配置される色フィルタ１３、すなわち例えば図２で示すように、赤のフィルタ素体Ｒ，緑のフィルタ素体Ｇおよび青のフィルタ素体Ｂがモザイク状に配列された色フィルタ１３を得る場合に適用できる。
【００２０】
固体撮像装置としては、フレームトランスファ方式、あるいはインターライントランスファ方式、またはフレームインターライントランスファ方式等の各種固体撮像装置に適用することができる。
図１で示す固体撮像装置は、前述したように、この例では、ｎ型の半導体基体１の１主面側にｐ型の第１のウエル領域２が形成され、その受光部の形成領域に光電変換素子例えばフォトダイオードを構成するｎ型の不純物導入領域３が形成され、その表面にｐ型の高濃度の正電荷蓄積領域４が形成された受光部５が形成される。この受光部は、半導体基体１上に、水平および垂直方向に沿ってそれぞれ多数配列形成される。そして、例えば共通の垂直方向に配列された受光部５に隣り合ってＣＣＤ構成による垂直シフトレジスタが形成される。この垂直シフトレジスタは、第２のｐ型ウエル領域７上に、ｎ型の転送領域８が形成され、これの上にＳｉＯ2 等の絶縁層９を介して転送電極１０が形成される。この転送電極１０は、垂直方向に相互に絶縁された複数組の転送電極が配置されてなり、各組の転送電極間にクロック電圧が印加されて、各受光部５からその受光量に応じて発生した電荷を引出し、これを垂直方向に順次転送するようになされている。
半導体基体１の、電荷の授受が回避されるべき部分には、ｐ型の高濃度チャネルストップ領域１４が形成される。
【００２１】
また、この固体撮像装置の上面には、受光部５上に受光窓１１ｗが開口されたＡｌ層等よりなる遮光膜１１が、ほぼ全面的に被着形成される。
更に、この遮光膜１１上に、全面的に光透過性の例えばＳｉＯ2 あるいはＳｉＮ等よりなる保護膜１２が全面的に被着形成され、この保護膜１２上に、色フィルタ１３が形成される。
【００２２】
この色フィルタ１３の形成方法は、図４に、各工程における、図２のＡ−Ａ線からみた位置における概略断面図を示すように、先ず図４Ａに示すように、目的とする色フィルタ１３を形成すべき基体１、図１の例では、固体撮像装置の保護膜１２上に、第１の色の染料例えば赤の染料を１０〜５０重量％含有する第１の染料含有フォトレジスト３１を、周知の技術例えば回転塗布法によって全面的に塗布する。
【００２３】
この第１の染料含有フォトレジスト３１に対して、この第１の色のフィルタ素体の形成部以外を例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）によるステッパ露光によってパターン露光を行い、図４Ｂに示すように、現像液に対して良好な可溶性とされた露光部３１Ｅを形成する。
【００２４】
その後、フォトレジスト３１に対して現像処理を行って、図４Ｃに示すように、露光部３１Ｅを除去する。このようにすると第１の色すなわち赤のフィルタ素体が形成されるべき部分に選択的に赤のフィルタ素体Ｒが残存形成される。
【００２５】
次に、フォトレジスト中の感光剤のブリーチングを主として行うための、波長が３２０ｎｍ以下の紫外線を、２０Ｊ／ｃｍ2 以下の照射量をもって全面的に照射する。
そして、この紫外線照射と同時に、もしくは紫外線照射を開始してから所要の時間τ経過して後、紫外線照射を行いながら、昇温加熱を行う。この昇温加熱の初期の温度Ｔ0 は、６０℃〜１４０℃の、熱硬化がされにくい程度の温度とする。つまり、この温度Ｔ0 下で紫外線照射を開始する。そして、その平均昇温速度は、１．５℃／秒以下とし、この昇温終了温度は、１６０℃〜２２０℃とする。このように処理された第１のフォトレジストによるフィルタ素体Ｒは、良好に感光剤の脱色がなされ、かつ良好に硬化されたフィルタ素体、この例では、赤のフィルタ素体Ｒが形成される。
【００２６】
次に、図４Ｄに示すように、この第１の色のフィルタ素体、この例では赤のフィルタ素体Ｒ上を含んで全面的に、第２の色例えば緑の染料を１０〜５０重量％含有する第２の染料含有フォトレジスト３２を、周知の技術例えば回転塗布法によって塗布する。
【００２７】
この第２の染料含有フォトレジスト３２に対して、この第２の色のフィルタ素体の形成部以外を例えばｉ線によるステッパ露光によってパターン露光を行って現像液に対して良好な可溶性とし、現像処理を行って、図４Ｅに示すように、露光部を除去する。このようにすると第２の色すなわち緑のフィルタ素体が形成されるべき部分に選択的に緑の色フィルタ素体Ｇが残存形成される。
【００２８】
