JP2001024179A - マイクロレンズの製造方法 - Google Patents
マイクロレンズの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 隣接するマイクロレンズをショートさせるこ
となく、微小なレンズギャップを形成する。 【解決手段】 カラーフィルタ２１０の上面にマイクロ
レンズ形成前の有機保護膜２２０Ａを設けた状態で、こ
の有機保護膜２２０Ａの上面に突条枠２４０を形成す
る。次に、突条枠２４０によって囲まれた各画素領域
に、レンズ面形成用のレジスト膜２６０をパターニング
し、このレジスト膜２６０に熱を加えて変形し、レンズ
面形状を有するレジスト膜２６０Ａを形成する。この
際、加熱変形したレジスト膜２６０Ａの周縁部が突条枠
２４０によって受け止められる。有機保護膜２２０Ａに
全面エッチングを施し、マイクロレンズ２３０を形成す
る。ここで、突条枠２４０によってレンズ形状をショー
トさせることなく、集光率の高いレンズ面形状を得るこ
とができる。
となく、微小なレンズギャップを形成する。 【解決手段】 カラーフィルタ２１０の上面にマイクロ
レンズ形成前の有機保護膜２２０Ａを設けた状態で、こ
の有機保護膜２２０Ａの上面に突条枠２４０を形成す
る。次に、突条枠２４０によって囲まれた各画素領域
に、レンズ面形成用のレジスト膜２６０をパターニング
し、このレジスト膜２６０に熱を加えて変形し、レンズ
面形状を有するレジスト膜２６０Ａを形成する。この
際、加熱変形したレジスト膜２６０Ａの周縁部が突条枠
２４０によって受け止められる。有機保護膜２２０Ａに
全面エッチングを施し、マイクロレンズ２３０を形成す
る。ここで、突条枠２４０によってレンズ形状をショー
トさせることなく、集光率の高いレンズ面形状を得るこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子の上面に
配置された透明樹脂膜の上面に前記光学素子の画素配置
に対応するマイクロレンズを形成するための製造方法に
関する。
配置された透明樹脂膜の上面に前記光学素子の画素配置
に対応するマイクロレンズを形成するための製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えばＣＣＤ固体撮像素子に
おいては、半導体基板上にマトリクス状に形成された各
画素の受光素子に対応して、カラーフィルタを配置し、
このカラーフィルタの上面にマイクロレンズが配置され
ている。このように、撮像素子の上面に装着されるカラ
ーフィルタをオンチップカラーフィルタ（ＯＣＣＦ）と
いい、マイクロレンズをオンチップマイクロレンズ（Ｏ
ＣＬ）という。このマイクロレンズは、受光素子の上面
に配置された透明樹脂膜上に、各画素に対応した多数の
レンズ面をマトリクス状に形成したものである。
おいては、半導体基板上にマトリクス状に形成された各
画素の受光素子に対応して、カラーフィルタを配置し、
このカラーフィルタの上面にマイクロレンズが配置され
ている。このように、撮像素子の上面に装着されるカラ
ーフィルタをオンチップカラーフィルタ（ＯＣＣＦ）と
いい、マイクロレンズをオンチップマイクロレンズ（Ｏ
ＣＬ）という。このマイクロレンズは、受光素子の上面
に配置された透明樹脂膜上に、各画素に対応した多数の
レンズ面をマトリクス状に形成したものである。
【０００３】図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、従来のマイクロ
レンズ製造工程の具体例を示す断面図である。まず、図
１０（Ａ）において、固体撮像素子（図１０では図示
略）の上にカラーフィルタ１０を形成し、このカラーフ
ィルタ１０の上面に透明な有機系樹脂による保護膜２０
を設ける。そして、図１０（Ｂ）において、この有機保
護膜２０をレジスト膜３０をパターニングする。このレ
ジスト膜３０は、有機保護膜２０にレンズ面を形成する
ためのものであり、各画素に対応して台形断面を有し、
隣接するレジスト膜３０に対して一定間隔のギャップを
有して形成されている。
レンズ製造工程の具体例を示す断面図である。まず、図
１０（Ａ）において、固体撮像素子（図１０では図示
略）の上にカラーフィルタ１０を形成し、このカラーフ
ィルタ１０の上面に透明な有機系樹脂による保護膜２０
を設ける。そして、図１０（Ｂ）において、この有機保
護膜２０をレジスト膜３０をパターニングする。このレ
ジスト膜３０は、有機保護膜２０にレンズ面を形成する
ためのものであり、各画素に対応して台形断面を有し、
隣接するレジスト膜３０に対して一定間隔のギャップを
有して形成されている。
【０００４】次に、このレジスト膜３０を加熱し、図１
０（Ｃ）に示すように断面円弧状に変形させることによ
り、レンズ面形状のレジスト膜３２を形成する。そし
て、このようなレジスト膜３２を設けた有機保護膜２０
に対して全面エッチングを行い、レジスト膜３２を完全
に除去することにより、有機保護膜２０を最終的なレン
ズ形状に形成し、マトリクス状に配列されたマイクロレ
ンズ２２を形成する。
０（Ｃ）に示すように断面円弧状に変形させることによ
り、レンズ面形状のレジスト膜３２を形成する。そし
て、このようなレジスト膜３２を設けた有機保護膜２０
に対して全面エッチングを行い、レジスト膜３２を完全
に除去することにより、有機保護膜２０を最終的なレン
