JP3355874B2 - オンチップレンズの製造方法 - Google Patents
オンチップレンズの製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オンチップレンズの製
造方法に関し、さらに詳しくは、固体撮像装置等のセン
サ部の受光感度を向上させるためのオンチップレンズの
製造方法に関する。
造方法に関し、さらに詳しくは、固体撮像装置等のセン
サ部の受光感度を向上させるためのオンチップレンズの
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CCD(Charge Coupled
Device)をはじめとする固体撮像素子は、ビデ
オカメラやカメラ一体型ビデオテープレコーダ等に用い
るエリアセンサと、ファクシミリやバーコードリーダ等
に用いるラインセンサとに大別されるが、いずれも情報
化社会における電子の目として必要不可欠のデバイスと
なっている。CCDに対する小型化と高解像度化の要請
は高く、高集積化の進展にともない単位画素あたりの占
有面積は縮小され、同時にセンサ部の開口面積も縮小の
方向にある。
Device)をはじめとする固体撮像素子は、ビデ
オカメラやカメラ一体型ビデオテープレコーダ等に用い
るエリアセンサと、ファクシミリやバーコードリーダ等
に用いるラインセンサとに大別されるが、いずれも情報
化社会における電子の目として必要不可欠のデバイスと
なっている。CCDに対する小型化と高解像度化の要請
は高く、高集積化の進展にともない単位画素あたりの占
有面積は縮小され、同時にセンサ部の開口面積も縮小の
方向にある。
【0003】かかるセンサ部の開口面積の縮小により、
センサ部に採り込まれる光量が不足し、S/N比を確保
するのに充分な光誘起電荷を確保することが困難となっ
てきた。そこで、高集積度と高感度の両特性をともに満
たす要求に鑑みて採用されている構造がオンチップレン
ズである。オンチップレンズを採用したCCD撮像装置
の垂直レジスタ方向の概略断面図を、図2を参照して説
明する。シリコン等の半導体基板1上に第1層ポリシリ
コンゲート3および第2層ポリシリコンゲート4を形成
し、これらゲート電極をマスクとしてセルフアラインで
イオン注入および活性化熱処理を施すことにより、セン
サ部2を形成する。つぎに全面にアルミニウムを堆積
し、センサ部上部を開口して遮光層5を形成する。遮光
層の開口平面形状は一例として1.5μm×2.5μm
の長方形である。この後Si3 N4等の保護層6を全面
に形成し、さらに第1層ポリシリコンゲート3および第
2層ポリシリコンゲート4により形成された段差を埋め
てアクリル樹脂等による平坦化層7を形成し、さらにカ
ラーフィルタ層8を形成する。この後センサ部2上部に
位置するように、オンチップレンズ14を形成する。か
かる構造により、オンチップレンズ12で集光された入
射光はセンサ部2に集光され、入射光の利用効率を数倍
以上に向上することが可能となる。
センサ部に採り込まれる光量が不足し、S/N比を確保
するのに充分な光誘起電荷を確保することが困難となっ
てきた。そこで、高集積度と高感度の両特性をともに満
たす要求に鑑みて採用されている構造がオンチップレン
ズである。オンチップレンズを採用したCCD撮像装置
の垂直レジスタ方向の概略断面図を、図2を参照して説
明する。シリコン等の半導体基板1上に第1層ポリシリ
コンゲート3および第2層ポリシリコンゲート4を形成
し、これらゲート電極をマスクとしてセルフアラインで
イオン注入および活性化熱処理を施すことにより、セン
サ部2を形成する。つぎに全面にアルミニウムを堆積
し、センサ部上部を開口して遮光層5を形成する。遮光
層の開口平面形状は一例として1.5μm×2.5μm
の長方形である。この後Si3 N4等の保護層6を全面
に形成し、さらに第1層ポリシリコンゲート3および第
2層ポリシリコンゲート4により形成された段差を埋め
てアクリル樹脂等による平坦化層7を形成し、さらにカ
ラーフィルタ層8を形成する。この後センサ部2上部に
位置するように、オンチップレンズ14を形成する。か
かる構造により、オンチップレンズ12で集光された入
射光はセンサ部2に集光され、入射光の利用効率を数倍
以上に向上することが可能となる。
【0004】オンチップレンズ14の製造方法として
は、本願出願人が先に出願した特開平1−10666号
公報で開示したように、カラーフィルタ層8上に有機高
分子材料層を形成し、有機高分子材料層上に選択的にレ
ジストパターンを形成した後、熱処理を加えてこのレジ
ストパターンをリフローし、略球面の一部をなす表面形
状を有するリフローレジストパターンを形成する。この
段階でオンチップレンズの形状は確定するのであるが、
後に述べる理由によりリフローレジストパターンと有機
高分子材料層をともにエッチバックし、リフローレジス
トパターンをエッチオフするとともにリフローレジスト
パターンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高
分子材料層に転写し、オンチップレンズ14を完成す
る。
は、本願出願人が先に出願した特開平1−10666号
公報で開示したように、カラーフィルタ層8上に有機高
分子材料層を形成し、有機高分子材料層上に選択的にレ
ジストパターンを形成した後、熱処理を加えてこのレジ
ストパターンをリフローし、略球面の一部をなす表面形
状を有するリフローレジストパターンを形成する。この
段階でオンチップレンズの形状は確定するのであるが、
後に述べる理由によりリフローレジストパターンと有機
高分子材料層をともにエッチバックし、リフローレジス
トパターンをエッチオフするとともにリフローレジスト
パターンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高
分子材料層に転写し、オンチップレンズ14を完成す
る。
【0005】リフローレジストパターンを直接オンチッ
プレンズとして用いない理由は、下層のカラーフィルタ
層8を熱退色させない例えば180℃以下でリフロー可
能な性質と、後処理工程でワイアボンディングや樹脂モ
ールド工程時に加わる150℃程度の温度では逆にリフ
ローしない性質とを合わせ持つレジスト材料の選択が困
難であることによる。また150℃から180℃の狭い
温度範囲でリフロー可能なレジスト材料が選択できたと
しても、温度管理の点から実際のプロセスウィンドウが
狭く、使用には困難が伴うことによる。そこで低温リフ
ロー性に優れたレジスト材料と、耐熱性や光学特性に優
れた有機高分子材料層を個別に材料選択して使用するの
である。
プレンズとして用いない理由は、下層のカラーフィルタ
層8を熱退色させない例えば180℃以下でリフロー可
能な性質と、後処理工程でワイアボンディングや樹脂モ
ールド工程時に加わる150℃程度の温度では逆にリフ
ローしない性質とを合わせ持つレジスト材料の選択が困
難であることによる。また150℃から180℃の狭い
温度範囲でリフロー可能なレジスト材料が選択できたと
しても、温度管理の点から実際のプロセスウィンドウが
狭く、使用には困難が伴うことによる。そこで低温リフ
ロー性に優れたレジスト材料と、耐熱性や光学特性に優
れた有機高分子材料層を個別に材料選択して使用するの
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】リフローレジストパタ
ーンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高分子
材料層に転写する場合には、O2 を用いた異方性エッチ
ングを施すのであるが、この際同時ににO* (酸素ラジ
カル)による等方性エッチング、すなわちアンダーカッ
トが発生しやすい。そこで正確なパターン転写を意図し
て入射イオンエネルギを高めたスパッタ性の強いエッチ
ング条件を採用すると、スパッタリングイールドの関係
から、エッチバック後の有機高分子材料層の断面形状が
3角形化する現象が生じる。この問題を図3を参照して
説明する。
ーンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高分子
材料層に転写する場合には、O2 を用いた異方性エッチ
ングを施すのであるが、この際同時ににO* (酸素ラジ
カル)による等方性エッチング、すなわちアンダーカッ
トが発生しやすい。そこで正確なパターン転写を意図し
て入射イオンエネルギを高めたスパッタ性の強いエッチ
ング条件を採用すると、スパッタリングイールドの関係
から、エッチバック後の有機高分子材料層の断面形状が
3角形化する現象が生じる。この問題を図3を参照して
説明する。
【0007】まず図3(a)に示すように下地基板11
上にオンチップレンズの材料となる有機高分子材料層1
2を形成し、さらにリフローレジストパターン13aを
形成する。リフローレジストパターン13aはオンチッ
プレンズの原形となる略球面の表面形状を有する。
上にオンチップレンズの材料となる有機高分子材料層1
2を形成し、さらにリフローレジストパターン13aを
形成する。リフローレジストパターン13aはオンチッ
プレンズの原形となる略球面の表面形状を有する。
【0008】この状態からO2 ガスを用いたイオン性の
強い異方性エッチングにより全面エッチバックしてリフ
ローレジストパターン13aの形状を有機高分子材料層
12に転写した状態を図3(b)に示す。同図に見られ
るように、エッチバック後の有機高分子材料層12はリ
フローレジストパターン13aの表面形状が正確に転写
されずに、断面形状が3角形化した形状異常のオンチッ
プレンズ14aとなる場合が見られる。形状異常の理由
は先に述べたように、被エッチング基板に垂直入射する
O+ とリフローレジストパターン13aの表面がなす角
