JP2002280533A

JP2002280533A - 固体撮像素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002280533A
Application number: JP2001075629A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Fukuyoshi; 健蔵福吉; Tadashi Ishimatsu; 忠石松; Tomohito Kitamura; 智史北村
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細な固体撮像素子で感度低下をもたらさ
ず、反射率を低減させてフレアを防止し、その製造にて
は、低温で成膜、反射防止膜を変質させず、帯電を防止
し収率よく製造することのできる固体撮像素子、及び製
造方法を提供すること。【解決手段】光電変換素子１７上に下地樹脂層１３、樹
脂レンズ１４、混合酸化物膜１５及び透明無機膜１６を
備える固体撮像素子において、混合酸化物膜が酸化イン
ジウム混合酸化物であって、下地樹脂層に樹脂レンズ間
で凹部２０があること。樹脂レンズ間の下地樹脂層に凹
部を形成し、下地樹脂層上にフォトレジストパターン３
２、混合酸化物膜及び透明無機膜を形成し、リフトオフ
によって除去し、下地樹脂層を除去しパッド部３１を露
出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｃ−ＭＯＳやＣＣ
Ｄによる受光素子に代表される固体撮像素子に関もので
あり、特に、撮像素子上に形成されるマイクロレンズの
実効的な開口率を上げて感度を向上させた、また、外部
光入射に係わるノイズを低減させた固体撮像素子、及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤなどの固体撮像素子上の受光素子
が光電変換に寄与する領域（開口部）は、固体撮像素子
のサイズや画素数にも依存するが、その全面積に対し２
０％〜４０％程度に限られてしまう。開口部が小さいこ
とは、そのまま感度低下につながるので、これを補うた
めに受光素子（光電変換素子）上に集光用のマイクロレ
ンズを形成することが一般的である。しかしながら、近
時、２００万画素を超える高精細な固体撮像素子への画
質要求がつよくなり、これら高精細な固体撮像素子に付
随するマイクロレンズの開口率低下（すなわち感度低
下）、及びスミアなどのノイズ増加が大きな問題となっ
てきている。

【０００３】一般に、マイクロレンズは感光性樹脂を用
いてのフォトリトグラフィー技術と熱フロー技術を併用
し形成しているので、これらの技術からくる制約で、マ
イクロレンズの隣接する辺方向のレンズ間ギャップは、
１μｍからせいぜい０．４μｍである。ところが、高精
細な固体撮像素子においては、５μｍ以下のマイクロレ
ンズの配列ピッチ、及び０．３μｍ以下のレンズ間ギャ
ップ（以下、狭ギャップ）となる。

【０００４】上記技術を用いてレンズ間ギャップを０．
３μｍ以下に形成すると、隣接するマイクロレンズは各
々の辺部でくっつき、ムラ不良となることが多く量産性
のある技術とはならない。こうした従来技術からくる制
約は、高精細な固体撮像素子の開口率低下、換言すると
固体撮像素子の感度低下、及びスミアなどのノイズ増加
につながる問題となっている。また、マイクロレンズ表
面の反射率は５％〜６％程度であり、マイクロレンズ表
面で発生した反射光がカバーガラス内面で再反射する。
その再反射光や散乱光が、フレア、ゴーストなどのノイ
ズとして画質を低下させる大きな問題となっている。

【０００５】マイクロレンズ表面の反射率を低下させる
反射防止膜（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｒｅｃｔｉｏｎ膜、以下
ＡＲ膜と記す）としては、樹脂レンズ上に樹脂レンズの
材料と屈折率差のある薄膜を積層する技術が、例えば、
特開平４−２２３３７１号に既に示されている。特開平
４−２２３３７１号では、マイクロレンズ表面に形成す
る高屈折率と低屈折率の２層のＡＲ膜として示されてい
るが、使用する材料名は開示されていない。

【０００６】使用する材料としては、低屈折率弗化物
（もしくは低屈折率酸化物）と高屈折率酸化物があげら
れ、こうした酸化物や弗化物は屈折率差を大きくとれる
ので、これらを積層することにより高性能なＡＲ膜を作
製することができる。しかし、樹脂レンズ上にＡＲ膜を
形成する技術は、製造上いくつかの問題を抱えており実
用するのは非常に困難なものである。

