(57)【要約】【課題】ドライエッチングで形成するカラーフィルタに残渣などの不純物が付着することを防ぎ、マスク寸法に対する精度を向上させて微細化、薄膜化を図る。  【解決手段】ドライエッチング装置３７は、チャンバー３８と、平面電極３９と、対向電極４０と、ＲＦ発振器４１と、ブロッキングコンデンサ４２と、エッチングガス供給部４３と、これらを制御する制御部４４とを備える。平面電極３９の上に支持体３２をセットしたチャンバー３８の内部へ、エッチングガスを導入して、平面電極３９と、対向電極４０との間に電力を印加する。異方性エッチング処理を行う場合、エッチングガスとして窒素と酸素との混合ガスを用いる。一方、等方性エッチング処理を行う場合、少なくとも酸素ガスを含む混合ガスを導入する。異方性エッチング処理と等方性エッチング処理とを交互に繰り返して支持体３２上のカラーフィルタをエッチングする。【選択図】図８
2009237322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素と酸素の混合ガスを用いた異方性エッチング処理と、
酸素ガスを用いた等方性エッチング処理とを連続して繰り返し、
着色層をドライエッチングする工程を少なくとも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】
少なくとも酸化シリコンを含むエッチングストッパー層を支持体上に形成する工程と、
前記エッチングストッパー層上に着色層を形成する着色層形成工程と、
前記着色層上に、フォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、
前記フォトレジスト層をフォトリソグラフィ処理により所定のパターンに従って形成するパターニング工程と、
前記フォトレジスト層をマスクとして前記着色層に施す前記異方性エッチング処理、及びこの異方性エッチング処理に続いて、前記フォトレジスト層をマスクとして前記着色層に施す等方性エッチング処理を連続して繰り返して前記着色層をエッチングする着色層エッチング工程と、
残存する前記フォトレジスト層を除去するフォトレジスト層を除去する除去工程とを、
含むことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記異方性エッチング処理は、少なくとも窒素ガスと酸素ガスを含む混合ガスを用いることを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記等方性エッチング処理は、少なくとも酸素ガスを含む混合ガスを用いることを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
異方性エッチングレートをＡ（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ（Å／ｍｉｎ）、前記異方性エッチング処理時間をＣ（ｍｉｎ）、前記等方性エッチング処理時間をＤ（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ（Å）、繰り返し回数をＦとしたとき、下記の条件式を満たすことを特徴とする請求項１〜４記載のカラーフィルタの製造方法。
【数１】
2009237322.tif 000006
【請求項６】
前記異方性エッチング処理において、前記混合ガスは、前記酸素ガスの流量が前記窒素ガス流量の２％〜２０％であることを特徴とする請求項１〜５記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記等方性エッチング処理において、
前記酸素ガスに混合するガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）の希ガスから少なくとも１種選ばれ、
酸素ガスの流量は、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの群から選ばれる少なくとも１種のガスの流量に対して、５％〜２５％であることを特徴とする請求項１〜請求項６に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記エッチングストッパー層は、少なくとも酸化シリコンを含み、
ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、ゾルゲル法のうち、いずれか１つの方法で形成され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】
前記着色層は、顔料と熱硬化性樹脂とを含む着色熱硬化性組成物を用いて形成され、該着色熱硬化性組成物は、該着色熱硬化性組成物の固形分中の前記熱硬化性樹脂の濃度が５０質量％以下であり、前記熱硬化性樹脂を含む溶液に顔料を分散した顔料分散液を、該着色熱硬化性組成物の全固形分中の顔料濃度が５０質量％以上１００質量％未満となるような範囲で含むことを特徴とする請求項１〜７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、ドライエッチングでカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタを作製する方法としては、染色法、印刷法、電着法および顔料分散法が知られている。
【０００３】
このうち、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対して安定であるという利点を有している。また、フォトリソ法によってパターニングするため、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場合、ガラス基板上に感放射線性組成物をスピンコーターやロールコーター等により塗布し乾燥させて塗膜を形成し、該塗膜をパターン露光・現像することによって着色された画素が形成され、この操作を各色ごとに繰り返し行なうことでカラーフィルタを得ることができる。
【０００５】
上記の顔料分散法としては、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が記載されたものがある（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００６】
さらに、ネガ型感光性組成物では実現できなかったカラーフィルタのさらなる高画質化に対応するため、カラーフィルタの画素を所望の大きさ、形状にコントロールしたカラーフィルタを提供することを目的とし、アルカリ可溶性樹脂として、分子中にアルキレンオキサイド鎖及び／またはヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）を有するアクリル樹脂を用いたネガ型感光性組成物が記載されたものがある（例えば、特許文献５参照）。このネガ型感光組成物を用いることで質の劣化も防止することができる。また、先端部に配設される固体撮像素子の温度上昇も抑えられることから、固体撮像素子の熱雑音の増加を防止することができ、画像の劣化を抑えることが可能となる。