度により、スパッタリングイールドが変化し特定の入射
角部分が優先的にエッチングされるためと考えられる。
形状異常のオンチップレンズ14aが形成された場合に
は、入射光がセンサ部へ正常に収束せず、CCDの光感
度を向上する目的が達成されない。
強い異方性エッチングにより全面エッチバックしてリフ
ローレジストパターン13aの形状を有機高分子材料層
12に転写した状態を図3(b)に示す。同図に見られ
るように、エッチバック後の有機高分子材料層12はリ
フローレジストパターン13aの表面形状が正確に転写
されずに、断面形状が3角形化した形状異常のオンチッ
プレンズ14aとなる場合が見られる。形状異常の理由
は先に述べたように、被エッチング基板に垂直入射する
O+ とリフローレジストパターン13aの表面がなす角
度により、スパッタリングイールドが変化し特定の入射
角部分が優先的にエッチングされるためと考えられる。
形状異常のオンチップレンズ14aが形成された場合に
は、入射光がセンサ部へ正常に収束せず、CCDの光感
度を向上する目的が達成されない。
【0009】本発明は上述した従来技術の問題点を解決
することをその課題とする。すなわち、本発明の課題は
リフローレジストパターンの表面形状が正確に有機高分
子材料層にパターン転写できるオンチップレンズの製造
方法を提供することである。
することをその課題とする。すなわち、本発明の課題は
リフローレジストパターンの表面形状が正確に有機高分
子材料層にパターン転写できるオンチップレンズの製造
方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のオンチップレン
ズの製造方法は、有機高分子材料層上にレジストパター
ンを形成する工程、このレジストパターンをリフローし
てリフローレジストパターンを形成する工程、このリフ
ローレジストパターンと前記有機高分子材料層をともに
エッチバックして前記リフローレジストパターンを除去
するとともに先のリフローレジストパターンの表面形状
を有機高分子層に転写する工程を有するオンチップレズ
の形成方法において、このエッチバック工程は、酸素系
化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種以外のハロ
ゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガスを用いて
プラズマエッチングする工程であることを特徴とするも
のである。ここで述べるフッ素系化学種以外のハロゲン
系化学種を発生しうるガスとは、Cl2 やHCl等の塩
素系化学種を発生しうるガス、HBrやBr2 等の臭素
系化学種を発生しうるガス、ならびにHI等の沃素系化
学種を発生しうるガスを表すものである。
ズの製造方法は、有機高分子材料層上にレジストパター
ンを形成する工程、このレジストパターンをリフローし
てリフローレジストパターンを形成する工程、このリフ
ローレジストパターンと前記有機高分子材料層をともに
エッチバックして前記リフローレジストパターンを除去
するとともに先のリフローレジストパターンの表面形状
を有機高分子層に転写する工程を有するオンチップレズ
の形成方法において、このエッチバック工程は、酸素系
化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種以外のハロ
ゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガスを用いて
プラズマエッチングする工程であることを特徴とするも
のである。ここで述べるフッ素系化学種以外のハロゲン
系化学種を発生しうるガスとは、Cl2 やHCl等の塩
素系化学種を発生しうるガス、HBrやBr2 等の臭素
系化学種を発生しうるガス、ならびにHI等の沃素系化
学種を発生しうるガスを表すものである。
【0011】本発明の好ましい態様においては、ハロゲ
ン系化学種を発生しうるガスは、放電解離条件下でプラ
ズマ中に遊離のイオウを生成しうるガスであることを特
徴とする。かかるガスとしては、X/S比(Xはハロゲ
ン元素を表す)が6未満のS2 Cl2 、S3 Cl2 、S
Cl2 等の塩化イオウ系ガスを例示できる。
ン系化学種を発生しうるガスは、放電解離条件下でプラ
ズマ中に遊離のイオウを生成しうるガスであることを特
徴とする。かかるガスとしては、X/S比(Xはハロゲ
ン元素を表す)が6未満のS2 Cl2 、S3 Cl2 、S
Cl2 等の塩化イオウ系ガスを例示できる。
【0012】
【作用】本発明はリフローレジストパターンの表面形状
をオンチップレンズ材料層であある有機高分子材料層に
転写するエッチバック工程において、エッチングガスと
して酸素系化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種