ズ形状に形成し、マトリクス状に配列されたマイクロレ
ンズ２２を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の固体
撮像素子においては、撮像面の縮小化や多密度化及び感
度向上等の要請からマイクロレンズの集光率の向上が要
求されている。このため、上述のようなマイクロレンズ
の製造工程において、各マイクロレンズ２２のレンズ形
状を微細化するとともに、各マイクロレンズ２２の間に
形成されるレンズギャップ２４の間隔を縮小し、かつ、
各レンズ形状がショートしないように形成する必要があ
る。
撮像素子においては、撮像面の縮小化や多密度化及び感
度向上等の要請からマイクロレンズの集光率の向上が要
求されている。このため、上述のようなマイクロレンズ
の製造工程において、各マイクロレンズ２２のレンズ形
状を微細化するとともに、各マイクロレンズ２２の間に
形成されるレンズギャップ２４の間隔を縮小し、かつ、
各レンズ形状がショートしないように形成する必要があ
る。
【０００６】しかしながら、上述した製造工程におい
て、図１０（Ｃ）に示すレジスト膜３２のレンズ形状で
形成したレンズギャップ３４は、図１０（Ｄ）に示すマ
イクロレンズ２２のレンズ形状で拡張したレンズギャッ
プ２４となるため、各レンズ形状がショートさせること
なく微細なレンズギャップ２４を形成することは極めて
困難となる。すなわち、レジスト膜３２のレンズギャッ
プ３４を微細に形成しようとした場合、図１０（Ｂ）に
示すパターニング工程で、露光装置の性能上の制約のた
め、レンズギャップ３４を形成するための溝３６の間隔
を０．１μｍ以下で制御することは困難であり、レジス
ト膜３２のレンズ形状がショートしてしまう場合が多く
なる。
て、図１０（Ｃ）に示すレジスト膜３２のレンズ形状で
形成したレンズギャップ３４は、図１０（Ｄ）に示すマ
イクロレンズ２２のレンズ形状で拡張したレンズギャッ
プ２４となるため、各レンズ形状がショートさせること
なく微細なレンズギャップ２４を形成することは極めて
困難となる。すなわち、レジスト膜３２のレンズギャッ
プ３４を微細に形成しようとした場合、図１０（Ｂ）に
示すパターニング工程で、露光装置の性能上の制約のた
め、レンズギャップ３４を形成するための溝３６の間隔
を０．１μｍ以下で制御することは困難であり、レジス
ト膜３２のレンズ形状がショートしてしまう場合が多く
なる。
【０００７】また、図１０（Ｃ）に示す加熱工程の際
に、レジスト膜３２のレンズギャップ３４を狭く形成し
ようとすると、露光の場合と同様に、レンズ形状がショ
ートする恐れがある。さらに、レンズパターン形状の制
御は、現在、レチクルパターンの変更のみにより行って
いるため、熱を加えた後の形状で、水平方向、垂直方向
等を独立して制御できず、この点からも適正なレンズギ
ャップを形成することが困難となっている。
に、レジスト膜３２のレンズギャップ３４を狭く形成し
ようとすると、露光の場合と同様に、レンズ形状がショ
ートする恐れがある。さらに、レンズパターン形状の制
御は、現在、レチクルパターンの変更のみにより行って
いるため、熱を加えた後の形状で、水平方向、垂直方向
等を独立して制御できず、この点からも適正なレンズギ
ャップを形成することが困難となっている。
【０００８】そこで本発明の目的は、隣接するマイクロ
レンズをショートさせることなく、微小なレンズギャッ
プを形成することができ、レンズパターンを有効に制御
することができるマイクロレンズの製造方法を提供する
ことにある。
レンズをショートさせることなく、微小なレンズギャッ
プを形成することができ、レンズパターンを有効に制御
することができるマイクロレンズの製造方法を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、光学素子の上面に配置された透明樹脂膜の上
面に前記光学素子の画素配置に対応するマイクロレンズ
を形成するための製造方法において、前記透明樹脂膜上
に各マイクロレンズ間のレンズギャップに対応する略格
子パターン状に突出した突条枠を形成する工程と、前記
突条枠によって囲まれた各画素領域に、レンズ面形成用
のレジスト膜を形成する工程と、前記レンズ面形成用の
レジスト膜を加熱してレンズ面形状を有するレジスト膜
を形成する工程と、前記レンズ面形状を有するレジスト
膜を介して透明樹脂膜に全面エッチングを施すことによ
り、前記レンズ面形状を有するレジスト膜を除去し、前
記透明樹脂膜上にレンズ面を形成する工程とを有し、前
記レンズ面形成用のレジスト膜を加熱してレンズ面形状
を有するレジスト膜を形成する際に、前記加熱によって
変形したレジスト膜の周縁部を前記突条枠によって受け
止めることにより、隣接するマイクロレンズ間のレンズ
ギャップの幅を制御するようにしたことを特徴とする。
するため、光学素子の上面に配置された透明樹脂膜の上
面に前記光学素子の画素配置に対応するマイクロレンズ
を形成するための製造方法において、前記透明樹脂膜上
に各マイクロレンズ間のレンズギャップに対応する略格
子パターン状に突出した突条枠を形成する工程と、前記
突条枠によって囲まれた各画素領域に、レンズ面形成用
のレジスト膜を形成する工程と、前記レンズ面形成用の
レジスト膜を加熱してレンズ面形状を有するレジスト膜
を形成する工程と、前記レンズ面形状を有するレジスト
膜を介して透明樹脂膜に全面エッチングを施すことによ