【０００７】
一方、近年、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては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、従来のフォトリソ法では解像力の限界になりつつある。
【０００８】
前記フォトリソ法を利用するカラーフィルタの製造法に対して、より薄膜で、かつ微細パターンの形成に有効な方法としてドライエッチング法が古くから知られている。ドライエッチング法は、色素の蒸着薄膜に対してパターン形成する方法として従来から採用されており（例えば、特許文献６参照）、薄膜形成に関してはフォトリソ系に比べ、分光特性を同じ程度としながら膜厚が１／２以下の薄膜の形成も可能である。また、フォトリソ法とドライエッチング法を組みわせたパターン形成法も提案されている（例えば、特許文献７参照）。また、エッチングによるフォトレジストの表面変質層をアッシングにより除去することにより、フォトレジストの剥離を容易にする手法も提案されている（例えば、特許文献８参照）。
【０００９】
ドライエッチング法を用いたカラーフィルタの製造方法では、残渣などの不純物が多く付着することや、マスク寸法との誤差が大きく形状が悪化するといった問題がある。そこで、ハロゲンまたはハロゲン化合物を含有するガスとポリマー形成するモノマーを含有するガスを混合してエッチングする方法や、ハロゲンまたはハロゲン化合物を含有するガスを用いたエッチング処理と、ポリマー形成するモノマーを含有するガスを用いたエッチング処理を交互に繰り返す方法が提案されている（特許文献９、１０、非特許文献１参照）。
【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
【特許文献５】特開２００５−３２６４５３号公報
【特許文献６】特開昭５５−１４６４０６号公報
【特許文献７】特開２００１−２４９２１８号公報
【特許文献８】特開２００３−３３２３１０号公報
【特許文献９】特開平６-３４９７８４号公報
【特許文献１０】特許第４０３３０８６号公報
【非特許文献１】半導体ドライエッチング技術 徳山 巍著産業図書（株）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ドライエッチング法を用いたカラーフィルタの製造方法においては、特許文献９及び１０、非特許文献１に記載のハロゲンまたはハロゲン化合物を含有するガスを用いたエッチングでは、下地ダメージの影響が大きく、それ以外のドライエッチング処理では、残渣などの不純物の付着が多いことや、マスク寸法格との誤差が大きいことから微細化、薄膜化を図ることが困難であった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ドライエッチングで形成するカラーフィルタに残渣などの不純物が付着することを防ぎ、マスク寸法に対する精度を向上させて微細化、薄膜化を図ることが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、窒素と酸素の混合ガスを用いた異方性エッチング処理と、酸素ガスを用いた等方性エッチング処理とを連続して繰り返し、着色層をドライエッチングする工程を少なくとも含むことを特徴とする。
【００１３】
また、少なくとも酸化シリコンを含むエッチングストッパー層を支持体上に形成する工程と、前記エッチングストッパー層上に着色層を形成する着色層形成工程と、前記着色層上に、フォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記フォトレジスト層をフォトリソグラフィ処理により所定のパターンに従って形成するパターニング工程と、前記フォトレジスト層をマスクとして前記着色層に施す前記異方性エッチング処理、及びこの異方性エッチング処理に続いて、前記フォトレジスト層をマスクとして前記着色層に施す等方性エッチング処理を連続して繰り返して前記着色層をエッチングする着色層エッチング工程と、残存する前記フォトレジスト層を除去するフォトレジスト層を除去する除去工程とを、含むことが好ましい。
【００１４】
前記異方性エッチング処理は、少なくとも窒素ガスと酸素ガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。前記等方性エッチング処理は、少なくとも酸素ガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。
【００１５】
異方性エッチングレートをＡ（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ（Å／ｍｉｎ）、前記異方性エッチング処理時間をＣ（ｍｉｎ）、前記等方性エッチング処理時間をＤ（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ（Å）、繰り返し回数をＦとしたとき、下記の条件式を満たすことが好ましい。
【数１】
2009237322.tif 000003
【００１６】
前記異方性エッチング処理において、前記混合ガスは、前記酸素ガスの流量が前記窒素ガス流量の２％〜２０％であることが好ましい。前記等方性エッチングにおいて、前記酸素ガスに混合するガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などの希ガスから少なくとも１種選ばれ、酸素ガスの流量は、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの群から選ばれる少なくとも１種のガスの流量に対して、５％〜２５％であることが好ましい。前記エッチングストッパー層は、少なくとも酸化シリコンを含み、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、ゾルゲル法のうち、いずれか１つの方法で形成されることが好ましい。
【００１７】
