JPH0996712A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いずれの色の着色レジスト層においても高精
度にアライメントマークを検出でき、これにより高精度
にアライメントされたカラーフィルタを得る。 【解決手段】 基板１に形成されたアライメントマーク
２の直上位置に、所定波長の光（アライメント光）５に
対して透光性を有する透明層３を形成し、次いで透明層
３を覆うようにして基板１上に着色されたレジスト液を
塗布し、透明層３上の厚さが他の箇所の厚さより薄くな
るようにしてレジスト液からなる着色レジスト層４を形
成する。続いて基板１へ向けてアライメント光５を照射
してアライメントマーク２を検出し、この検出結果に基
づき基板１に対してマスクを位置合わせする。そして着
色レジスト層４を上記マスクを用いて露光し、その後現
像して着色レジスト層４を所定のフィルタ６のパターン
に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ固体撮像素
子やＬＣＤ表示素子等のカラーフィルタの製造に好適な
カラーフィルタの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラーフィルタの製造方法には、
着色されたレジスト層（以下、着色レジスト層と記す）
で形成したパターンを、そのままカラーフィルタとして
使用する、いわゆるカラーレジスト法がある。

【０００３】カラーレジスト法では、例えば図３に示す
ごとく基板５０上に平坦化層５１が形成されている場
合、まずこの平坦化層５１上に着色されたレジスト層
（以下、着色レジスト層と記す）５２を形成する。次
に、基板５０へ向けて露光装置のアライメント光５３を
照射して基板５０に形成されているアライメントマーク
５４を検出し、この結果に基づいて着色レジスト層５２
上にマスク（図示略）を位置合わせする。そして、位置
合わせしたマスクを用いて着色レジスト層５２を露光
し、その後現像して着色レジスト層５２を所定のパター
ンに形成し、該パターンからなる色フィルタ（図示略）
を形成する。この方法では、カラーフィルタを構成する
各色毎、例えば赤、緑、青毎に上記工程を繰り返し行っ
て、これら３色の各フィルタからなるカラーフィルタを
製造する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、カラーレジ
スト法を用いるカラーフィルタの製造方法では、通常の
フォトリソグラフィ工程と異なり、レジスト層自体が着
色しているために、着色レジスト層を露光する際の基板
とマスクとの位置合わせ時に以下の問題が生じる。例え
ば赤、緑、青の各フィルタから構成されるカラーフィル
タを製造する場合、アライメント光が赤、緑、青のそれ
ぞれの着色レジスト層に対して充分な透過性がある光で
ないと、着色レジスト層の下方のアライメントマークを
検出することができない。このような要求に対し、アラ
イメント光として例えば白色光を用いることが考えられ
るが、この光が青成分を含む場合、たいがいの着色レジ
スト層が感光してしまうといった問題が生じる。

【０００５】また白色光のような広帯域の光を用いる
と、露光装置光学系の色収差のために、アライメントマ
ークの位置を正確に検出することが困難となる。このこ
とは特に、固体撮像素子のような微細なパターンが要求
される素子のカラーフィルタを製造する場合に大きな問
題となる。

【０００６】また以上のような理由から、通常、露光装
置のアライメント光として単色光、特に赤色光が使用さ
れることが多い。しかしながら、赤色光が緑のレジス
ト、青のレジストに吸収される光であるうえ、図３に示
すように従来、アライメントマーク５４直上位置におい
ても、着色レジスト層５２が他の箇所と同様に厚く形成
されてしまうため、アライメント光として赤色光を用い
た場合には、緑のレジスト、青のレジストをアライメン
ト光が透過せず、アライメントマークの検出が不可能と
なってしまうのである。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、いずれの色の着色レジスト層においても
高精度にアライメントマークを検出することができ、こ
のことにより高精度にアライメントされたカラーフィル
タを製造できるカラーフィルタの製造方法を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカラーフィ
ルタの製造方法では、上記課題を解決するために、まず
基板に形成されたアライメントマークの直上位置に、所
定波長の光に対して透光性を有する透明層を形成し、次
いでこの透明層を覆うようにして基板上に着色されたレ
ジスト液を塗布し、透明層上の厚さが他の箇所の厚さよ
り薄くなるようにしてレジスト液からなる着色レジスト
層を形成する。続いて基板へ向けて所定波長の光を照射
してアライメントマークを検出し、この検出結果に基づ
き基板に対してマスクを位置合わせする。そして着色レ
ジスト層をマスクを用いて露光し、その後現像して着色
レジスト層を所定のパターンに形成する。