り、前記レンズ面形状を有するレジスト膜を除去し、前
記透明樹脂膜上にレンズ面を形成する工程とを有し、前
記レンズ面形成用のレジスト膜を加熱してレンズ面形状
を有するレジスト膜を形成する際に、前記加熱によって
変形したレジスト膜の周縁部を前記突条枠によって受け
止めることにより、隣接するマイクロレンズ間のレンズ
ギャップの幅を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１０】本発明のマイクロレンズの製造方法では、
まず、光学素子上に配置された透明樹脂膜上に各マイク
ロレンズ間のレンズギャップに対応する略格子パターン
状の突条枠を形成する。そして、この突条枠によって囲
まれた各画素領域に、レンズ面形成用のレジスト膜を形
成し、さらに、レンズ面形成用のレジスト膜を加熱して
レンズ面形状を有するレジスト膜を形成する。この際、
加熱によって変形したレジスト膜の周縁部が突条枠によ
って受け止められ、隣接する各レジスト膜は、突条枠に
よる微細なギャップを隔てて配置されるようになる。
まず、光学素子上に配置された透明樹脂膜上に各マイク
ロレンズ間のレンズギャップに対応する略格子パターン
状の突条枠を形成する。そして、この突条枠によって囲
まれた各画素領域に、レンズ面形成用のレジスト膜を形
成し、さらに、レンズ面形成用のレジスト膜を加熱して
レンズ面形状を有するレジスト膜を形成する。この際、
加熱によって変形したレジスト膜の周縁部が突条枠によ
って受け止められ、隣接する各レジスト膜は、突条枠に
よる微細なギャップを隔てて配置されるようになる。
【００１１】次に、上述したレンズ面形状を有するレジ
スト膜を介して透明樹脂膜に全面エッチングを施すこと
により、レンズ面形状を有するレジスト膜を除去し、透
明樹脂膜上にレンズ面を形成する。したがって、加熱変
形させたレジスト膜の周縁部の位置を、透明樹脂膜上の
突条枠によって制御し、レジスト膜のレンズギャップを
微細に制御することが可能となり、最終的なマイクロレ
ンズ間のレンズギャップの幅を微細に制御することが可
能となる。また、突条枠の形状によってレンズパターン
を容易に制御することができ、レンズパターンの作成、
変更等を容易に行うことが可能となる。
スト膜を介して透明樹脂膜に全面エッチングを施すこと
により、レンズ面形状を有するレジスト膜を除去し、透
明樹脂膜上にレンズ面を形成する。したがって、加熱変
形させたレジスト膜の周縁部の位置を、透明樹脂膜上の
突条枠によって制御し、レジスト膜のレンズギャップを
微細に制御することが可能となり、最終的なマイクロレ
ンズ間のレンズギャップの幅を微細に制御することが可
能となる。また、突条枠の形状によってレンズパターン
を容易に制御することができ、レンズパターンの作成、
変更等を容易に行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるマイクロレン
ズの製造方法の実施の形態について図面に基づき説明す
る。図１〜図５は、本発明の実施の形態によるマイクロ
レンズの製造方法を用いた各製造工程における固体撮像
装置の構造を示す平面図及び断面図である。また、図６
は、本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製造方
法で用いる格子パターン状の突条枠の形状例を示す平面
図である。また、図７は、本発明の実施の形態によるマ
イクロレンズの製造方法を適用する固体撮像装置を示す
概略平面図である。図８は、図７に示す固体撮像装置の
素子構造を示す平面図であり、図９は、図７に示す固体
撮像装置の素子構造を示す図８のＡ−Ａ線断面図であ
る。
ズの製造方法の実施の形態について図面に基づき説明す
る。図１〜図５は、本発明の実施の形態によるマイクロ
レンズの製造方法を用いた各製造工程における固体撮像
装置の構造を示す平面図及び断面図である。また、図６
は、本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製造方
法で用いる格子パターン状の突条枠の形状例を示す平面
図である。また、図７は、本発明の実施の形態によるマ
イクロレンズの製造方法を適用する固体撮像装置を示す
概略平面図である。図８は、図７に示す固体撮像装置の
素子構造を示す平面図であり、図９は、図７に示す固体
撮像装置の素子構造を示す図８のＡ−Ａ線断面図であ
る。
【００１３】まず、本形態によるマイクロレンズの製造
方法の説明に先立ち、本形態で用いる固体撮像装置の構
成について説明する。図７に示すように、本形態はＣＣ
Ｄ固体撮像装置を用いたものであり、半導体基板１００
上にマトリクス状に配置された多数のフォトセンサ（受
光素子）１１０と、各フォトセンサ１１０の垂直方向に
沿って配置された複数の垂直転送レジスタ１２０によっ
て画素領域を構成している。また、この画素領域の外側
に水平方向に沿って配置される水平転送レジスタ１３０
を有している。このようなＣＣＤ固体撮像装置では、各
フォトセンサ１１０に蓄積した信号電荷を垂直転送レジ
スタ１２０によって垂直方向に順次読み出すとともに、
各垂直転送レジスタ１２０によって読み出した信号電荷
を水平転送レジスタ１３０によって水平方向に読み出
し、出力部１４０より出力するようにしたものである。
方法の説明に先立ち、本形態で用いる固体撮像装置の構
成について説明する。図７に示すように、本形態はＣＣ
Ｄ固体撮像装置を用いたものであり、半導体基板１００