前記着色層は、顔料と熱硬化性樹脂とを含む着色熱硬化性組成物を用いて形成され、該着色熱硬化性組成物は、該着色熱硬化性組成物の固形分中の前記熱硬化性樹脂の濃度が５０質量％以下であり、前記熱硬化性樹脂を含む溶液に顔料を分散した顔料分散液を、該着色熱硬化性組成物の全固形分中の顔料濃度が５０質量％以上１００質量％未満となるような範囲で含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、窒素と酸素の混合ガスを用いた異方性エッチング処理と、酸素ガスを用いた等方性エッチング処理とを連続して繰り返し、着色層をドライエッチングしているので、ドライエッチングで形成するカラーフィルタに残渣などの不純物が付着することを防ぎ、マスク寸法に対する精度を向上させて微細化、薄膜化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について具体的に説明する。図１において、本実施形態の固体撮像素子１０は、フォトダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを備えた半導体基板１２と、半導体基板１２のフォトダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂへの入射側に設けられたカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、カラーフィルタ１３Ｒ、１３Ｇを覆って平坦化する平坦化層１４と、平坦化層１４の上にカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの形成領域に対応するように設けられたマイクロレンズ１５とを備える。カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、それぞれ赤、緑、青色の光を透過させる。
【００２０】
図２において、固体撮像素子１０は、画素を構成するカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ及びそれに対応するフォトダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが、ベイヤー配列、すなわち、奇数ラインがカラーフィルタ１３Ｇ，１３Ｒの繰り返し、偶数ラインがカラーフィルタ１３Ｂ，１３Ｇの繰り返しで配置されている。マイクロレンズ１５及びカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを通ってフォトダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂへ入射した光が、光電変換により各色の光量に応じた信号電荷に生成されて蓄積される。さらに半導体基板１５には、転送電極（図示せず）が設けられており、フォトダイオード１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに蓄積された信号電荷が読み出され、転送される。
【００２１】
このような固体撮像素子１０を構成するカラーフィルタは、特にドライエッチング法を適用して製造する場合に好適である。以下、本発明に係るカラーフィルタの製造方法について具体的に説明する。
【００２２】
図３に示すように、カラーフィルタ製造工程１６は、エッチングストッパー層形成工程１７、第１色カラーフィルタ形成工程１８、第２色カラーフィルタ形成工程１９、第３色カラーフィルタ形成工程２０からなり、さらに第１〜３色カラーフィルタ形成工程１８〜２０は、着色層形成工程２１，２５，３０、エッチバック工程２６，３１、パターニング工程２２，２７、エッチング工程２３，２８、フォトレジスト除去工程２４，２９からなる。なお、第１色カラーフィルタ形成工程１８には、エッチバック工程が無く、第３色カラーフィルタ工程には、パターニング工程、エッチング工程、フォトレジスト除去工程が無い。
【００２３】
固体撮像素子１０の場合は、これらの工程１７〜２０の前に支持体としての半導体基板１５を形成する工程があり、さらにこれらの工程の後には、カラーフィルタ１３Ｂ，１３Ｇを覆う平坦化層１４と、平坦化層１４の上に配されるマイクロレンズ１５とを形成する工程が少なくともある。
【００２４】
［エッチングストッパー層形成工程］
カラーフィルタ製造工程１６では、先ず、エッチングストッパー層形成工程１７を行う。図４に示すように、このエッチングストッパー層形成工程１７では、支持体３２上に少なくとも酸化シリコンを含むエッチングストッパー層３３を、ゾルゲル法より、例えばＶＲ１（ラサ工業社製）をスピンコーター（ＳＣＷＣ８０Ａ  大日本スクリーン社製）を用いて形成する。次にホットプレートを用いて、雰囲気温度が２００℃〜２５０℃で、５〜１０分加熱処理し、塗布膜を乾燥・硬化させてエッチングストッパー層３３を形成する。または、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法を用いてもよい。着色層の透過性を損なわない観点から、可視領域に透明で、膜厚は５０nm〜２００nmが好ましく、１００nm〜１５０nmが更に好ましい。また屈折率は、１．４５〜１．７が好ましく、１．５〜１．６５が更に好ましい。なお、ハロゲンまたはハロゲン化合物を含むガス、例えばＴｉＯ２、ＴｉＮやＡｌなどを用いた場合、前述のような屈折率と、着色層の透過性を実現することは困難であるため、これらは、エッチングストッパー層の形成には好ましくない。
【００２５】
［第１色カラーフィルタ形成工程］
エッチングストッパー層形成工程１７の次は、以下のように、第１〜第３色カラーフィルタ形成工程を順次行ってカラーフィルタを形成する。
【００２６】
［第１の着色層形成工程］
第１の着色層形成工程では、図４に示すように、エッチングストッパー層３３の上に、スピンコーター（ＳＣＷＣ８０Ａ  大日本スクリーン社製）を用いて、第１の着色層（第１色目；例えばブルー（Ｂ））に着色した組成物を塗布する。次にホットプレートを用いて、雰囲気温度が２００℃〜２５０℃、５〜１０分間加熱処理し、塗布膜を硬化させて第１の着色層３４を形成するこの加熱処理は組成物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。加熱処理は、オーブン、ホットプレートなど公知の加熱手段を用いて、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、生産性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】
第１の着色層３４の膜厚は、カラーフィルタとしての機能と薄膜化の観点から、０．０５μｍ〜０．９μｍが好ましく、０．０７μｍ〜０．８μｍがより好ましく、０．１μｍ〜０．７μｍが更に好ましい。なお、支持体３２は、用途に応じて選択すればよく、例えば、固体撮像素子を製造する場合は半導体基板を、液晶表示装置を製造する場合はガラス基板を用いることができる。
【００２８】
［ｉ線フォトレジストのパターニング］
図５において、次に、第１の着色層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、スピンコーターを用いて塗布する。ホットプレートで、８０〜１００℃の範囲で、６０秒プリベークを実施して、フォトレジスト層３５を形成する。続いて、フォトレジスト層３５の上方から、フォトマスクを用いて、第２の着色層（第２色目；例えばレッド（Ｒ））が形成される領域に、ｉ線（波長３６５nm）の紫外線を、ステッパーを用いて露光する。次に、ホットプレートで、１００〜１２０℃の範囲で、９０秒ＰＥＢ処理を行なう。その後、現像液でパドル現像処理を行ない、更にホットプレートでポストベーク処理を実施し、第２の着色層を形成しようとする領域のフォトレジストを除去する。図６は、第２の着色層を形成しようとする領域のフォトレジストを除去した状態で、符号３６は、フォトレジストを除去した開口部３５を示す。