【０００９】本発明方法では、透明層を形成した後、透
明層上の厚さが他の箇所の厚さより薄くなるようにして
着色レジスト層を形成するため、たとえ着色レジスト層
が所定波長の光を吸収する色に着色されたものであって
も、基板へ向けてその所定波長の光を照射すると、該光
が透明層上の着色レジスト層を透過する。また透明層が
上記所定波長の光に対して透光性を有する層からなるこ
とから、着色レジスト層を透過した光は、さらに透明層
を透過してアライメントマークに到達する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカラーフィル
タの製造方法の実施形態を図面に基づいて詳しく説明す
る。図１は本発明の一実施形態を工程順に説明するため
の図である。カラーフィルタを製造するには、図１
（ａ）に示すように、まず基板１に形成されたアライメ
ントマーク２の直上位置に、所定波長の光に対して、つ
まり露光装置のアライメント光に対して透光性を有する
透明層３を形成する。ここでは、アライメントマーク２
の直上位置に、アライメントマーク２を覆うようにして
透明層３を形成する。

【００１１】透明層３は、アライメント光に対して透光
性があれば、透明樹脂等、種々の材料で形成することが
でき、また用いる材料に応じて種々の方法で形成するこ
とができる。例えば例えばアライメント光が赤色光であ
る場合には、透明層３の材料として無色、黄色、赤色等
のレジストを用いることができ、またパターニング等に
よって透明層３を形成することができる。また透明層３
の厚さは、次工程の着色されたレジスト液の塗布に悪影
響を及ぼさない寸法にする。

【００１２】透明層３の形成後は、透明層３を覆うよう
にして基板１上に着色されたレジスト液を例えば回転塗
布法によって塗布し、透明層３上の厚さが他の箇所の有
さより薄くなるようにしてレジスト液からなる着色レジ
スト層４を形成する。ここでは、例えば他の箇所の厚さ
が１〜２μｍ程度、透明層３上の厚さが他の箇所の膜厚
の半分程度となるようにして着色レジスト層４を形成す
る。

【００１３】通常、レジスト液は、レジスト液の塗布の
際、透明層３の上側から下側に自重により流動する粘性
を有している。したがってレジスト液を用いて塗布を行
った場合、形成されるレジスト層の厚さは、平坦面上で
はほぼ一定となり、また凹部分においては平坦面上の厚
さよりも厚く、反対に凸部分においては平坦面上よりも
薄くなる現象が見られる。この現象は、当然、回転塗布
法を用いた場合にも認められる。よって、基板１上面よ
り突出した透明層３が形成された基板１上に、着色され
たレジスト液を塗布することにより、レジスト液からな
る着色レジスト層４を、その透明層３上の厚さが他の箇
所の厚さよりも薄くなるように形成することができる。

【００１４】こうして着色レジスト層４を形成した後
は、基板１へ向けてアライメント光５を照射してアライ
メントマーク２を検出し、検出結果に基づき、着色レジ
スト層４を所定のパターンに形成するためのマスク（図
示略）を、基板１に対して位置合わせする。次いで、着
色レジスト層４を上記マスクを用いて露光し、その後現
像して、図１（ｂ）に示すように着色レジスト層４を所
定のパターンに形成し、着色レジスト層４のパターンか
らなるフィルタ６を得る。

【００１５】なお、例えば赤、緑、青の３色から構成さ
れているカラーフィルタを製造する場合、上記工程によ
って例えば赤のフィルタ６を形成した後は、透明層３形
成以降の工程を他の２色それぞれについて繰り返し行っ
て、上記３色の各フィルタ６からなるカラーフィルタ７
を製造する。

【００１６】上記実施形態の方法では、透明層３を形成
した後、レジスト液を塗布することにより、着色レジス
ト層４をその透明層３上の厚さが他の箇所の有さより薄
くなるように形成することができるので、たとえアライ
メント光５が緑のレジストや青のレジストに吸収される
赤色光であっても、透明層３上の着色レジスト層４をア
ライメント光５を透過させることができる。また透明層
３が、アライメント光５に対して透光性を有する層から
なるので、着色レジスト層４を透過したアライメント光
を、さらに透明層３を透過させてアライメントマーク２
に到達させることができる。

【００１７】よって、アライメント光５に白色光を用い
なくても、いずれの色の着色レジスト層４においてもア
ライメントマーク２の位置検出を正確に行うことがで
き、基板１に対してマスクを高精度に位置合わせするこ
とができるので、高精度にアラメントされたカラーフィ
ルタ７を製造することができる。

【００１８】なお、上記実施形態では、透明層３を形成
した後、カラーフィルタ７を構成する３色の各色毎に、
着色レジスト層４の形成、基板１とマスクとの位置合わ
せ、露光、現像の一連の工程を繰り返し行う場合につい
て述べたが、例えば最初のフィルタの形成と同時に透明
層を形成し、その後、残りの２色について上記一連の工
程を繰り返し行うことによってカラーフィルタを製造す
ることも可能である。