上にマトリクス状に配置された多数のフォトセンサ（受
光素子）１１０と、各フォトセンサ１１０の垂直方向に
沿って配置された複数の垂直転送レジスタ１２０によっ
て画素領域を構成している。また、この画素領域の外側
に水平方向に沿って配置される水平転送レジスタ１３０
を有している。このようなＣＣＤ固体撮像装置では、各
フォトセンサ１１０に蓄積した信号電荷を垂直転送レジ
スタ１２０によって垂直方向に順次読み出すとともに、
各垂直転送レジスタ１２０によって読み出した信号電荷
を水平転送レジスタ１３０によって水平方向に読み出
し、出力部１４０より出力するようにしたものである。
【００１４】また、上述した各フォトセンサ１１０及び
垂直転送レジスタ１２０は、半導体基板１００の内部に
形成されており、この半導体基板１００の上面には、各
フォトセンサ１１０の受光領域に対応して図８及び図９
に示すような積層構造が設けられている。すなわち、半
導体基板１００の上面には、絶縁膜１５０が設けられ、
この絶縁膜１５０中に、上述した垂直転送レジスタ１２
０の信号電荷を２層の転送クロックによって転送するた
めの２層の転送電極１６０、１７０が設けられている。
各転送電極１６０、１７０は、それぞれ絶縁膜１５０中
にＰｏｌｙＳｉ膜を形成したものであり、垂直転送レジ
スタ１２０の上面に対応する領域に、ほぼ重なり合う状
態で形成されている。また、各転送電極１６０、１７０
は、垂直方向に対して各画素（フォトセンサ１１０）毎
に分離された状態で形成され、水平方向に共通の配線に
より、一定の位相差を有する転送クロックが印加される
ものである。
垂直転送レジスタ１２０は、半導体基板１００の内部に
形成されており、この半導体基板１００の上面には、各
フォトセンサ１１０の受光領域に対応して図８及び図９
に示すような積層構造が設けられている。すなわち、半
導体基板１００の上面には、絶縁膜１５０が設けられ、
この絶縁膜１５０中に、上述した垂直転送レジスタ１２
０の信号電荷を２層の転送クロックによって転送するた
めの２層の転送電極１６０、１７０が設けられている。
各転送電極１６０、１７０は、それぞれ絶縁膜１５０中
にＰｏｌｙＳｉ膜を形成したものであり、垂直転送レジ
スタ１２０の上面に対応する領域に、ほぼ重なり合う状
態で形成されている。また、各転送電極１６０、１７０
は、垂直方向に対して各画素（フォトセンサ１１０）毎
に分離された状態で形成され、水平方向に共通の配線に
より、一定の位相差を有する転送クロックが印加される
ものである。
【００１５】また、絶縁膜１５０は、フォトセンサ１１
０の受光領域に対応する部分が薄膜状に形成されてお
り、この絶縁膜１５０の上面には、受光領域に対応する
開口部１８０Ａを有する遮光膜１８０が形成されてい
る。さらに、この上面には、全体的にパッシベーション
膜１９０が形成されており、その上面には、平坦化膜２
００が設けられている。この平坦化膜２００によって提
供される平坦面には、カラーフィルタ２１０が設けら
れ、その上面に本発明に係るマイクロレンズ２３０を形
成するための有機保護膜（透明合成樹脂膜）２２０が設
けられている。
０の受光領域に対応する部分が薄膜状に形成されてお
り、この絶縁膜１５０の上面には、受光領域に対応する
開口部１８０Ａを有する遮光膜１８０が形成されてい
る。さらに、この上面には、全体的にパッシベーション
膜１９０が形成されており、その上面には、平坦化膜２
００が設けられている。この平坦化膜２００によって提
供される平坦面には、カラーフィルタ２１０が設けら
れ、その上面に本発明に係るマイクロレンズ２３０を形
成するための有機保護膜（透明合成樹脂膜）２２０が設
けられている。
【００１６】有機保護膜２２０の上面に形成されるマイ
クロレンズ２３０は、各フォトセンサ（受光素子）１１
０に対応して有機保護膜２２０上にマトリクス状に多数
形成されており、各マイクロレンズ２３０のレンズ面２
３２は、平面形状が丸みを有する長方形の凸レンズ状に
形成されている。各受光画素の高密度化や高感度化等に
伴い、各マイクロレンズ２３０の集光率の向上が要請さ
れていることから、各マイクロレンズ２３０は互いに密
集して配置され、かつ、各マイクロレンズ２３０の間の
レンズギャップ２３４をショートさせることなく、微細
化することが必要となる。
クロレンズ２３０は、各フォトセンサ（受光素子）１１
０に対応して有機保護膜２２０上にマトリクス状に多数
形成されており、各マイクロレンズ２３０のレンズ面２
３２は、平面形状が丸みを有する長方形の凸レンズ状に
形成されている。各受光画素の高密度化や高感度化等に
伴い、各マイクロレンズ２３０の集光率の向上が要請さ
れていることから、各マイクロレンズ２３０は互いに密
集して配置され、かつ、各マイクロレンズ２３０の間の
レンズギャップ２３４をショートさせることなく、微細
化することが必要となる。
【００１７】以下、本形態によるマイクロレンズの製造
工程について、図１〜図６に基づき説明する。なお、図
１（Ａ）〜図５（Ａ）に示す平面図では、カラーフィル
タ２１０及び有機保護膜２２０、２２０Ａについて、後
述する突条枠２４０の突条２４２を除いて省略した図を
示している。まず、図１、図２においては、上述したカ
ラーフィルタ２１０の上面にマイクロレンズ形成前の有
機保護膜（透明合成樹脂膜）２２０Ａを設けた状態で、
この有機保護膜２２０Ａの上面に突条枠２４０を形成す