【００２９】
フォトレジストは、公知のポジ型フォトレジストを使用することができる。ポジ型フォトレジストとしては、紫外線（ｇ線、ｉ線）、ＫｒＦ，ＡｒＦなどのエキシマレーザー等を含む遠紫外線、電子線などに感応するポジ型の感光性樹脂組成物を使用することができる。
【００３０】
露光に用いる光源としては、カラーフィルタパターンの形成が１．０μｍ程度の解像力を有していればよいとの理由から、ｉ線であることが好ましい。現像液としては、着色層３２には影響を与えず、ポジレジストの露光部およびネガレジストの未硬化部を溶解するものであればいかなるものも用いることができる。具体的には、種々の有機溶剤の組合せやアルカリ性の水溶液を用いることができる。
【００３１】
［エッチング工程］
次に、フォトレジスト層３５をマスクとしてドライエッチングするエッチング工程について説明する。ドライエッチング装置としては、日立ハイテクノロジーズ社製のリアクティブイオンエッチング装置（ＲＩＥ；Ｕ−６２１）を用いる。このドライエッチング装置３７（図８参照）を用いて、フォトレジスト層３５をマスクとして、少なくとも窒素ガスと酸素とを混合した混合ガスを用いた異方性エッチング処理と、少なくとも酸素ガスを含む混合ガスを用いた等方性エッチング処理を連続して繰り返すエッチング工程を行う。これにより、第２の着色層を形成しようとする領域の及び第１の着色層３４を除去する（図７（Ａ）〜（Ｄ）参照）。なお、図７では、異方性エッチング処理と、等方性エッチング処理とを、ともに２回ずつ繰り返した場合を示す。
【００３２】
図８は、ドライエッチング装置３７の構成の概略を示す。本実施形態では、異方性エッチング、及び等方性エッチングという異なる２つの処理を１つのＲＩＥ装置３７を用いて行う。このＲＩＥ装置３７は、チャンバー３８と、平面電極（カソード）３９と、対向電極（アノード）４０と、ＲＦ発振器４１と、ブロッキングコンデンサ４２と、エッチングガス供給部４３と、これらを制御する制御部４４とを備える。
【００３３】
チャンバー３８は、側面から内部へエッチングガスが導入される導入口３８ａが設けられ、内部には、平面電極３９と対向電極４０とが配置されている。平面電極３９及び対向電極４０は、ＲＦ発振器４１と直列に接続されている。さらに、平面電極３９とＲＦ発振器４１の間にはブロッキングコンデンサ４２が接続され、対向電極３９とＲＦ発振器４１との間ではアース４５に接続されている。カラーフィルタが形成される支持体３２は、平面電極（カソード）３９の上にセットされる。
【００３４】
［異方性エッチング処理］
このＲＩＥ装置を用いて、異方性エッチングを行う場合、平面電極（カソード）３９の上に支持体３２をセットしたチャンバー３８の内部へ、エッチングガスを導入する。本実施形態では、この異方性エッチングを行うエッチングガスとして窒素と酸素との混合ガスを用いる。そしてこのエッチングガスが導入された状態で、ＲＦ発振器４１によって、平面電極３９と対向電極４０との間に高周波電圧が印加されると、平面電極３９と対向電極４０との間にプラズマが発生する。プラズマの中にある電子は、活性ガスであるプラスイオンに比べて動きが軽いため、平面電極３９及び対向電極４０にすぐに集まる。対向電極４０はアース４５に接続されているため、対向電極４０に集まる電子の電位は変わらないが、平面電極３９では、陰極効果といわれる現象、すなわち、ブロッキングコンデンサ４２によって直流の電流が遮断されるため、平面電極３９に電子が集まってマイナス電位となる。この陰極効果によって、第１の着色層３４に異方性を有するエッチングが施される。すなわち、プラズマ中の活性ガスであるプラスイオンが平面電極３９に引きつけられ、ウエハ表面に垂直に入射して第１の着色層３４に衝突して第１の着色層３４がエッチングされる。
【００３５】
ここで、異方性エッチング処理の条件について以下に説明する。本発明では、エッチングガスとして窒素ガス及び酸素の混合ガスを使用する。窒素ガスは、第１の着色層３４の側壁部分に窒素を含むポリマーを堆積し、エッチング保護膜を形成し、異方性エッチングが可能となる。ポリマーを生成するモノマーを有するフロロカーボン系ガスを用いて、被エッチング部材の側壁に保護膜を堆積することが従来より知られている。それに対し、本発明では、窒素ガスを用いることで、プラズマで解離した窒素ラジカルと着色層がエッチング反応して生成した副生成物が、側壁の保護膜として形成される。
【００３６】
後述するエッチングレートを実現するため、混合ガスは、酸素ガスの流量が窒素ガス流量の２％〜２０％であることが好ましく、５〜１０％であることがさらに好ましい。
【００３７】
以上の条件の下で、異方性エッチング処理が施されると、図７（Ａ）及び図７（Ｃ）に示すように、フォトレジスト層３５でマスクされていない開口部３６に位置する第１の着色層３４がエッチングされるが、上述したように、エッチングされた部分の側壁に保護膜４６が形成される。なお、図７（Ａ），（Ｂ）の状態では、第１の着色層の膜厚に対して約半分の深さまでエッチングしており、その後の図７（Ｃ），（Ｄ）の状態では、第１の着色層が無くなり、エッチングストッパー層３３が露呈する位置までエッチングされる。
【００３８】
［等方性エッチング処理］
一方、等方性エッチングを行う場合、平面電極の上に半導体基板をセットしたチャンバーの内部へ、少なくとも酸素ガスを含む混合ガス（エッチングガス）を導入する。これ以外の条件は、異方性エッチング処理と同様である。この酸素ガスを含むエッチングガスでエッチング処理した場合、陰極効果が起こらないため、第１の着色層３４に等方性を有するエッチングが施される。
【００３９】
等方性エッチング処理の条件としては、少なくとも酸素ガスを含み、さらに、酸素ガスに加え、他のガスとして、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などの希ガスから選ばれる少なくとも１種を含む混合ガスを用いることが好ましい。さらにＨｅ、Ａｒ、及びＸｅの群から選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましい。これにより、上述した異方性エッチング処理の際に形成された窒素を含むポリマーからなる保護膜を除去することができる。
【００４０】
さらにエッチング面内均一性、エッチングプラズマの分圧コントロール安定性の観点から、酸素ガスの流量は、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ及びＸｅの群から選ばれる少なくとも１種の希ガスの流量に対して、５％〜２５％であることが好ましく、８〜１５％であることがさらに好ましい。