以外のハロゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガ
スを用いてプラズマエッチングする点に特徴を有する。
をオンチップレンズ材料層であある有機高分子材料層に
転写するエッチバック工程において、エッチングガスと
して酸素系化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種
以外のハロゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガ
スを用いてプラズマエッチングする点に特徴を有する。
【0013】本発明者は先に多層レジストマスクの下層
レジストのパターニングにおいて、サイドエッチングを
防止するためにO2 /Cl2 混合ガスを用いてプラズマ
エッチングする技術を、特開平2−244625号公報
と特開平4−7829号公報に開示した。この先願は垂
直な側壁を有するレジストパターンを形成する目的であ
るが、この技術を球面形状のレジストパターン転写に応
用したところ、思わぬ好結果を収めることができたこと
に本発明は立脚する。
レジストのパターニングにおいて、サイドエッチングを
防止するためにO2 /Cl2 混合ガスを用いてプラズマ
エッチングする技術を、特開平2−244625号公報
と特開平4−7829号公報に開示した。この先願は垂
直な側壁を有するレジストパターンを形成する目的であ
るが、この技術を球面形状のレジストパターン転写に応
用したところ、思わぬ好結果を収めることができたこと
に本発明は立脚する。
【0014】O2 /Cl2 混合ガスを用いてプラズマエ
ッチングする場合には、同時進行的にCClx を主体と
する反応生成物がレジストマスクや被エッチング層のパ
ターン側面に堆積し、入射イオンやラジカルのアタック
からパターンを保護しサイドエッチングや形状異常を防
ぐことができる。この反応生成物中の炭素は、レジスト
パターンから供給されるものであるが、被エッチング層
が有機高分子材料層の場合には直接被エッチング層から
も供給されるものである。一方従来技術であるO2 単独
ガスによるエッチバックの場合には、反応生成物はCO
やCO2 のみであるので被エッチング基板上に堆積せ
ず、レジストマスクや被エッチング層のパターンを保護
する効果はない。したがって、先述したスパッタリング
イールドの関係からリフローレジストパターンは最初の
表面形状を維持することができず、その断面の3角形状
化が進み、この結果形成されるオンチップレンズの断面
形状も異常形状となる。
ッチングする場合には、同時進行的にCClx を主体と
する反応生成物がレジストマスクや被エッチング層のパ
ターン側面に堆積し、入射イオンやラジカルのアタック
からパターンを保護しサイドエッチングや形状異常を防
ぐことができる。この反応生成物中の炭素は、レジスト
パターンから供給されるものであるが、被エッチング層
が有機高分子材料層の場合には直接被エッチング層から
も供給されるものである。一方従来技術であるO2 単独
ガスによるエッチバックの場合には、反応生成物はCO
やCO2 のみであるので被エッチング基板上に堆積せ
ず、レジストマスクや被エッチング層のパターンを保護
する効果はない。したがって、先述したスパッタリング
イールドの関係からリフローレジストパターンは最初の
表面形状を維持することができず、その断面の3角形状
化が進み、この結果形成されるオンチップレンズの断面
形状も異常形状となる。
【0015】しかし本発明によれば、リフローレジスト
パターンの表面はCClx を主体とする反応生成物の堆
積がエッチングと競合して起こることにより保護され、
特定の入射角度部分のみが優先的にエッチングされるこ
とがない。したがって、略球面の表面形状を正確に有機
高分子材料層に転写することが可能である。堆積する反
応生成物は、ハロゲン系化学種の種類により、CBrx
やCIx となるが、いずれの場合にもイオン入射耐性を
高める効果がある点ではCClx と同様である。
パターンの表面はCClx を主体とする反応生成物の堆
積がエッチングと競合して起こることにより保護され、
特定の入射角度部分のみが優先的にエッチングされるこ
とがない。したがって、略球面の表面形状を正確に有機
高分子材料層に転写することが可能である。堆積する反
応生成物は、ハロゲン系化学種の種類により、CBrx
やCIx となるが、いずれの場合にもイオン入射耐性を
高める効果がある点ではCClx と同様である。
【0016】フッ素系化学種以外のハロゲン系化学種を
発生しうるガスとして、放電解離条件下でプラズマ中に
遊離のイオウを生成しうるガスを用いた場合には、CC
lx等に加えてイオウの堆積をも利用できるので、パタ
ーン保護効果は一層高まり、正確なパターン転写が可能
である。なおこのイオウ系ガスと同時にN2 やN2 H4
あるいはNF3 等のN系ガスを併用すれば、ポリチアジ
ル(SN)x の堆積が利用でき、この場合にはさらに高