【０００７】具体的には、以下に説明するＰＰ工程と称
される工程への対応が困難である。樹脂を材料としたマ
イクロレンズや、下地樹脂層、カラーフィルタなど有機
樹脂を構成要素に含む固体撮像素子では、受光素子（光
電変換素子）と外部との電気的接続をとるために、パッ
ド部上からこれら有機樹脂をとり除いて端子部であるパ
ッド部を露出させることが不可欠である。この露出させ
る工程をＰＰ工程と呼ぶが、このＰＰ工程は、パッド部
上方のパッド部パターン以外の有機樹脂上をフォトレジ
ストで覆い、酸素プラズマを用いたドライエッチングに
てパッド部上の有機樹脂膜を除去し、あとに残ったフォ
トレジストを高濃度のアルカリ溶液で剥膜、洗浄し除去
するといった工程である。

【０００８】しかし、例えば、特開平４−２５９２５６
号に示されている技術は、マイクロレンズ表面上に、フ
ッ化マグネシウムを形成する技術であり、また、特許第
２７１９２３８号に示されている技術は、ＬＢ法（ラン
グミュア・ブロジェット法）によってフッ素含有樹脂膜
を形成する技術であるが、これらのＡＲ膜は、フォトレ
ジストをはじくために、ＡＲ膜上にフォトレジストを形
成することができず、仮にフォトレジストを形成するこ
とができても、これらの膜はアルカリ溶液で下地のマイ
クロレンズ表面から剥がれてしまうといった基本的な欠
点があり実用化に至っていない。

【０００９】加えて、これらのＡＲ膜は、ＰＰ工程中の
酸素プラズマで消失したり、フッ化マグネシウムは酸化
マグネシウムに変質し（酸素プラズマでたたかれること
により、フッ素がとれて酸素に置き換わる）、屈折率が
変化して反射防止機能を失うといった重欠陥もある。

【００１０】また、樹脂レンズ上に有機樹脂を用いてス
ピンコートなどでＡＲ膜を形成することはコスト的に有
利であるが、良好なＡＲ膜を得るには、低屈折率層と高
屈折率層を交互に２層、あるいは３層以上積層する必要
であり、有機樹脂を材料として用いた組み合わせでは屈
折率差が十分にとれず、良好な特性のＡＲ膜を得ること
は困難である。また、フッ素樹脂などの低屈折率樹脂は
上記のように、塗膜形成時のはじきや塗膜の密着力の低
い事が問題で実用化になっていない。

【００１１】一方、高屈折率層を無機の高屈折率酸化物
で形成すると高屈折率の確保ができるため、多層する低
屈折率層の選択範囲が広くなると同時に、良好な特性の
ＡＲ膜を得ることができるが、樹脂レンズ上への高屈折
率酸化物の成膜には厳しい条件が伴う。すなわち、酸化
チタンのような高屈折率酸化物は、樹脂を用いたレンズ
上に形成するためには２００℃以下の低温で成膜する必
要があるが、酸化チタンは成膜する対象の基板を２００
℃以上に加熱しないと高透過率とならず光吸収の多い
膜となり、同時にその膜の安定した光学定数が得られな
い問題がある。また、高屈折率酸化物は成膜するときの
レート（成膜スピード）が著しく遅く、生産効率が低下
するなど製造上大きな問題を抱えている。