【００４１】
上述した異方性エッチング処理に引き続き、以上の条件の下で等方性エッチング処理が行われると、図７（Ａ）及び図７（Ｃ）の状態から図７（Ｂ）及び図７（Ｄ）の状態となる。なお、図７（Ｄ）の符号４７は、エッチングによって除去された第１の着色層３４の開口部である。なわち、上述した異方性エッチング処理で形成された側壁の保護膜４６が、等方性エッチング処理によって除去される。このようにして、異方性エッチング処理及び等方性エッチング処理を繰り返して行うことにより、第１の着色層３４はフォトレジスト層３５によるマスキングに対して精度良くエッチングされることとなり、高い精度で第１色のカラーフィルタを形成することができる。
【００４２】
［異方性エッチング処理及び等方性エッチング処理の条件］
異方性エッチング処理及び等方性エッチング処理の条件で共通な条件、及び互いに関連する条件について以下に説明する。先ず、異方性エッチング処理時間と等方性エッチング処理時間の関係について、以下に説明する。なお、本発明におけるエッチング工程においては、事前にエッチングレート（Å／ｍｉｎ）、すなわち、異方性及び等方性エッチング処理の際、時間当たりのエッチング可能な膜厚寸法を求めておく。そして、異方性エッチング処理において側壁に堆積した保護膜の堆積量と、等方性エッチング処理において堆積した保護膜の除去量は比例するため、以下の条件式を満たす。但し、異方性エッチングレートをＡ（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ（Å／ｍｉｎ）、異方性エッチング処理時間をＣ（ｍｉｎ）、等方性エッチング処理時間をＤ（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ（Å）、繰り返し回数をＦとする。
【００４３】
【数１】
2009237322.tif 000004
【００４４】
なお、異方性エッチング処理時間及び等方性エッチング処理時間は、プラズマの安定性の観点から少なくとも５秒以上であることが好ましい。また、上述したエッチングレートは、例えば、エッチング時間と残膜との関係を示すデータを採取することによって、算出することができる。さらにまた、本発明におけるエッチング処理時間としては、生産効率性の観点から、１０分以内でエッチング処理を行うことが好ましく、７分以内で処理することがより好ましい。また、このエッチング処理時間は、エッチングレートによって決まるため、エッチング処理時間が１０分以内、さらに７分以内となるエッチングレートを有するエッチング条件を選定することが必要である。
【００４５】
また、本発明におけるエッチング工程は、チャンバーの内部圧力が２．０〜６．０Ｐａであることが好ましく、４．０〜５．０Ｐａであることより好ましい。チャンバーの内部圧力が前記範囲であることによりパターンの矩形性が良好になり、またエッチングプラズマの分圧コントロールの安定化を図ることができる。チャンバーの内部圧力は、例えば、エッチングガスの流量とチャンバーの減圧度を適宜制御することによって調整することができる。
【００４６】
本発明におけるエッチング工程においては、支持体の温度が３０℃以上１００℃以下であることが好ましい。これにより、エッチング処理時における着色層の表面あれをより抑制することができ、後述するフォトレジスト層除去工程におけるフォトレジスト層の剥離をより容易にすることができる。中でも特に、被エッチング部分の矩形性維持の観点から、前記支持体温度が３０℃〜８０℃であることがより好ましく、４０℃〜６０℃であることが特に好ましい。エッチング工程においては、例えば、ウエハステージの温度を３０℃以上１００℃以下に制御することで、前記支持体の温度を３０℃以上１００℃以下とすることができる。
【００４７】
その他の条件としては、エッチング工程における異方性及び等方性エッチング処理の条件は着色層の材質や層厚等によって異なるが、上記以外の好ましい条件について以下に説明する。
１）本発明における混合ガスのガス流量としては、１５００ｍＬ／ｍｉｎ（０℃、１０１３ｈＰａ）以下が好ましく５００〜１０００ｍＬ／ｍｉｎ（０℃、１０１３ｈＰａ）がより好ましい。
２）ＲＦ発振器４１が発生させる高周波としては、４００ｋＨｚ、６０ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ等から選択可能であり、５０〜２０００Ｗ好ましくは１００〜１０００Ｗの発生電力で処理できる。
３）ＲＦ発振器４１の発生電力、対向電極に印加される電力、平面電極（基板）に印加される電力の関係としては、ＲＦ発振器の発生電力／平面電極に印加される電力／平面電極（基板）基板に印加される電力がそれぞれ、６００〜１０００Ｗ／３００〜５００Ｗ／１５０〜２５０Ｗであることが好ましく、より好ましくは７００〜９００Ｗ／３５０〜４５０／２００Ｗである。
【００４８】
［フォトレジスト除去工程］
次に、溶剤もしくはフォトレジスト剥離液を使用して、フォトレジスト剥離処理を実施し、第１の着色層３４上に残存するフォトレジスト層３５の除去を行なう。その後、脱溶剤、脱水処理の脱水ベーク処理を行なうことができる。以上のように、第２の着色層を形成しようとする領域の着色層３２をエッチングで除去し、フォトレジスト層３５を剥離する。図９にフォトレジスト剥離後の形状を示す。
【００４９】
フォトレジスト層上に、剥離液または溶剤を付与してフォトレジスト層３５を除去可能な状態にする工程と、洗浄水を用いてフォトレジスト層３５を除去する工程とを含むことが好ましい。フォトレジスト層３５上に剥離液または溶剤を付与して除去可能な状態にする工程としては、例えば、剥離液または溶剤を少なくともフォトレジスト層３５上に付与し、所定の時間停滞させるパドル現像工程を挙げることができる。剥離液また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。
【００５０】
また、洗浄水を用いてフォトレジスト層３５を除去する工程としては、例えば、スプレー式またはシャワー式の噴射ノズルから、フォトレジスト層３５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３５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３５を除去することができる。
【００５１】
前記剥離液は一般的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）エーテルまたはアセタール系化合物、５）ケトンまた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）カルボン酸また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。本発明における剥離液としては、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