いパターン保護効果が得られる。なお、これらイオウ系
材料は昇華性であるので、被エッチング基板温度が略室
温以下に制御されている場合に効果的な堆積が期待でき
る。逆に被エッチング基板をイオウにおいては90℃以
上、ポリチアジルにおいては150℃以上に減圧雰囲気
中で加熱すれば、被エッチング基板にコンタミネーショ
ンやパーティクルを残さずに除去することが可能であ
る。
発生しうるガスとして、放電解離条件下でプラズマ中に
遊離のイオウを生成しうるガスを用いた場合には、CC
lx等に加えてイオウの堆積をも利用できるので、パタ
ーン保護効果は一層高まり、正確なパターン転写が可能
である。なおこのイオウ系ガスと同時にN2 やN2 H4
あるいはNF3 等のN系ガスを併用すれば、ポリチアジ
ル(SN)x の堆積が利用でき、この場合にはさらに高
いパターン保護効果が得られる。なお、これらイオウ系
材料は昇華性であるので、被エッチング基板温度が略室
温以下に制御されている場合に効果的な堆積が期待でき
る。逆に被エッチング基板をイオウにおいては90℃以
上、ポリチアジルにおいては150℃以上に減圧雰囲気
中で加熱すれば、被エッチング基板にコンタミネーショ
ンやパーティクルを残さずに除去することが可能であ
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図3中の構成部分と同様の構成部分については、同じ参
照番号を付すものとする。
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図3中の構成部分と同様の構成部分については、同じ参
照番号を付すものとする。
【0018】実施例1 本実施例はO2 /Cl2 混合ガスを用いてオンチップレ
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを図1を参照して説明する。図1(a)に
示すように下地基板11上に有機高分子材料層12の一
例としてノボラック系レジストであるOFPR−800
をスピンコーティングし熱硬化する。有機高分子材料層
12は耐熱性と光学特性を満たす材料であればよく、感
光性やリフロー特性は必要としない。つぎに有機高分子
材料層12上に同じく一例としてノボラック系レジスト
であるTSMR−V3をスピンコーティングし、露光・
現像処理してレジストパターン13を形成する。レジス
トパターンの材料としては、感光性とリフロー性を満た
せば他の材料であってもよい。下地基板11は、前述し
たCCD撮像装置の垂直レジスタ方向の概略断面図を示
す図2に対応して説明すると、半導体基板1からカラー
フィルタ層8までが形成されたものである。したがっ
て、レジストパターン13はセンサ部2の直上に選択的
にパターニングされている。
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを図1を参照して説明する。図1(a)に
示すように下地基板11上に有機高分子材料層12の一
例としてノボラック系レジストであるOFPR−800
をスピンコーティングし熱硬化する。有機高分子材料層
12は耐熱性と光学特性を満たす材料であればよく、感
光性やリフロー特性は必要としない。つぎに有機高分子
材料層12上に同じく一例としてノボラック系レジスト
であるTSMR−V3をスピンコーティングし、露光・
現像処理してレジストパターン13を形成する。レジス
トパターンの材料としては、感光性とリフロー性を満た
せば他の材料であってもよい。下地基板11は、前述し
たCCD撮像装置の垂直レジスタ方向の概略断面図を示
す図2に対応して説明すると、半導体基板1からカラー
フィルタ層8までが形成されたものである。したがっ
て、レジストパターン13はセンサ部2の直上に選択的
にパターニングされている。
【0019】つぎに図1(b)に示すように、160℃
のポストベークを施してレジストパターン13をリフロ
ーし、略球面のなだらかな表面形状を有するリフローレ
ジストパターン13aを形成する。この温度では、カラ
ーフィルタ層の退色を招くことはない。
のポストベークを施してレジストパターン13をリフロ
ーし、略球面のなだらかな表面形状を有するリフローレ
ジストパターン13aを形成する。この温度では、カラ
ーフィルタ層の退色を招くことはない。
【0020】図1(b)に示す被エッチング基板を基板
バイアス印加型ECRプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン13aおよび
有機高分子材料層12をともにエッチバックする。 O2 流量 40 sccm Cl2 流量 10 sccm ガス圧力 1.3 Pa マイクロ波電源パワー 1500 W(2.45GHz) 基板バイアス電源パワー 200 W(13.56MHz) 基板温度 0 ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン13aや有機高分子材料層12とCl2 との反応生成