次に、フォトレジスト中の感光剤のブリーチングを主として行うための、前述したと同様に波長が３２０ｎｍ以下の紫外線を、照射量２０Ｊ／ｃｍ2 以下で全面的に照射し、図３で説明したように、この紫外線照射と同時に、もしくは紫外線照射を開始してから所要の時間τを経過した時点ｔ1 で、紫外線照射を継続しながら、昇温を開始する。この昇温加熱の初期の温度Ｔ0 は、６０℃〜１４０℃の、熱硬化がされにくい程度の温度とする。つまり、本発明においては、この温度Ｔ0 のもとで紫外線照射を開始する。そして、この昇温の平均昇温速度は、１．５℃／秒以下とし、この昇温終了温度は、１６０℃〜２２０℃とする。
このように処理された第２のフォトレジストによるフィルタ素体Ｇは、良好に感光剤の脱色がなされ、かつ良好に硬化される。
【００２９】
次に、図４Ｆに示すように、上述のようにして形成された第１および第２の色フィルタ素体、この例では赤および緑の色フィルタ素体ＲおよびＧ上を含んで全面的に、第３の色例えば青の染料を１０〜５０重量％含有する第３の染料含有フォトレジスト３３を、周知の技術例えば回転塗布法によって塗布する。
【００３０】
この第３の染料含有フォトレジスト３３に対して、この第３の色のフィルタ素体の形成部以外を例えばｉ線によるステッパ露光によってパターン露光を行い現像液に対して良好な可溶性とし、現像処理を行って、図４Ｇに示すように、露光部を除去する。このようにすると第２の色すなわち緑のフィルタ素体が形成されるべき部分に選択的に緑の色フィルタ素体Ｇが残存形成される。
【００３１】
次に、フォトレジスト中の感光剤のブリーチングを主として行うための、前述したと同様に波長が３２０ｎｍ以下の紫外線を、照射量２０Ｊ／ｃｍ2 以下で全面的に照射し、この紫外線照射と同時に、もしくは紫外線照射を開始してから所要の時間τを経過して後、紫外線照射を行いながら、昇温加熱を行う。この場合においても、昇温加熱の初期の温度Ｔ0 は、６０℃〜１４０℃の、熱硬化がされにくい程度の温度とする。つまり、この温度Ｔ0 下で紫外線照射を開始する。そして、その平均昇温速度は、１．５℃／秒以下とし、この昇温終了温度は、１６０℃〜２２０℃とする。
このように処理された第３のフォトレジストによるフィルタ素体Ｂは、良好に感光剤の脱色がなされ、かつ良好に硬化される。
【００３２】
このようにして、第１〜第３の色、この例においては、赤のフィルタ素体Ｒ，緑のフィルタ素体Ｇおよび青のフィルタ素体Ｂが所定のパターンに配列形成された目的とする色フィルタ１３が形成される。
【００３３】
次に、本発明の実施例を説明する。
この実施例においては、対角辺の長さが５インチのＳｉウエハによる固体撮像装置の表面、この例ではＳｉＮによる保護膜上に、マゼンタ、イエローおよびシアンの３色の色フィルタ素体による色フィルタを形成した場合である。
【００３４】
〔実施例１〕
この実施例では、Ｓｉ基体による固体撮像装置の、無機材料の保護膜表面、すなわち色フィルタ形成面を、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）によって疎水性化して、各色のフィルタ素体を形成するフォトレジストの密着性を上げる表面処理を行った。
一方、下記組成の第１〜第３の染料含有のフォトレジストを用意した。
【００３５】
（第１の染料含有フォトレジスト）
ノボラック系フォトレジスト：ＨＰＲ−２０４ＥＳ−Ｚ（２３Ｐ）
（（株）富士ハントエレトロニクステクノロジー製；ノボラック系フォトレジスト）                      ・・・・・・１００重量部
補助溶剤：Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド・・・・・・  ２０重量部
染料：下記（化１）のマゼンタの染料  ・・・・・・    ８重量部
熱硬化剤：ヘキサメトキシメチロール化メラミン・・・  １重量部
【００３６】
（第２の染料含有フォトレジスト）
ノボラック系フォトレジスト：ＨＰＲ−２０４ＥＳ−Ｚ（２３Ｐ）
・・・・・・１００重量部
補助溶剤：Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド・・・・・・  ２０重量部
染料：下記（化２）のイエローの染料  ・・・・・・    ８重量部
熱硬化剤：ヘキサメトキシメチロール化メラミン・・・  １重量部
【００３７】
（第３の染料含有フォトレジスト）
ノボラック系フォトレジスト：ＨＰＲ−２０４ＥＳ−Ｚ（２３Ｐ）
・・・・・・１００重量部
補助溶剤：Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド・・・・・・  ２０重量部
染料：下記（化３）のシアンの染料    ・・・・・・    ８重量部
熱硬化剤：ヘキサメトキシメチロール化メラミン・・・  １重量部
【００３８】
【化１】
0004120023.tif 000002
【００３９】
【化２】
0004120023.tif 000003