［第２色カラーフィルタ形成工程］
フォトレジスト除去工程の後、続いて第２色カラーフィルタ形成工程１９を行う。
【００５５】
［第２の着色層形成工程］
第２色カラーフィルタ形成工程１９では、先ず、図１０（Ａ）に示すように、第１の着色層３４上全体を覆うと共に、開口部４７に埋め込むようにして、第２の着色層（第２色目；例えばレッド（Ｒ））４８を形成する（第２の着色層形成工程２５）。第１の着色層３４の形成方法と同様に、スピンコータを用いて、カラーフィルタ組成物を塗布する。次に、ホットプレートを用いてポストベーク処理し、第２の着色層４８を形成する。
【００５６】
［エッチバック工程］
次に、図１０（Ｂ）に示すように、少なくとも酸素ガスと窒素ガスとを混合した混合ガス（エッチングガス）を用いて、異方性エッチング処理を実施し、第１の着色層３４が露出するまで第２の着色層４８を全面エッチング（エッチバック工程２６）で平坦化する。または、化学的機械研磨法（ＣＭＰ法）を用いてもよい。なお、このエッチバック工程２６を行う場合も事前にエッチングレートを求めておき、このエッチングレートに基づいて、第１の着色層３４が露呈するまでの異方性エッチング処理時間を求めておく。
【００５７】
エッチバック工程２６の後は、第１色カラーフィルタ形成工程１８と同様の処理で、第１及び第２の着色層３４，４８上にフォトレジスト層４９を形成し、フォトマスクを用いて、第３の着色層（第３色目；例えばグリーン（Ｇ））を形成しようとする領域を、パターニングしてフォトレジストを除去する（パターニング工程２７）。図１１（Ａ）は、このパターニング工程２７を行った状態を示し、符号５０は、パターングで形成されたフォトレジスト層４９の開口部である。そして、図１１（Ｂ）に示すように、第１色カラーフィルタ形成工程と同様に異方性エッチング処理と等方性エッチング処理を繰り返して第３の着色層を形成しようとする領域を除去するエッチング工程２８を行う。図１１（Ｂ）の符号５１は、エッチングによって除去された第２の着色層４９の開口部である。フォトレジスト層４９の除去工程（フォトレジスト除去工程２９）後、続いて第３色カラーフィルタ形成工程を行う。
【００５８】
［第３色カラーフィルタ形成工程］
第３色カラーフィルタ形成工程は、上述した第２の着色層４８の形成と同様の着色層形成工程３０及びエッチバック工程３１を行う。図１２（Ａ）に示すように、第１及び第２の着色層３４，４８上全体を覆うと共に、開口部５１に埋め込むようにして、第３の着色層（第３色目；例えばグリーン（Ｇ））５２を形成する。次に、図１２（Ｂ）に示すように、異方性エッチングを実施し、第１及び第２の着色層３４，４８が露出するまで第３の着色層５２を全面エッチング（エッチバック工程３１）で平坦化する。これにより、第１〜第３の着色層３４，４８，５２からなるカラーフィルタ１３Ｂ，１３Ｒ，１３Ｇが形成される。
【００５９】
［着色層の組成物について］
着色層の組成物について以下に説明する。
【００６０】
［着色剤］
本発明に用いることができる着色剤は、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。
【００６１】
［顔料］
本発明に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また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。
【００６２】
本願発明において好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができる。耐光性が強い無機顔料を選定することが好ましい。以下では、C.I.１５：３が代表例である。
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
【００６３】
［染料］
本発明において、着色剤が染料である場合には、組成物中に均一に溶解して非感光性の熱硬化性着色樹脂組成物を得ることができる。
本発明における組成物を構成する着色剤として使用できる染料は、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。
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できる。
【００６４】
［着色剤濃度］
本発明における着色熱硬化性組成物の全固形分中の着色剤含有率は特に限定されるものではないが、好ましくは５０質量％以上１００質量％未満であり、５５質量％以上９０質量％以下がより好ましい。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％未満とすることで光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。
【００６５】
［熱硬化性組成物］
本発明に使用可能な熱硬化性組成物としては、加熱により膜硬化を行えるものであれば特に限定はなく、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。前記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およ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。
【００６６】
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およ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またはウレア化合物、（Ｃ）メチロール基、アルコキシメチル基およ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、ナフトール化合物またはヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、前記熱硬化性化合物としては、多官能エポキシ化合物が特に好ましい。
【００６７】
着色熱硬化性組成物中における前記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、該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。
【００６８】
［分散剤］
また、前記分散剤は顔料の分散性を向上させるために添加することができる。前記分散剤としては、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。
【００６９】