物であるCClx が、リフローレジストパターン13a
の表面やパターニングされつつある有機高分子材料層1
2上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状
異常を効果的に防止した。エッチバックは下地基板11
表面のカラーフィルタ層が露出する前に終了し、この結
果リフローレジストパターン13aの表面形状が正確に
転写されたオンチップレンズ14が形成された。エッチ
ングレートは500nm/分であった。
バイアス印加型ECRプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン13aおよび
有機高分子材料層12をともにエッチバックする。 O2 流量 40 sccm Cl2 流量 10 sccm ガス圧力 1.3 Pa マイクロ波電源パワー 1500 W(2.45GHz) 基板バイアス電源パワー 200 W(13.56MHz) 基板温度 0 ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン13aや有機高分子材料層12とCl2 との反応生成
物であるCClx が、リフローレジストパターン13a
の表面やパターニングされつつある有機高分子材料層1
2上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状
異常を効果的に防止した。エッチバックは下地基板11
表面のカラーフィルタ層が露出する前に終了し、この結
果リフローレジストパターン13aの表面形状が正確に
転写されたオンチップレンズ14が形成された。エッチ
ングレートは500nm/分であった。
【0021】本実施例によれば、Cl2 /O2 混合ガス
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定して製造することが可能で
ある。
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定して製造することが可能で
ある。
【0022】実施例2 本実施例はO2 /HBr混合ガスを用いてオンチップレ
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを再び図1を参照して説明する。本実施例
で用いた図1(b)に示す被エッチング基板は前実施例
1と同じであるので、重複する説明を省略する。
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを再び図1を参照して説明する。本実施例
で用いた図1(b)に示す被エッチング基板は前実施例
1と同じであるので、重複する説明を省略する。
【0023】図1(b)に示す被エッチング基板を基板
バイアス印加型ECRプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン13aおよび
有機高分子材料層12をエッチバックする。 O2 流量 40 sccm HBr流量 10 sccm ガス圧力 1.3 Pa マイクロ波電源パワー 2000 W(2.45GHz) 基板バイアス電源パワー 250 W(13.56MHz) 基板温度 0 ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン13aや有機高分子材料層12とHBrとの反応生成
物であるCBrx がリフローレジストパターン13aの
表面やパターニングされつつある有機高分子材料層12
上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状異
常を効果的に防止した。CBrx は前実施例のCClx
よりイオン入射耐性が高く、基板バイアスを実施例1よ
り高めても異常スパッタリングは発生しなかった。エッ
チバックは下地基板11表面のカラーフィルタ層が露出
する前に終了し、この結果リフローパターニング13a
の表面形状が正確に転写されたオンチップレンズ14が
形成された。エッチングレートは実施例1の場合より高
まり、700nm/分であった。
バイアス印加型ECRプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン13aおよび
有機高分子材料層12をエッチバックする。 O2 流量 40 sccm HBr流量 10 sccm ガス圧力 1.3 Pa マイクロ波電源パワー 2000 W(2.45GHz) 基板バイアス電源パワー 250 W(13.56MHz) 基板温度 0 ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン13aや有機高分子材料層12とHBrとの反応生成
物であるCBrx がリフローレジストパターン13aの