【００１２】また、Ｃ−ＭＯＳやＣＣＤなどの固体撮像
素子は、その画素の大きさが１５μｍ〜２μｍと極めて
小さくゴミ、異物の付着がそのまま画素欠陥となりやす
い問題を抱えている。これら固体撮像素子の表面はマイ
クロレンズやカラーフィルタなどの導電性のない有機樹
脂であることから、静電気を帯電しやすくゴミ、異物の
付着による画像欠陥を生じやすいものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高精細な固
体撮像素子において、光電変換に寄与する領域（開口
部）を補う集光用のマイクロレンズのレンズ間ギャップ
が０．３μｍ以下のレンズ間ギャップ（狭ギャップ）で
あるマイクロレンズを備えた、すなわち、高精細な固体
撮像素子であっても固体撮像素子に感度低下をもたらさ
ず、また、マイクロレンズ表面の反射率を低減させフレ
ア、ゴーストなどを防止した固体撮像素子であって、そ
の製造においては、低温で成膜することができ、反射防
止膜を変質させず、静電気の帯電を防止して収率よく製
造することのできる固体撮像素子を提供することを課題
とするものである。また、その固体撮像素子の製造方法
を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の光電変
換素子上に、少なくとも下地樹脂層、複数の樹脂レン
ズ、該複数の樹脂レンズ上に混合酸化物膜及び該混合酸
化物膜より屈折率の低い透明無機膜をこの順で備える固
体撮像素子において、該混合酸化物膜が酸化インジウム
を基材とする酸化インジウム混合酸化物であることを特
徴とする固体撮像素子である。

【００１５】また、本発明は、複数の光電変換素子上
に、少なくとも下地樹脂層、複数の樹脂レンズ、該複数
の樹脂レンズ上に混合酸化物膜及び該混合酸化物膜より
屈折率の低い透明無機膜をこの順で備える固体撮像素子
において、該混合酸化物膜が酸化セリウムを基材とする
酸化セリウム混合酸化物であることを特徴とする固体撮
像素子である。

【００１６】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子において、前記複数の樹脂レンズと前記混合酸化物
膜の間に、さらに透明無機膜を備えることを特徴とする
固体撮像素子である。

【００１７】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子において、前記下地樹脂層が、その複数の樹脂レン
ズ側の面の、複数の樹脂レンズ間に凹部を有する下地樹
脂層であることを特徴とする固体撮像素子である。

【００１８】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子において、前記複数の光電変換素子と前記複数の樹
脂レンズの間に、カラーフィルタを備えることを特徴と
する固体撮像素子である。

【００１９】また、本発明は、複数の光電変換素子上
に、少なくとも下地樹脂層、複数の樹脂レンズ、該複数
の樹脂レンズ上に混合酸化物膜及び該混合酸化物膜より
屈折率の低い透明無機膜をこの順で備える固体撮像素子
の製造において、該下地樹脂層上に複数の樹脂レンズを
形成した後に、１）光電変換素子との電気的接続を確保するためのパッ
ド部上方の下地樹脂層上に、該パッド部と同一平面形状
のフォトレジストパターンを形成する工程、２）該下地樹脂層、該フォトレジストパターン、及び該
複数の樹脂レンズを覆うように、上記混合酸化物膜及び
透明無機膜をこの順で形成する工程、３）該フォトレジストパターンと、フォトレジストパタ
ーン上に形成された混合酸化物膜及び透明無機膜とをリ
フトオフによって除去し、パッド部上方の下地樹脂層を
パッド部の形状と同一平面形状に露出させる工程、４）該下地樹脂層の、パッド部と同一平面形状に露出し
た部分を除去し、パッド部を露出させる工程、を具備することを特徴とする固体撮像素子の製造方法で
ある。

【００２０】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子の製造方法において、前記１）光電変換素子との電
気的接続を確保するためのパッド部上方の下地樹脂層上
に、該パッド部と同一平面形状のフォトレジストパター
ンを形成する工程、の前に、複数の樹脂レンズ間の下地
樹脂層が露出する部分に凹部を形成する工程を具備する
ことを特徴とする請求項６記載の固体撮像素子の製造方
法である。

【００２１】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子の製造方法において、前記凹部の形成をドライエッ
チングによって形成することを特徴とする固体撮像素子
の製造方法である。

【００２２】また、本発明は、上記発明による固体撮像
素子の製造方法において、前記下地樹脂層の材料が、前
記複数の樹脂レンズの材料よりエッチングレートの高い
樹脂であることを特徴とする固体撮像素子の製造方法で
ある。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明による固体撮像素
子、及びその製造方法を、その実施形態に基づいて説明
する。図１は、本発明による固体撮像素子の一実施例の
部分断面図である。図１に示すように、本発明による固
体撮像素子は、光電変換素子（１７）が形成された半導
体基板（１０）上に平坦化層（１１）、カラーフィルタ
（１２）、下地樹脂層（１３）、樹脂レンズ（１４）、
混合酸化物膜（１５）及び透明無機膜（１６）が、この
順で積層し形成されたものである。