【００４０】
【化３】
0004120023.tif 000004
【００４１】
上記第１の染料含有フォトレジストを、上述した表面処理を行った基体面上に回転塗布いわゆるスピンコートによって塗布した。
次いで、９０℃で１分間のプリベーク、すなわち溶剤除去を行った。
その後ｉ線ステッパで、フォトレジスト層のパターン露光を行い、３％のＴＭＡＨ水溶液で現像することにより、マゼンタの色フィルタ素体を形成するフォトレジストパターンを形成した。
その後、Ｓｉ基体を１００℃に設定したベークプレート上に載置すると同時に、紫外線照射を行った。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には、３００ｎｍ以下の遠紫外線を含んでいる。この紫外線照射の強度は、２５ｍＷ／ｃｍ2 に設定した。
そして、２秒後に紫外線照射を継続させながら、ベークプレートを昇温し、１２０秒後に、１８０℃とした。この処理での紫外線照射量は、３Ｊ／ｃｍ2 であり、平均昇温速度は、０．６７℃／秒である。このようにすると、フォトレジストのブリーチングと硬化がなされ、マゼンタの色フィルタ素体を形成した。
【００４２】
次に、再び、表面をＨＭＤＳ処理して疎水性化した。
その後、同様に、上記第２の染料含有フォトレジストを、上述した表面処理を行った基体面上に回転塗布いわゆるスピンコートによって塗布した。
次いで、９０℃で１分間のプリベーク、すなわち溶剤除去を行った。
その後ｉ線ステッパで、フォトレジスト層のパターン露光を行い、３％のＴＭＡＨ水溶液で現像することにより、イエローフィルタ素体を形成するフォトレジストパターンを形成した。
その後、Ｓｉ基体を１００℃に設定したベークプレート上に載置すると同時に、紫外線照射を行った。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には、３００ｎｍ以下の遠紫外線を含んでいる。この紫外線照射の高度は、２５ｍＷ／ｃｍ2 に設定した。
そして、２秒後に紫外線照射を継続させながら、ベークプレートを昇温し、１２０秒後に、１８０℃とした。この処理での紫外線照射量は、３Ｊ／ｃｍ2 であり、平均昇温速度は、０．６７℃／秒である。このようにすると、フォトレジストのブリーチングと硬化がなされ、イエローの色フィルタ素体を形成した。
【００４３】
次に、再び、表面をＨＭＤＳ処理して疎水性化した。
その後、同様に、上記第３の染料含有フォトレジストを、上述した表面処理を行った基体面上に回転塗布いわゆるスピンコートによって塗布した。
次いで、９０℃で１分間のプリベーク、すなわち溶剤除去を行った。
その後ｉ線ステッパで、フォトレジスト層のパターン露光を行い、３％のＴＭＡＨ水溶液で現像することにより、シアンの色フィルタ素体を形成するフォトレジストパターンを形成した。
その後、Ｓｉ基体を１００℃に設定したベークプレート上に載置すると同時に、紫外線照射を行った。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には、３００ｎｍ以下の遠紫外線を含んでいる。この紫外線照射の高度は、２５ｍＷ／ｃｍ2 に設定した。
そして、２秒後に紫外線照射を継続させながら、ベークプレートを昇温し、１２０秒後に、１８０℃とした。この処理での紫外線照射量は、３Ｊ／ｃｍ2 であり、平均昇温速度は、０．６７℃／秒である。このようにすると、フォトレジストのブリーチングと硬化がなされ、シアンの色フィルタ素体を形成した。
【００４４】
このようにして、各色すなわちマゼンタ、イエロー、シアンの色フィルタ素体が配置された目的とする色フィルタ１３を、固体撮像装置の保護膜１２上に形成した。
【００４５】
尚、実施例１においては、第１、第２および第３の染料含有フォトレジストの順に、各色フィルタ素体の形成を行った場合であるが、この色フィルタ素体の形成は、その順序を問わないものである。
【００４６】
上述したように、本発明においては、紫外線照射量を２０Ｊ／ｃｍ2 以下とするものであるが、これは、この範囲とすることによって、紫外線照射による色フィルタの吸光度の変化を小さく抑えることができることを認めたことによる。
すなわち、図５は、ガラス基板上に、最も吸光度が変化し易いマゼンタの色素を含む上記実施例における第１の染料含有のフォトレジストを塗布した場合における紫外線照射量〔Ｊ／ｃｍ2 〕に対する吸光度を測定した結果を示すもので、初期の値０．７２が、紫外線照射量を増加させるほど、大きく吸光度が変化することになるが、２０Ｊ／ｃｍ2 以下においては、その変化を２０％以下にとどめることができることを認めたことによる。
【００４７】