表面やパターニングされつつある有機高分子材料層12
上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状異
常を効果的に防止した。CBrx は前実施例のCClx
よりイオン入射耐性が高く、基板バイアスを実施例1よ
り高めても異常スパッタリングは発生しなかった。エッ
チバックは下地基板11表面のカラーフィルタ層が露出
する前に終了し、この結果リフローパターニング13a
の表面形状が正確に転写されたオンチップレンズ14が
形成された。エッチングレートは実施例1の場合より高
まり、700nm/分であった。
【0024】本実施例によれば、HBr/O2 混合ガス
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定してしかもスループット高
く製造することが可能である。
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定してしかもスループット高
く製造することが可能である。
【0025】実施例3 本実施例はO2 /S2 Cl2 混合ガスを用いてオンチッ
プレンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバック
した例でありこれを再度図1を参照して説明する。本実
施例で用いた図1(b)に示す被エッチング基板は前実
施例1と同じであるので、ここでも重複する説明を省略
する。
プレンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバック
した例でありこれを再度図1を参照して説明する。本実
施例で用いた図1(b)に示す被エッチング基板は前実
施例1と同じであるので、ここでも重複する説明を省略
する。
【0026】図1(b)に示す被エッチング基板を基板
バイアス印加型ECRプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン13aおよび
有機高分子材料層12をエッチバックする。 O2 流量 40 sccm S2 Cl2 流量 10 sccm ガス圧力 1.3 Pa マイクロ波電源パワー 2500 W(2.45GHz) 基板バイアス電源パワー 350 W(13.56MHz) 基板温度 0 ℃ 本エッチング工程においては、S2 Cl2 を添加した混
合ガスを用いているので、リフローレジストパターン1
3aや有機高分子材料層12と塩素との反応生成物であ
るCClx とともに、S2 Cl2 の解離により生じたイ
オウがリフローレジストパターン13aの表面やパター
ニングされつつある有機高分子材料層12上に堆積し、
入射イオンのスパッタリングによる形状異常を極めて効
果的に防止した。これら混合堆積膜はイオン入射耐性が
非常に高く、基板バイアスを実施例2よりさらに高めて
も異常スパッタリングは発生しなかった。エッチバック
は下地基板11表面のカラーフィルタ層が露出する前に
終了し、この結果リフローレジストパターン13aの表
面形状が正確に転写されたオンチップレンズ14が形成
された。エッチングレートは実施例2の場合よりさらに
高まり、800nm/分であった。
バイアス印加型ECRプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン13aおよび
有機高分子材料層12をエッチバックする。 O2 流量 40 sccm S2 Cl2 流量 10 sccm ガス圧力 1.3 Pa マイクロ波電源パワー 2500 W(2.45GHz) 基板バイアス電源パワー 350 W(13.56MHz) 基板温度 0 ℃ 本エッチング工程においては、S2 Cl2 を添加した混
合ガスを用いているので、リフローレジストパターン1
3aや有機高分子材料層12と塩素との反応生成物であ
るCClx とともに、S2 Cl2 の解離により生じたイ
オウがリフローレジストパターン13aの表面やパター
ニングされつつある有機高分子材料層12上に堆積し、
入射イオンのスパッタリングによる形状異常を極めて効
果的に防止した。これら混合堆積膜はイオン入射耐性が
非常に高く、基板バイアスを実施例2よりさらに高めて
も異常スパッタリングは発生しなかった。エッチバック
は下地基板11表面のカラーフィルタ層が露出する前に
終了し、この結果リフローレジストパターン13aの表
面形状が正確に転写されたオンチップレンズ14が形成
された。エッチングレートは実施例2の場合よりさらに
高まり、800nm/分であった。
【0027】本実施例によれば、S2 Cl2 /O2 混合
ガスを用いたエッチバック条件の採用により、極めて良
好な表面形状のオンチップレンズを安定してしかもスル
ープット高く製造することが可能である。先に記した通
り、S2 Cl2 /O2 混合ガスにさらにN2 ガスを添加
すればポリチアジルの堆積を利用することができ、形状