【００１９】例えば最初に赤のフィルタを形成する場
合、赤のレジスト層から赤のフィルタと透明層とを同時
にパターン形成した後、緑、青のフィルタを形成する。
この場合、アライメント光に赤のレジスト層を透過する
赤色光を用いれば、赤のフィルタを形成する際、透明層
を形成しなくても基板とマスクとの位置合わせを行うこ
とができるので、赤のフィルタおよび透明層を所定の位
置に精度良く形成することができる。また、最初のフィ
ルタの形成と同時に透明層を形成できるので、工程数を
増加させることなくフィルタを製造することができる。

【００２０】また上記実施形態では、着色レジスト層４
の形成方法として回転塗布法を用いたが、他の方法を用
いることができるのはもちろんである。さらに上記実施
形態では、他の箇所の厚さが１〜２μｍ程度、透明層３
上の厚さが他の箇所の膜厚の半分程度となるようにして
着色レジスト層４を形成したが、本発明における着色レ
ジスト層は、透明層上の厚さが他の箇所の有さより薄く
なるように形成されればよく、上記寸法に限定されな
い。また透明層上においては着色レジスト層の厚みがな
い状態に着色レジスト層を形成してもよく、このように
形成すれば、アライメントマークの位置検出を一層正確
に行うことができる。

【００２１】また上記実施形態では、アライメントマー
ク２に対して直に透明層３を形成した場合を説明した
が、アライメントマークの直上位置に透明層が形成され
れば、例えば図２に示すごとくアライメントマーク２と
透明層３との間に平坦化層８等、他の層が介在していて
もよい。ただし、その他の層は、透明層を透過する光
（例えばアライメント光）に対して透光性を有する層か
らなっていることが必要である。

【００２２】アライメントマーク２と透明層３との間
に、アライメント光５に対して透光性を有する平坦化層
８が介在しているカラーフィルタを製造する場合には、
図２（ａ）に示すように、基板１上にアライメントマー
ク２を覆って平坦化層８を形成し、この後、平坦化層８
におけるアライメントマーク２直上位置に透明層３を形
成する。次いで基板１上に平坦化層８を介して、透明層
３上の厚さが他の箇所の厚さよりも薄くなるようにして
着色レジスト層４を形成する。そして前述の実施形態と
同様に、アライメント光５の照射によりアライメントマ
ーク２を検出し、マスクと基板１とを位置合わせした
後、露光、現像して図２（ｂ）に示すごとく着色レジス
ト層４のパターンからなるフィルタ６を得る。

【００２３】アライメントマーク２と透明層３との間に
平坦化層８が介在している場合にも、平坦化層８がアラ
イメント光５に対して透光性を有しているので、着色レ
ジスト層４および透過層３を透過したアライメント光
を、平坦化層８を透過させてアライメントマーク２に到
達させることができる。よって、この場合にも前述した
実施形態と同様の効果を得ることができ、高精度にアラ
メントされたカラーフィルタ９を製造することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るカラー
フィルタの製造方法によれば、所定波長の光に対して透
光性を有する透明層を形成した後、透明層上の厚さが他
の箇所の厚さより薄くなるようにして着色レジスト層を
形成することから、たとえ着色レジスト層が所定波長の
光を吸収する色に着色されたものであっても、アライメ
ントマークの位置検出を正確に行うことができる。した
がって、いずれの色の着色レジスト層においても、基板
に対してマスクを高精度に位置合わせすることができる
ことから、高精度にアラメントされたカラーフィルタを
製造することができるので、合わせずれに起因する不良
を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るカラーフィル
タの製造方法の一実施形態を工程順に説明するための要
部側断面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るカラーフィル
タの製造方法の他の実施形態を工程順に説明するための
要部側断面図である。

【図３】従来のカラーフィルタの製造方法の一例を説明
する図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ アライメントマーク ３ 透明層 ４ 着色レジスト層 ５ アライメント光 ７、９ カラーフィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に形成されたアライメントマークの
   直上位置に、所定波長の光に対して透光性を有する透明
   層を形成する工程と、 前記透明層を覆うようにして前記基板上に着色されたレ
   ジスト液を塗布し、前記透明層上の厚さが他の箇所の厚
   さより薄くなるようにして前記レジスト液からなる着色
   レジスト層を形成する工程と、 前記基板へ向けて前記所定波長の光を照射して前記アラ
   イメントマークを検出し、該検出結果に基づき前記基板
   に対してマスクを位置合わせする工程と、 前記着色レジスト層を前記マスクを用いて露光し、その
   後現像して前記着色レジスト層を所定のパターンに形成
   する工程とを有していることを特徴とするカラーフィル
   タの製造方法。