る。この突条枠２４０は、図６に示すように、各マイク
ロレンズ間のレンズギャップに対応する略格子パターン
状に突条２４２を突設させたものであり、後述するレン
ズ面形成用のレジスト膜を加熱してレンズ面形状を有す
るレジスト膜を形成する際に、このレジスト膜の周縁部
を受け止めることにより、隣接するマイクロレンズ間の
レンズギャップの幅を制御するためのものである。
工程について、図１〜図６に基づき説明する。なお、図
１（Ａ）〜図５（Ａ）に示す平面図では、カラーフィル
タ２１０及び有機保護膜２２０、２２０Ａについて、後
述する突条枠２４０の突条２４２を除いて省略した図を
示している。まず、図１、図２においては、上述したカ
ラーフィルタ２１０の上面にマイクロレンズ形成前の有
機保護膜（透明合成樹脂膜）２２０Ａを設けた状態で、
この有機保護膜２２０Ａの上面に突条枠２４０を形成す
る。この突条枠２４０は、図６に示すように、各マイク
ロレンズ間のレンズギャップに対応する略格子パターン
状に突条２４２を突設させたものであり、後述するレン
ズ面形成用のレジスト膜を加熱してレンズ面形状を有す
るレジスト膜を形成する際に、このレジスト膜の周縁部
を受け止めることにより、隣接するマイクロレンズ間の
レンズギャップの幅を制御するためのものである。
【００１８】このような突条枠２４０は、まず、図１に
示すように、有機保護膜２２０Ａの上面にレンズギャッ
プに対応するレジスト膜パターン２５０をパターニング
する。そして、このレジスト膜パターン２５０を介して
有機保護膜２２０Ａに全面エッチングを施してレジスト
膜パターン２５０を除去することにより、図２に示すよ
うな突条枠２４０を形成するものである。図１、図２に
示すように、有機保護膜２２０Ａに設けられるレジスト
膜パターン２５０の各部の幅Ｗ１は、突条２４２の幅
（すなわち、目的とするレンズギャップの幅）Ｗ２より
も大きいものであり、通常のフォレジスト工程によって
形成できる。
示すように、有機保護膜２２０Ａの上面にレンズギャッ
プに対応するレジスト膜パターン２５０をパターニング
する。そして、このレジスト膜パターン２５０を介して
有機保護膜２２０Ａに全面エッチングを施してレジスト
膜パターン２５０を除去することにより、図２に示すよ
うな突条枠２４０を形成するものである。図１、図２に
示すように、有機保護膜２２０Ａに設けられるレジスト
膜パターン２５０の各部の幅Ｗ１は、突条２４２の幅
（すなわち、目的とするレンズギャップの幅）Ｗ２より
も大きいものであり、通常のフォレジスト工程によって
形成できる。
【００１９】そして、このような大きい幅Ｗ１のレジス
ト膜パターン２５０を全面エッチングによって完全に除
去する過程で、レジスト膜パターン２５０の幅Ｗ１より
小さい幅Ｗ２の突条２４２を形成できる。このようなエ
ッチングによって有機保護膜２２０Ａに形成される突条
２４２の形状は、レジスト膜パターン２５０の形状やエ
ッチングの処理条件等によって予測可能であるため、必
要とされる突条２４２の形状に対応してレジスト膜パタ
ーン２５０の形状やエッチングの処理条件等を選択し、
微細な突条２４２を所望の形状に形成できる。なお、有
機保護膜２２０Ａの膜厚は、このような突条枠２４０を
エッチングにより形成することから、従来の膜厚より予
め一定量だけ大きい膜厚で形成しておくものとする。
ト膜パターン２５０を全面エッチングによって完全に除
去する過程で、レジスト膜パターン２５０の幅Ｗ１より
小さい幅Ｗ２の突条２４２を形成できる。このようなエ
ッチングによって有機保護膜２２０Ａに形成される突条
２４２の形状は、レジスト膜パターン２５０の形状やエ
ッチングの処理条件等によって予測可能であるため、必
要とされる突条２４２の形状に対応してレジスト膜パタ
ーン２５０の形状やエッチングの処理条件等を選択し、
微細な突条２４２を所望の形状に形成できる。なお、有
機保護膜２２０Ａの膜厚は、このような突条枠２４０を
エッチングにより形成することから、従来の膜厚より予
め一定量だけ大きい膜厚で形成しておくものとする。
【００２０】次に、図３に示すように、突条枠２４０に
よって囲まれた各画素領域に、レンズ面形成用のレジス
ト膜２６０をパターニングする。このレジスト膜２６０
は、従来と同様に台形断面を有するものであり、通常の
フォトレジスト工程によって有機保護膜２２０Ａの上面
に選択的に設けられたものである。次に、図４に示すよ
うに、レジスト膜２６０に熱を加えて変形し、レンズ面
形状を有するレジスト膜２６０Ａを形成する。この際、
加熱変形によって外側に拡がったレジスト膜２６０Ａの
周縁部が突条枠２４０によって受け止められ、隣接する
各レジスト膜２６０Ａは、突条枠２４０による微細なギ
ャップＧ１を隔てて配置されるようになる。
よって囲まれた各画素領域に、レンズ面形成用のレジス
ト膜２６０をパターニングする。このレジスト膜２６０
は、従来と同様に台形断面を有するものであり、通常の
フォトレジスト工程によって有機保護膜２２０Ａの上面
に選択的に設けられたものである。次に、図４に示すよ
うに、レジスト膜２６０に熱を加えて変形し、レンズ面
形状を有するレジスト膜２６０Ａを形成する。この際、
加熱変形によって外側に拡がったレジスト膜２６０Ａの
周縁部が突条枠２４０によって受け止められ、隣接する
各レジスト膜２６０Ａは、突条枠２４０による微細なギ
ャップＧ１を隔てて配置されるようになる。
【００２１】次に、このようなレンズ面形状を有するレ