【００２４】本発明は、高屈折率でありながら、屈折率
をある範囲で調整でき、かつ、導電性を付与できる酸化
インジウム混合酸化物膜を、例えば、光の波長λ（通
常、４００ｎｍ〜７００ｎｍ可視域、代表的には５５０
ｎｍ）のλ／２、あるいはλ／４の光学的膜厚にて、樹
脂レンズ上に形成するものである。この酸化インジウム
混合酸化物膜の膜厚や屈折率の調整や光学設計から、比
較的広い範囲の屈折率の透明無機膜を選択することがで
き、より実用的な透明酸化物を透明無機膜として該混合
酸化物膜上に形成することができる。この透明無機膜の
光学的膜厚は、λ／４であることが望ましい。

【００２５】酸化インジウムは、その成膜条件により、
およそ屈折率１．８〜２．０〜の範囲内で形成できる
が、より高屈折率の酸化セリウムや酸化チタンを酸化イ
ンジウムに混合した酸化インジウム混合酸化物膜とする
ことにより、さらに屈折率２．４までの範囲で混合酸化
物膜の屈折率を選択できるものとなる。帯電防止機能や
熱線反射機能を必要としない用途では、酸化セリウムを
基材とする酸化セリウム混合酸化物であっても良い。

【００２６】また、本発明におけるＡＲ膜は、混合酸化
物膜と透明無機膜で構成されるが、層構成の数は２層に
限らず、３層以上の層数であっても良く、樹脂レンズと
混合酸化物膜の間にさらに透明無機膜を備えても良い。
透明無機膜の基材として、屈折率が低く、可視光透過率
の高い無機材料であれば良く、酸化物、窒化物を問わな
い。酸化物の場合、シリコンやマグネシウムなどの比較
的原子量の小さい半金属や金属の酸化物が好ましい。さ
らに、本発明による固体撮像素子は、光電変換素子と樹
脂レンズとの間にカラーフィルタを配設することによ
り、カラー固体撮像素子とすることができる。カラーフ
ィルタの好ましい位置は、平坦化した光電変換素子と下
地樹脂との間である。

【００２７】図２は、図１に示す固体撮像素子の凹部周
辺（Ａ）の拡大図である。図２に示すように、この下地
樹脂層（１３）は、その樹脂レンズ側の面の、樹脂レン
ズ（１４）間に深さＤ、幅Ｗで示す凹部（２０）を有す
るものであり、この凹部（２０）は、樹脂レンズの裾部
が延長されるように形成されたものである。この凹部へ
も厚さ略ｄ２の混合酸化物膜（１５）及び厚さ略ｄ１の
透明無機膜が形成されており、これによってマイクロレ
ンズとしては、その裾部においてｄ３で示す領域が延長
されたものとなっている。

【００２８】すなわち、樹脂レンズの裾部を下地樹脂層
の凹部にまで延長することによって、マイクロレンズと
しての開口率が向上したものとなり、また、マイクロレ
ンズ間に入射する光の散乱を減少させたものとなる。

【００２９】酸化インジウム混合酸化物は、若干の電
気導電性を持たせることにより帯電防止膜として、ある
いは、高電子濃度化（低抵抗化）させることにより熱
線反射膜として、また、透明無機膜と光学的に最適化
することにより可視光領域での反射防止膜として、固体
撮像素子の目的に応じて用いることができる。また、こ
れら機能を併用する形で用いることができる。

【００３０】酸化インジウム混合酸化物は、酸化インジ
ウムを基材として酸化セリウムや酸化チタンを加えるこ
とにより、高屈折率の混合酸化物膜として形成できる。
逆に、屈折率の低い酸化物を加えることにより、１．８
以下の屈折率を有する膜にも調整可能である。酸化セリ
ウムを添加することにより、スパッタリングでの成膜安
定性が向上する。すなわち、酸化インジウム単体や酸化
インジウム・酸化錫の混合酸化物では、異常放電が生じ
やすく、成膜不良品をつくりやすいものであるが、酸化
セリウムを加えることにより、このようなことを避ける
ことができる。