また、本発明においては、フォトレジストの硬化処理のための昇温の開始温度Ｔ0 を６０℃〜１４０℃に選定するものであるが、これは６０℃未満では、その後の昇温に要する時間が長くなることによって作業性が低くなり、工業的に不利となることにより、１４０℃を越えると、感光剤の熱分解が著しく生じ始めて、紫外線照射によるブリーチング効果が良好に行われなくなり、フォトレジスト中の感光剤の母色、具体的には黄色が残り、色フィルタとして光学的特性を低下させることを認めたことによる。
【００４８】
また、その平均昇温速度を、１．５℃／秒以下に選定するのは、この範囲であれば、上述した紫外線照射の効果と相俟って、その染料の含有量を１０〜５０重量％とするにもかかわらず、フォトレジストパターンに変形が発生することが回避されたことによる。
【００４９】
そして、その昇温加熱の最終温度ＴF を１６０℃〜２２０℃とすることによって、フォトレジストの硬化を確実に行うことができて、耐溶剤性にすぐれたフィルタ素体を形成できた。
【００５０】
上述したように、本発明方法によって形成した色フィルタは、各色フィルタ素体がすぐれた鮮鋭度をもって、変形を生じることがなく、またすぐれた色純度をもって形成できた。
これは、上記諸条件の設定と、フォトレジストの熱硬化の昇温開始前もしくは昇温初期において紫外線照射を行うようにしたこと、すなわちブリーチングが効果的になされるようにし、さらにその紫外線照射がなされた状態で、昇温加熱を行うようにしたことによってフォトレジストの硬化が促進されることから、その昇温速度は、比較的速い１．５℃／秒より、低い速度であれば変形を招来することがなく、また、その昇温終了温度すなわち最高加熱温度を１６０℃〜２２０℃という、フォトレジストの硬化を完全に行うことのできる高い温度に高めることができ、混色の回避、安定性がはかられることによると思われる。
【００５１】
尚、上述した例では、第１〜第３の染料含有のフォトレジストにおいては、熱硬化剤を添加した場合であるが、この熱硬化剤は必ずしも添加するものではない。そして、このように熱硬化剤の添加を回避することによって、この熱硬化剤の添加による貯蔵安定を低下させるおそれを回避できる。
【００５２】
また、本発明による色フィルタを用いる固体撮像装置は、図１で示す例に限られるものではなく、例えば半導体基体１がｐ型である構成による固体撮像装置に適用することもでき、また、表面電荷転送型に限られず、埋込みＣＣＤ固体撮像装置等に適用でき、更に固体撮像装置に限られるものではなく、例えば液晶表示装置等に適用することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
上述したように、本発明による色フィルタの製造方法によれば、各色フィルタ素体がすぐれた鮮鋭度をもって、変形を生じることがなく、またすぐれた色純度をもって形成でき、また各フィルタ素体の安定性をはかることができたことにより、光学的特性および機械的特性にすぐれ、信頼性の高い色フィルタを、歩留り良く製造できるものである。
【００５４】
また、主としてブリーチングを行うための紫外線照射と、硬化の昇温加熱とを少なくとも一部並行して行うようにしたことによって、作業時間の短縮化をはかることができ、生産性の向上をはかることができる。
【００５５】
そして、その昇温加熱の昇温速度を比較的早くすることができたことから、その加熱を、上述した例におけるように、ベーキングプレートで行うことができるので、オーブンで行う場合におけるように、紫外線照射と昇温加熱を同時に行うことが阻害される不都合を回避でき、作業の連続化、簡潔化を図ることができ、量産性の向上、コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明製造方法による色フィルタを用いる固体撮像装置の一例の要部の概略断面図である。
【図２】本発明製造方法による色フィルタの各色フィルタ素体の配置の一例を示す配置パターン図である。
【図３】本発明製造方法の温度プログラミング図である。
【図４】Ａ〜Ｇは、本発明製造方法の一例の工程図である。
【図５】本発明製造方法の説明に供するフォトレジスト吸光度の紫外線照射量に対する依存性を示す図である。
【符号の説明】
１  半導体基体、２  第１のウエル領域、３  不純物導入領域、４  静電荷蓄積領域、５  受光部、６  垂直シフトレジスタ、７  第２のウエル領域、８  転送領域、９  絶縁層、１０  転送電極、１１  遮光膜、１１ｗ  受光窓、１２  保護膜、１３  色フィルタ、１４  チャネルストップ領域
【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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