ジスト膜２６０Ａを介して有機保護膜２２０Ａに全面エ
ッチングを施すことにより、レンズ面形状を有するレジ
スト膜２６０Ａを完全に除去し、上面にマイクロレンズ
２３０が形成された有機保護膜２２０を形成する。この
際、突条枠２４０による微細なギャップＧ１に対応し
て、各マイクロレンズ２３０の間のレンズギャップ２３
４を微小幅Ｇ２に制御できる。このため、レンズ形状を
ショートさせることなく、集光率の高いレンズ面形状を
得ることができる。
ジスト膜２６０Ａを介して有機保護膜２２０Ａに全面エ
ッチングを施すことにより、レンズ面形状を有するレジ
スト膜２６０Ａを完全に除去し、上面にマイクロレンズ
２３０が形成された有機保護膜２２０を形成する。この
際、突条枠２４０による微細なギャップＧ１に対応し
て、各マイクロレンズ２３０の間のレンズギャップ２３
４を微小幅Ｇ２に制御できる。このため、レンズ形状を
ショートさせることなく、集光率の高いレンズ面形状を
得ることができる。
【００２２】以上のような製造工程により、マイクロレ
ンズのレンズ形状を、突条枠２４０の大きさ、高さ、並
びにレンズ面形成用のレジスト膜２６０の形状により調
整することができる。具体的には、図６に示すように、
予め決められた画素幅に対し、突条枠２４０の水平方向
の各突条２４２の間の幅Ｂ１を大きくし、この方向の突
条２４２の幅Ｂ２を小さくすると、各マイクロレンズ２
３０間の水平方向のレンズギャップ２３４を小さくする
ことができる。また、突条枠２４０の垂直方向の各突条
２４２の間の幅Ｃ１を大きくし、この方向の突条２４２
の幅Ｃ２を小さくすると、各マイクロレンズ２３０間の
垂直方向のレンズギャップ２３４を小さくすることがで
きる。また、各マイクロレンズ２３０のコーナ部によっ
て挟まれた各突条２４２の略菱形に形成される合流点Ｄ
の面積を小さくすることにより、各マイクロレンズ２３
０の集光領域を大きくでき、集光率を改善できる。な
お、合流点Ｄの形状は、菱形に限らず、任意に選択でき
るものである。
ンズのレンズ形状を、突条枠２４０の大きさ、高さ、並
びにレンズ面形成用のレジスト膜２６０の形状により調
整することができる。具体的には、図６に示すように、
予め決められた画素幅に対し、突条枠２４０の水平方向
の各突条２４２の間の幅Ｂ１を大きくし、この方向の突
条２４２の幅Ｂ２を小さくすると、各マイクロレンズ２
３０間の水平方向のレンズギャップ２３４を小さくする
ことができる。また、突条枠２４０の垂直方向の各突条
２４２の間の幅Ｃ１を大きくし、この方向の突条２４２
の幅Ｃ２を小さくすると、各マイクロレンズ２３０間の
垂直方向のレンズギャップ２３４を小さくすることがで
きる。また、各マイクロレンズ２３０のコーナ部によっ
て挟まれた各突条２４２の略菱形に形成される合流点Ｄ
の面積を小さくすることにより、各マイクロレンズ２３
０の集光領域を大きくでき、集光率を改善できる。な
お、合流点Ｄの形状は、菱形に限らず、任意に選択でき
るものである。
【００２３】なお、以上は本発明をＣＣＤ固体撮像装置
のマトリクスパターン状に形成されるマイクロレンズの
製造方法を例に説明したが、例えば垂直方向または水平
方向に１列にマイクロレンズを配置したストライプパタ
ーン状の固体撮像装置についても同様に適用し得るもの
である。また、これとは逆に、例えばモザイク模様やは
ちの巣模様等の、より複雑なパターンを有する固体撮像
装置についても同様に適用し得るものである。また、固
体撮像装置以外の光学装置に設けられるマイクロレンズ
の製造方法についても同様に適用し得るものである。さ
らに、本発明の応用例として、図１および図２マイクロ
レンズの製造方法以外のパターニング方法としても適用
し得るものである。
のマトリクスパターン状に形成されるマイクロレンズの
製造方法を例に説明したが、例えば垂直方向または水平
方向に１列にマイクロレンズを配置したストライプパタ
ーン状の固体撮像装置についても同様に適用し得るもの
である。また、これとは逆に、例えばモザイク模様やは
ちの巣模様等の、より複雑なパターンを有する固体撮像
装置についても同様に適用し得るものである。また、固
体撮像装置以外の光学装置に設けられるマイクロレンズ
の製造方法についても同様に適用し得るものである。さ
らに、本発明の応用例として、図１および図２マイクロ
レンズの製造方法以外のパターニング方法としても適用
し得るものである。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロレ
ンズの製造方法では、透明樹脂膜の上面にマイクロレン
ズを形成する場合に、透明樹脂膜上に各マイクロレンズ
間のレンズギャップに対応する突条枠を形成し、この透
明樹脂膜上にレンズ面形成用のレジスト膜を配置してレ
ンズ面形状に加熱変形させる際に、加熱によって変形し
たレジスト膜の周縁部を突条枠によって受け止めること
により、隣接するマイクロレンズ間のレンズギャップの
幅を制御するようにした。
ンズの製造方法では、透明樹脂膜の上面にマイクロレン
ズを形成する場合に、透明樹脂膜上に各マイクロレンズ
間のレンズギャップに対応する突条枠を形成し、この透
明樹脂膜上にレンズ面形成用のレジスト膜を配置してレ
ンズ面形状に加熱変形させる際に、加熱によって変形し
たレジスト膜の周縁部を突条枠によって受け止めること
により、隣接するマイクロレンズ間のレンズギャップの
幅を制御するようにした。