【００３１】また、酸化インジウムと酸化セリウムの混
合酸化物は消衰係数が低く、反射防止膜用途の光学薄膜
には好適である。酸化インジウムへの酸化セリウムの添
加は、混合酸化物１００重量％に対し３０重量％を超え
るとその混合酸化物膜は、ほぼ絶縁体となるが、反射防
止膜としての光学特性に重きを置く場合は、３０重量％
を超えて酸化セリウムを添加してもよい。酸化インジウ
ムと酸化セリウムによる混合酸化物膜は、屈折率を１．
８〜２．４の広い範囲で調整が可能である。

【００３２】また、酸化チタンは、この添加量が多いと
混合酸化物膜のアルカリ耐性が低下するので制限があ
る。また、酸化インジウムと酸化セリウムによる混合酸
化物ターゲット（スパッタリングでの出発材料）は、酸
化セリウム４０重量％以下ではターゲットとして導電性
があるため、ＤＣ（直流スパッタリング）で成膜できる
メリットがある。また、酸化インジウム混合酸化物は導
電性を高めるために、酸化錫、酸化亜鉛を加えても良
く、屈折率を低下させるために酸化マグネシウム、酸化
珪素など原子量の小さい金属、非金属の酸化物を加えて
も良い。また、これらの膜の成膜時、例えば、簡便なス
パッタリングの際に微量の酸素ガスを導入すると安定し
た光学特性を得る上では好ましい。上記のように、酸化
インジウム混合酸化物による混合酸化物膜は、広い範囲
で屈折率を選択できるので、反射防止膜の一構成として
形成する透明無機膜も、屈折率１．３〜２．０の広い範
囲から選択できる。

【００３３】本発明に用いる樹脂材料は、樹脂レンズ材
料、下地樹脂層材料、平坦化層材料を含め可視域の透明
性（可視域透過率）が高く、実用的な信頼性（耐熱性、
耐光性、耐熱サイクルなど）があれば良く限定されるも
のでない。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹
脂、フェノール樹脂、あるいはこれらの共重合物などが
使用可能である。

【００３４】樹脂レンズ材料には、フェノール系やフェ
ノールノボラック系感光性樹脂やアクリル系の感光性樹
脂、アルカリ可溶性のポリスチレン樹脂などが代表的に
用いられる。あるいは、低分子量のメラミン−エポキシ
共重合物が、あるいはこれらを前記樹脂の硬化剤として
用いることがある。透明無機膜の形成は、スパッタリン
グ方式がもっとも簡便で好ましいが、蒸着やＣＶＤなど
の堆積方法、あるいはアルコキシドを用いて熱焼成して
も良い。

【００３５】本発明による固体撮像素子の製造方法は、
光電変換素子との電気的接続を確保するためのパッド部
を下地樹脂層から露出させる際に、フォトレジストパタ
ーンとフォトレジストパターン上に形成された混合酸化
物膜及び透明無機膜とを、例えば、アルカリ溶液を用い
てリフトオフによって除去し、引き続くパッド部上の下
地樹脂層を、例えば、ドライエッチングによって除去す
る方法であるが、ＡＲ膜として酸化インジウム混合酸化
物及び透明無機膜を用いているので、例えば、アルカリ
溶液を用いても下地の樹脂レンズから剥離してしまうこ
とはない。また、ドライエッチングによってＡＲ膜が変
質することはない。

【００３６】また、本発明による固体撮像素子の製造方
法は、下地樹脂層上に、光電変換素子との電気的接続を
確保するためのパッド部と整合する位置にフォトレジス
トパターンを形成する工程に先だって、樹脂レンズ間の
下地樹脂層が露出する部分に凹部を形成する工程が加え
られたことを特徴とする固体撮像素子の製造方法であ
る。このように、あらかじめ、凹部を形成することで、
混合酸化物膜及び透明無機膜を形成した後のマイクロレ
ンズは、その裾部の形状を良くすることができる。