これらの分散剤としては、多くの種類の化合物が用いられるが、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（共栄社化学（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）およびイソネットＳ−２０（三洋化成（株）製）が挙げられる
【００７０】
前記分散剤は、単独で用いてもよくまた２種以上組み合わせて用いてもよい。前記分散剤の本発明における着色熱硬化性組成物中の添加量は、通常顔料１００質量部に対して０．１〜５０質量部程度が好ましい。
【００７１】
［各種添加物］
本発明における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。
【００７２】
［バインダー］
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。
【００７３】
前記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。
【００７４】
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。
【００７５】
前記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。
【００７６】
これらのバインダー中に前記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、スリットコート時の塗布面状にも寄与している。
【００７７】
［硬化剤］
本発明において、熱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。前記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。前記硬化剤の例を挙げると以下のようになる。
【００７８】
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。また化学構造別に見るとアミン類では、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。
【００７９】
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。
【００８０】
［硬化触媒］
本発明において高い着色剤濃度を実現するためには、前記硬化剤との反応による硬化の他、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。前記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。
【００８１】
［溶剤］
本発明における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ることができる。本発明における着色熱硬化性組成物に用いられるそれぞれの溶剤は、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。
【実施例】
【００８２】
［実施例１］
上記のカラーフィルタ製造工程、各カラーフィルタ形成工程中のエッチング工程の際、異方性エッチング処理と等方性エッチング処理を各４回ずつ繰り返す。なお、装置、材料などは、上記実施形態と同様である。
【００８３】
[異方性エッチング処理の条件]
異方性エッチング処理の際の条件は、ガス種がＮ２／Ｏ２、ガス流量比がＮ２：Ｏ２＝５００：２５、ＲＦ発振器の発生電力／平面電極に印加される電力／平面電極（基板）基板に印加される電力がそれぞれ６００Ｗ、１００Ｗ、２５０Ｗ、チャンバー室の圧力が２Ｐａ、基板温度が５０℃とした。
【００８４】
[等方性エッチング処理の条件]
異方性エッチング処理の条件は、ガス種がＯ２／Ａｒ、ガス流量比がＯ２：Ａｒ＝２５：３００、ＲＦ発振器の発生電力／平面電極に印加される電力／平面電極（基板）基板に印加される電力がそれぞれ６００Ｗ、１００Ｗ、２５０Ｗ、チャンバー室の圧力が１Ｐａ、基板温度が５０℃とした。
【００８５】
［処理時間］
上記式（１）より、異方性エッチングレートＡ＝２９５０（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ＝３５４０（Å／ｍｉｎ）、異方性エッチング処理時間をＣ-＝１０（ｍｉｎ）、等方性エッチング処理時間をＤ＝９（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ-＝４０００（Å）、繰り返し回数を４回、とした。
【００８６】
［実施例２］
上記のカラーフィルタ製造工程、各カラーフィルタ形成工程中のエッチング工程の際、異方性エッチング処理と等方性エッチング処理を各２回ずつ繰り返す。なお、装置、材料などは、上記実施形態と同様である。また、異方性および等方性エッチング処理の条件は、処理時間を除き、上記第１実施例と同様である。
【００８７】
［処理時間］
上記式（１）より、異方性エッチングレートＡ＝２９５０（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ＝３５４０（Å／ｍｉｎ）、異方性エッチング処理時間をＣ-＝２０（ｍｉｎ）、等方性エッチング処理時間をＤ＝１８（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ-＝４０００（Å）、繰り返し回数を２回、とした。
【００８８】
［実施例３］
上記のカラーフィルタ製造工程、各カラーフィルタ形成工程中のエッチング工程の際、異方性エッチング処理と等方性エッチング処理を各１回ずつ繰り返す。なお、装置、材料などは、上記実施形態と同様である。また、異方性および等方性エッチング処理の条件は、処理時間を除き、上記第１及び第２実施例と同様である。
【００８９】
［処理時間］
上記式（１）より、異方性エッチングレートＡ＝２９５０（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ＝３５４０（Å／ｍｉｎ）、異方性エッチング処理時間をＣ-＝４３（ｍｉｎ）、等方性エッチング処理時間をＤ＝４１（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ-＝４０００（Å）、繰り返し回数を１回、とした。
【００９０】
［実施例４］
上記のカラーフィルタ製造工程、各カラーフィルタ形成工程中のエッチング工程の際、異方性エッチング処理と等方性エッチング処理を各４回ずつ繰り返す。なお、装置、材料などは、上記実施形態と同様である。異方性および等方性エッチング処理の条件としては、上記実施例１〜３とは異なるガス量の値とする。
【００９１】
[異方性エッチング処理の条件]