【００２５】このため、加熱変形させたレジスト膜の周
縁部の位置を、透明樹脂膜上の突条枠によって制御し、
レジスト膜のレンズギャップを微細に制御することが可
能となり、最終的なマイクロレンズ間のレンズギャップ
の幅を微細に制御することが可能となる。また、突条枠
の形状によってレンズパターンを容易に制御することが
でき、レンズパターンの作成、変更等を容易に行うこと
が可能となる。したがって、微細なパターン形状を有
し、かつ集光率の高いマイクロレンズを容易かつ高精度
に製造することができる。
縁部の位置を、透明樹脂膜上の突条枠によって制御し、
レジスト膜のレンズギャップを微細に制御することが可
能となり、最終的なマイクロレンズ間のレンズギャップ
の幅を微細に制御することが可能となる。また、突条枠
の形状によってレンズパターンを容易に制御することが
でき、レンズパターンの作成、変更等を容易に行うこと
が可能となる。したがって、微細なパターン形状を有
し、かつ集光率の高いマイクロレンズを容易かつ高精度
に製造することができる。
【図１】本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
【図２】本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
【図３】本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
【図４】本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
【図５】本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
造方法を説明する固体撮像装置の平面図及び断面図であ
る。
【図６】本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製
造方法で用いる格子パターン状の突条枠の形状例を示す
平面図である。
造方法で用いる格子パターン状の突条枠の形状例を示す
平面図である。
【図７】本発明の実施の形態によるマイクロレンズの製
造方法を適用する固体撮像装置を示す概略平面図であ
る。
造方法を適用する固体撮像装置を示す概略平面図であ
る。
【図８】図７に示す固体撮像装置の素子構造を示す平面
図である。
図である。
【図９】図７に示す固体撮像装置の素子構造を示す図８
のＡ−Ａ線断面図である。
のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】従来のマイクロレンズ製造工程の具体例を示
す断面図である。
す断面図である。
１００……半導体基板、１１０……フォトセンサ、１２
０……垂直転送レジスタ、１３０……水平転送レジス
タ、１４０……出力部、１５０……絶縁膜、１６０、１
７０……転送電極、１８０……遮光膜、１９０……パッ
シベーション膜、２００……平坦化膜、２１０……カラ
ーフィルタ、２２０、２２０Ａ……有機保護膜、２３０
……マイクロレンズ、２３２……レンズ面、２３４……
レンズギャップ、２４０……突条枠、２４２……突条、
２５０……レジスト膜パターン、２６０……レジスト
膜。
０……垂直転送レジスタ、１３０……水平転送レジス
タ、１４０……出力部、１５０……絶縁膜、１６０、１
７０……転送電極、１８０……遮光膜、１９０……パッ
シベーション膜、２００……平坦化膜、２１０……カラ
ーフィルタ、２２０、２２０Ａ……有機保護膜、２３０
……マイクロレンズ、２３２……レンズ面、２３４……
レンズギャップ、２４０……突条枠、２４２……突条、
２５０……レジスト膜パターン、２６０……レジスト
膜。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｖ
Claims (8)
- 【請求項１】 光学素子の上面に配置された透明樹脂膜
の上面に前記光学素子の画素配置に対応するマイクロレ
ンズを形成するための製造方法において、 前記透明樹脂膜上に各マイクロレンズ間のレンズギャッ
プに対応する略格子パターン状に突出した突条枠を形成
する工程と、 前記突条枠によって囲まれた各画素領域に、レンズ面形
成用のレジスト膜を形成する工程と、 前記レンズ面形成用のレジスト膜を加熱してレンズ面形
状を有するレジスト膜を形成する工程と、 前記レンズ面形状を有するレジスト膜を介して透明樹脂
膜に全面エッチングを施すことにより、前記レンズ面形
状を有するレジスト膜を除去し、前記透明樹脂膜上にレ
ンズ面を形成する工程とを有し、 前記レンズ面形成用のレジスト膜を加熱してレンズ面形
状を有するレジスト膜を形成する際に、前記加熱によっ
て変形したレジスト膜の周縁部を前記突条枠によって受
け止めることにより、隣接するマイクロレンズ間のレン
ズギャップの幅を制御するようにした、 ことを特徴とするマイクロレンズの製造方法。 - 【請求項２】 前記突条枠を形成する工程は、前記透明
樹脂膜上に前記レンズギャップに対応するレジスト膜パ
ターンをパターニングした後、前記レジスト膜パターン
を介して透明樹脂膜に全面エッチングを施して前記レジ
スト膜パターンを除去することにより突条枠を形成する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載のマイクロレ
ンズの製造方法。 - 【請求項３】 前記突条枠の形状を変えることにより、