【００３７】この凹部を形成するにあたっては、樹脂レ
ンズ形成後にドライエッチング装置にて、酸素プラズマ
などで加工することが簡便で好ましい。また、ドライエ
ッチング装置で凹部を加工するにあたって、下地樹脂層
の材料のエッチングレートが樹脂レンズの樹脂のエッチ
ングレートより高い場合、樹脂レンズが選択的にエッチ
ングされるため、樹脂レンズの形状が劣化、維持されな
い。樹脂レンズの形状を確保するためには、下地樹脂層
のエッチングレートが樹脂レンズの樹脂のエッチングレ
ートより大きい必要がある。

【００３８】

【実施例】以下に、本発明による固体撮像素子の製造方
法を実施例により詳細に説明する。＜実施例１＞図３（イ）〜（ニ）は、図１に示す本発明
による固体撮像素子の製造工程を示す説明図である。図
３においては、いずれも、カラーフィルタ、平坦化層、
光電変換素子などを省略してある。

【００３９】図３（イ）は、あらかじめ半導体基板（１
０）上に下地樹脂層（１３）、樹脂レンズ（１４）、及
びフォトレジスト（３２）が形成された状態を示してい
る。下地樹脂層（１３）はスピンコートにて形成し、樹
脂レンズ（１４）は、公知のフォトリソグラフィ技術と
熱フロー技術にて、ピッチ４μｍ、樹脂レンズ間スペー
ス（３７）０．４μｍ、レンズ高さ（３６）１．４μｍ
にて形成したものである。尚、ピッチ４μｍでの画素サ
イズは１６μｍ２の面積、樹脂レンズ間スペース０．
４μｍを勘案すると、平面視ほぼ矩形状の樹脂レンズの
面積からして開口率は約８０％となる。（３１）はパッ
ド部を示し、フォトレジスト（３２）はパッド部（３
１）上方に形成している。

【００４０】図３（ロ）は、凹部（２０）の形成を示す
説明図である。ドライエッチング装置にて、酸素を導入
して圧力２０Ｐａ、ＲＦパワー１ｋＷ、処理時間３０秒
にて、深さ（４８）０．３μｍの凹部（２０）を形成し
た。凹部の幅（４７）は、樹脂レンズ（１４）の片側が
０．１μｍドライエッチングにて削れて０．６μｍであ
り、もとの樹脂レンズ間スペース（３７）０．４μｍよ
り０．２μｍひろがった形状とした。レンズ高さ（３
６）は、同様に０．１μｍ低くなり約１．３μｍとし
た。尚、ドライエッチングの工程は、レンズ形状、特に
レンズ周辺、裾部分のなだらかな形状を問題としない用
途では、これを省略しても良い。

【００４１】実施例１で用いた樹脂のエッチングレート
を表１に示した。いずれも硬膜後の酸素プラズマでのエ
ッチングレートを、樹脂レンズの材料である感光性フェ
ノール樹脂との比較／選択比で示した。選択比の大きい
方が、エッチング（あるいはアッシング）が速いことに
なる。表１に示すように、樹脂レンズの材料である感光
性フェノール樹脂のエッチングレートを遅い関係に保つ
ことによって、エッチングが進んでもレンズ形状を保持
し、レンズ曲率の変化を少なくする効果がある。

【００４２】

【表１】

【００４３】次に、図３（ハ）に示すように、酸化イン
ジウム混合酸化物による厚み０．１３μｍの混合酸化物
層（１５）と、二酸化珪素による厚み０．０９μｍの透
明無機膜（１６）を形成した。酸化インジウム混合酸化
物の出発材料であるスパッタリングターゲットの組成
は、酸化インジウム８４．５％、酸化セリウム１５％、
酸化チタン０．５％とした。混合酸化物層（１５）の屈
折率は、およそ２．１５であった。尚、成膜温度は、共
に室温とした。

【００４４】次に、アルカリ溶液に浸漬して、フォトレ
ジスト（３２）及びフォトレジスト（３２）上の酸化イ
ンジウム混合酸化物膜（１５）及び透明無機膜（１６）
をリフトオフによって取り除いた。さらに、ドライエッ
チング装置を用いて透明無機膜（１６）及び酸化インジ
ウム混合酸化物膜（１５）をドライエッチングのマスク
として機能させ、図３（ニ）に示すように、パッド部上
の下地樹脂層を除去して固体撮像素子とした。