異方性エッチング処理の際の条件は、ガス種がＮ２／Ｏ２、ガス流量比がＮ２：Ｏ２＝２５０：２５、ＲＦ発振器の発生電力／平面電極に印加される電力／平面電極（基板）基板に印加される電力がそれぞれ６００Ｗ、１００Ｗ、２５０Ｗ、チャンバー室の圧力が２Ｐａ、基板温度が５０℃とした。
【００９２】
[等方性エッチング処理の条件]
異方性エッチング処理の条件は、ガス種がＯ２／Ａｒ、ガス流量比がＯ２：Ａｒ＝２５：１５０、ＲＦ発振器の発生電力／平面電極に印加される電力／平面電極（基板）基板に印加される電力がそれぞれ６００Ｗ、１００Ｗ、２５０Ｗ、チャンバー室の圧力が１Ｐａ、基板温度が５０℃とした。
【００９３】
［処理時間］
上記式（１）より、異方性エッチングレートＡ＝３２００（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ＝５６００（Å／ｍｉｎ）、異方性エッチング処理時間をＣ-＝１０（ｍｉｎ）、等方性エッチング処理時間をＤ＝５（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ-＝４０００（Å）、繰り返し回数を４回、とした。なお、この実施例４の場合、上記実施例１〜３とガス量が異なるため、エッチングレートの値も異なっている。
【００９４】
［比較例１］
上記のカラーフィルタ製造工程、各カラーフィルタ形成工程中のエッチング工程の際、異方性エッチング処理と等方性エッチング処理を各４回ずつ繰り返す。なお、装置、材料などは、上記実施形態と同様である。異方性および等方性エッチング処理の条件としては、上記実施例１〜３とは異なるガス種を用いる。
【００９５】
[異方性エッチング処理の条件]
異方性エッチング処理の際の条件は、ガス種がＣＦ４／Ｏ２、ガス流量比がＣＦ４：Ｏ２＝２００：２５、ＲＦ発振器の発生電力／平面電極に印加される電力／平面電極（基板）基板に印加される電力がそれぞれ６００Ｗ、１００Ｗ、２５０Ｗ、チャンバー室の圧力が２Ｐａ、基板温度が５０℃とした。
【００９６】
[等方性エッチング処理の条件]
異方性エッチング処理の条件は、ガス種がＳＦ６／Ａｒ、ガス流量比がＳＦ６：Ａｒ＝２５：１５０、ＲＦ発振器の発生電力／平面電極に印加される電力／平面電極（基板）基板に印加される電力がそれぞれ６００Ｗ、１００Ｗ、２５０Ｗ、チャンバー室の圧力が２Ｐａ、基板温度が５０℃とした。
【００９７】
［処理時間］
上記式（１）より、異方性エッチングレートＡ＝３６２１（Å／ｍｉｎ）、等方性エッチングレートをＢ＝４８２１（Å／ｍｉｎ）、異方性エッチング処理時間をＣ-＝１０（ｍｉｎ）、等方性エッチング処理時間をＤ＝５（ｍｉｎ）、着色層の膜圧をＥ-＝４０００（Å）、繰り返し回数を４回、とした。なお、この比較例は、上記実施例１〜４とガス種が異なるため、エッチングレートの値も異なっている。
【００９８】
［比較例２］
上記のカラーフィルタ製造工程、各カラーフィルタ形成工程中のエッチング工程の際、異方性エッチング処理と等方性エッチング処理を各４回ずつ繰り返す。なお、エッチングストッパー層の材料としてＴ１４４：ラサ工業社製を用いる。それ以外の装置、異方性および等方性エッチング処理などの条件は、比較例１と同様である。
【００９９】
比較結果を以下の表１に示す。
【０１００】
【表１】
2009237322.tif 000005
【０１０１】
上記の表１において、矩形性の評価方法としては、エッチング工程後の着色層形状の垂直性を、電子顕微鏡ＳＥＭ（Ｓ−４８００；日立製）を用いて評価し、評価基準としては、○は垂直９０°、△は８０°以上、×は８０°未満とする。また、残渣（エッチングによる堆積物の量）の評価方法としては、エッチング工程後の着色層表面、及び側壁に付着した堆積物の量を電子顕微鏡ＳＥＭ（Ｓ−４８００；日立製）を用いて評価し、評価基準としては、○は残渣が全く無し、△は数箇所の残渣が見られ、×は残渣が無数に見られる状態とする。マスク寸法誤差の評価方法としては、エッチング工程前のレジスト線幅と、エッチング工程後の着色層線幅の差を測長ＳＥＭ（S-9000；日立製）を用いて評価し、評価基準としては、○は差なし、△は差が５％以内、×は差が５％を超えるものとする。透過性の評価方法としては、エッチングストッパー層と着色層とを構成した構造と、エッチングストッパー層なしの着色層を構成した構造の透過率を、分光光度計（Ｕ−４１００；日立製）を用いて、比較評価し、○は透過率に差が無く、△は透過率差が３％以内、×は透過率差が３％を超えるものとする。下地ダメージの評価方法としては、エッチング前後の下地表面のあれを、原子間力顕微鏡（ＳＰＩ４０００エスアイアイテクノロジー社製）を用いて比較評価し、○は表面あれが変化なし、△は表面あれの変化量が７％内、×は表面あれの変化量が７％を超えるものとする。さらに、これら各項目の評価から判断した総合的な評価として、実施例１、２は良好（全ての項目が良好）、実施例３はやや良好（残渣とマスク寸法誤差の項目のみやや良好で、他の項目は良好）である。一方、本発明を適用していない比較例１，２は、悪い評価の項目があり、総合的な評価も悪い。以上の評価から、比較例１，２では、品質上の問題から微細化、薄膜化を図ることができないが、実施例１〜３は、良好な品質を得ることが可能であるため、微細化、薄膜化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】固体撮像素子の要部断面図である。
【図２】カラーフィルタの配列を示す平面図である。
【図３】カラーフィルタ製造工程を説明する工程図である。
【図４】第１の着色層を形成した状態を示す断面図である。
【図５】第１の着色層にフォトレジスト層を形成した状態を示す断面図である。
【図６】第１の着色層にパターングを行った状態を示す断面図である。
【図７】第１の着色層にエッチング工程が行われるときの状態を示す説明図である。
【図８】異方性及び等方性エッチング処理に用いられるドライエッチング装置の概略図である。
【図９】フォトレジスト層が剥離された状態を示す断面図である。
【図１０】第２の着色層を形成した後、エッチバック工程が行われた状態を示す説明図である。
【図１１】第２の着色層にエッチング工程が行われるときの状態を示す説明図である。
【図１２】第３の着色層を形成した後、エッチバック工程が行われた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  固体撮像素子
１３Ｂ  Ｂ色カラーフィルタ
１３Ｇ  Ｇ色カラーフィルタ
１３Ｒ  Ｒ色カラーフィルタ
３２  支持体
３４  第１の着色層
３６  フォトレジスト層
３７  ドライエッチング装置
４６  保護膜
４８  第２の着色層
５２  第３の着色層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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