レンズパターン形状を制御することを特徴とする請求項
１記載のマイクロレンズの製造方法。 - 【請求項４】 前記レジスト膜パターンより細いパター
ンの突条枠を形成するようにしたことを特徴とする請求
項３記載のマイクロレンズの製造方法。 - 【請求項５】 前記透明樹脂膜は、有機系樹脂膜である
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズの製造
方法。 - 【請求項６】 前記透明樹脂膜は、固体撮像装置の受光
素子上にカラーフィルタを介して設けられることを特徴
とする請求項１記載のマイクロレンズの製造方法。 - 【請求項７】 前記光学素子がマトリクス状に配列され
ていることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズ
の製造方法。 - 【請求項８】 前記光学素子が一列方向に配列されてい
ることを特徴とする請求項１記載のマイクロレンズの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197517A JP2001024179A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | マイクロレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197517A JP2001024179A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | マイクロレンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001024179A true JP2001024179A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16375792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11197517A Pending JP2001024179A (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | マイクロレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001024179A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101452A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | マイクロレンズとその製造方法及び固体撮像素子とその製造方法 |
| WO2006049356A1 (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Lg Electronics, Inc. | Management system for in-house power quantity consumed |
| KR100967651B1 (ko) * | 2008-03-12 | 2010-07-07 | 주식회사 동부하이텍 | 씨모스 이미지 센서 소자 및 그 형성 방법 |
| JP2011160002A (ja) * | 2011-05-12 | 2011-08-18 | Canon Inc | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP2016111184A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 凸版印刷株式会社 | カラー固体撮像素子、その製造方法、及びフォトマスク |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP11197517A patent/JP2001024179A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101452A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | マイクロレンズとその製造方法及び固体撮像素子とその製造方法 |
| WO2006049356A1 (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Lg Electronics, Inc. | Management system for in-house power quantity consumed |
| KR100967651B1 (ko) * | 2008-03-12 | 2010-07-07 | 주식회사 동부하이텍 | 씨모스 이미지 센서 소자 및 그 형성 방법 |
| JP2011160002A (ja) * | 2011-05-12 | 2011-08-18 | Canon Inc | 固体撮像装置の製造方法 |
| JP2016111184A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 凸版印刷株式会社 | カラー固体撮像素子、その製造方法、及びフォトマスク |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20051207 |