【００４５】この結果、樹脂レンズ（１４）、酸化イン
ジウム混合酸化物膜（１５）及び透明無機膜（１６）を
あわせた、本発明におけるマイクロレンズ間のスペース
（６７）は、約０．２μｍと狭ギャップになり、マイク
ロレンズとしての開口率（面積比率）を向上させること
ができ、開口率は約９０％となった。また、反射率測定
用のダミーガラス基板上にも、同様に同じ膜厚で酸化イ
ンジウム混合酸化物膜及び透明無機膜を形成し、表面反
射率を測定したところ、０．８％と良好な反射防止効果
を示した。

【００４６】また、ダミーガラス基板上の酸化インジウ
ム混合酸化物膜の抵抗値を測定したところ、約１０６
Ω／□であった。静電気帯電防止としては、約１０７
Ω／□あればよいため、十分な帯電防止機能のあること
が確認された。実施例１により、画質向上につながる反
射防止効果と、帯電防止効果を併せ持つ高信頼性の固体
撮像素子を製造できた。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、複数の光電変換素子上に、少
なくとも下地樹脂層、複数の樹脂レンズ、該複数の樹脂
レンズ上に混合酸化物膜及び該混合酸化物膜より屈折率
の低い透明無機膜をこの順で備える固体撮像素子におい
て、該混合酸化物膜が酸化インジウムを基材とする酸化
インジウム混合酸化物であるので、マイクロレンズ表面
の反射率を低減させフレア、ゴーストなどを防止した固
体撮像素子であって、その製造においては、低温で成膜
することができ、反射防止膜を変質させず、静電気の帯
電を防止して収率よく製造することのできる固体撮像素
子となる。

【００４８】また、本発明は、複数の光電変換素子上
に、少なくとも下地樹脂層、複数の樹脂レンズ、該複数
の樹脂レンズ上に混合酸化物膜及び該混合酸化物膜より
屈折率の低い透明無機膜をこの順で備える固体撮像素子
において、該混合酸化物膜が酸化セリウムを基材とする
酸化セリウム混合酸化物であるので、マイクロレンズ表
面の反射率を低減させフレア、ゴーストなどを防止した
固体撮像素子であって、その製造においては、低温で成
膜することができ、反射防止膜を変質させずに製造する
ことのできる固体撮像素子となる。

【００４９】また、本発明は、下地樹脂層が、その複数
の樹脂レンズ側の面の、複数の樹脂レンズ間に凹部を有
する下地樹脂層であるので、高精細な固体撮像素子であ
っても固体撮像素子に感度低下をもたらさない固体撮像
素子となる。

【００５０】また、本発明は、複数の樹脂レンズと混合
酸化物膜の間に、さらに透明無機膜を備えるので、反射
防止効果がより優れた固体撮像素子となる。また、本発
明は、光電変換素子と複数の樹脂レンズの間に、カラー
フィルタを備えるので、カラー固体撮像素子となる。

【００５１】本発明は、複数の樹脂レンズを形成した後
にパッド部と同一平面形状のフォトレジストパターンを
形成し、混合酸化物膜及び透明無機膜を形成し、フォト
レジストパターンと混合酸化物膜及び透明無機膜とを除
去し、パッド部上方の下地樹脂層を露出させ、下地樹脂
層の露出した部分を除去してパッド部を露出させて固体
撮像素子を製造する方法であるので、マイクロレンズ表
面の反射率を低減させフレア、ゴーストなどを防止した
固体撮像素子であって、その製造においては、低温で成
膜することができ、反射防止膜を変質させず、静電気の
帯電を防止して収率よく製造することのできる固体撮像
素子の製造方法となる。

【００５２】また、本発明は、複数の樹脂レンズ間の下
地樹脂層が露出する部分に凹部を形成する工程を具備す
るので、高精細な固体撮像素子であっても固体撮像素子
に感度低下をもたらさい固体撮像素子の製造方法とな
る。

【００５３】また、本発明は、下地樹脂層の材料が、複
数の樹脂レンズの材料よりエッチングレートの高い樹脂
であるので、樹脂レンズの形状が劣化することなく良好
に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による固体撮像素子の一実施例の部分断
面図である。

【図２】図１に示す固体撮像素子の凹部周辺の拡大図で
ある。

【図３】（イ）〜（ニ）は、図１に示す本発明による固
体撮像素子の製造工程を示す説明図である。

【符号の説明】

１０・・・半導体基板１１・・・平坦化層１２・・・カラーフィルタ１３・・・下地樹脂層１４・・・樹脂レンズ１５・・・混合酸化物膜１６・・・透明無機膜１７・・・光電変換素子２０・・・凹部３１・・・パッド部３２・・・フォトレジスト３６・・・レンズ高さ３７・・・樹脂レンズ間スペース４７・・・凹部の幅４８・・・凹部の深さ６７・・・マイクロレンズ間のスペースＡ・・・凹部周辺Ｄ・・・凹部の深さＷ・・・凹部の幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2K009 AA05 AA06 AA07 AA08 AA09 BB01 CC03 DD04 DD08 EE03 4M118 AA01 AB01 BA10 CA02 EA20 GD04 GD07 5C024 CX01 CX41 CY47 EX43 EX51 GY01 GY31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光電変換素子上に、少なくとも下地
樹脂層、複数の樹脂レンズ、該複数の樹脂レンズ上に混
合酸化物膜及び該混合酸化物膜より屈折率の低い透明無
機膜をこの順で備える固体撮像素子において、該混合酸
化物膜が酸化インジウムを基材とする酸化インジウム混
合酸化物であることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】複数の光電変換素子上に、少なくとも下地
樹脂層、複数の樹脂レンズ、該複数の樹脂レンズ上に混
合酸化物膜及び該混合酸化物膜より屈折率の低い透明無
機膜をこの順で備える固体撮像素子において、該混合酸
化物膜が酸化セリウムを基材とする酸化セリウム混合酸
化物であることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項３】前記複数の樹脂レンズと前記混合酸化物膜
の間に、さらに透明無機膜を備えることを特徴とする請
求項１、又は請求項２記載の固体撮像素子。
【請求項４】前記下地樹脂層が、その複数の樹脂レンズ
側の面の、複数の樹脂レンズ間に凹部を有する下地樹脂
層であることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請
求項３記載の固体撮像素子。
【請求項５】前記複数の光電変換素子と前記複数の樹脂
レンズの間に、カラーフィルタを備えることを特徴とす
る請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載の
固体撮像素子。
【請求項６】複数の光電変換素子上に、少なくとも下地
樹脂層、複数の樹脂レンズ、該複数の樹脂レンズ上に混
合酸化物膜及び該混合酸化物膜より屈折率の低い透明無
機膜をこの順で備える固体撮像素子の製造において、該
下地樹脂層上に複数の樹脂レンズを形成した後に、１）光電変換素子との電気的接続を確保するためのパッ
ド部上方の下地樹脂層上に、該パッド部と同一平面形状
のフォトレジストパターンを形成する工程、２）該下地樹脂層、該フォトレジストパターン、及び該
複数の樹脂レンズを覆うように、上記混合酸化物膜及び
透明無機膜をこの順で形成する工程、３）該フォトレジストパターンと、フォトレジストパタ
ーン上に形成された混合酸化物膜及び透明無機膜とをリ
フトオフによって除去し、パッド部上方の下地樹脂層を
パッド部の形状と同一平面形状に露出させる工程、４）該下地樹脂層の、パッド部と同一平面形状に露出し
た部分を除去し、パッド部を露出させる工程、を具備す
ることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】前記１）光電変換素子との電気的接続を確
保するためのパッド部上方の下地樹脂層上に、該パッド
部と同一平面形状のフォトレジストパターンを形成する
工程、の前に、複数の樹脂レンズ間の下地樹脂層が露出
する部分に凹部を形成する工程を具備することを特徴と
する請求項６記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】前記凹部の形成をドライエッチングによっ
て形成することを特徴とする請求項７記載の固体撮像素
子の製造方法。
【請求項９】前記下地樹脂層の材料が、前記複数の樹脂
レンズの材料よりエッチングレートの高い樹脂であるこ
とを特徴とする請求項８記載の固体撮像素子の製造方
法。