異常防止効果は一層高まる。
ガスを用いたエッチバック条件の採用により、極めて良
好な表面形状のオンチップレンズを安定してしかもスル
ープット高く製造することが可能である。先に記した通
り、S2 Cl2 /O2 混合ガスにさらにN2 ガスを添加
すればポリチアジルの堆積を利用することができ、形状
異常防止効果は一層高まる。
【0028】以上本発明を3例の実施例を用いて説明し
たが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
ない。例えば、レジストパターンを2層レジストパター
ンで構成し、解像度のよい上層レジストとリフロー性に
優れた下層レジストを組み合わせて使用すれば、オンチ
ップレンズの微細化に対応可能である。かかる微細オン
チップレンズのエッチバックにおいても、本発明の混合
ガスを用いたエッチバック方法は極めて有効である。
たが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
ない。例えば、レジストパターンを2層レジストパター
ンで構成し、解像度のよい上層レジストとリフロー性に
優れた下層レジストを組み合わせて使用すれば、オンチ
ップレンズの微細化に対応可能である。かかる微細オン
チップレンズのエッチバックにおいても、本発明の混合
ガスを用いたエッチバック方法は極めて有効である。
【0029】プラズマエッチング装置として基板バイア
ス印加型ECRプラズマエッチング装置を例示したが、
平行平板型RIE装置やマグネトロンRIE装置、誘導
結合プラズマエッチング装置あるいはヘリコン波プラズ
マエッチング装置等のエッチング装置であっても好適に
用いることが可能である。
ス印加型ECRプラズマエッチング装置を例示したが、
平行平板型RIE装置やマグネトロンRIE装置、誘導
結合プラズマエッチング装置あるいはヘリコン波プラズ
マエッチング装置等のエッチング装置であっても好適に
用いることが可能である。
【0030】その他、CCD撮像装置の構造も例示した
ものに限定されるものではない。本発明のオンチップレ
ンズの製造方法は、CCDに限らず有機高分子材料層に
よるマイクロレンズや回折格子を用いる各種OEIC等
にも用いることが可能でる。
ものに限定されるものではない。本発明のオンチップレ
ンズの製造方法は、CCDに限らず有機高分子材料層に
よるマイクロレンズや回折格子を用いる各種OEIC等
にも用いることが可能でる。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のオンチップレンズの製造方法によれば、リフローレジ
ストパターンの表面形状が正確に有機高分子材料層に転
写でき、形状のすぐれたオンチップレンズを安定に製造
することが可能となるので、CCD撮像素子の感度の向
上と信頼性に寄与できる。
のオンチップレンズの製造方法によれば、リフローレジ
ストパターンの表面形状が正確に有機高分子材料層に転
写でき、形状のすぐれたオンチップレンズを安定に製造
することが可能となるので、CCD撮像素子の感度の向
上と信頼性に寄与できる。
【図1】本発明を適用した実施例1ないし3のオンチッ
プレンズの製造方法を説明する概略断面図であり、
(a)は有機高分子材料層上にレジストパターンを形成
した状態、(b)はレジストパターンを熱溶融してリフ
ローレジストパターンを形成した状態、(c)はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックしてオンチップレンズを形成した状態である。
プレンズの製造方法を説明する概略断面図であり、
(a)は有機高分子材料層上にレジストパターンを形成
した状態、(b)はレジストパターンを熱溶融してリフ
ローレジストパターンを形成した状態、(c)はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックしてオンチップレンズを形成した状態である。
【図2】オンチップレンズを採用したCCD撮像素子の
垂直レジスタ方向の概略断面図である。
垂直レジスタ方向の概略断面図である。
【図3】従来のオンチップレンズの製造方法を説明する
概略断面図であり、(a)は有機高分子材料層上にリフ
ローレジストパターンを形成した状態、(b)はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックして形状異常のオンチップレンズが形成された状態
である。
概略断面図であり、(a)は有機高分子材料層上にリフ
ローレジストパターンを形成した状態、(b)はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックして形状異常のオンチップレンズが形成された状態
である。
1 半導体基板 2 センサ部 3 第1層ポリシリコンゲート 4 第2層ポリシリコンゲート 5 遮光層 6 保護層 7 平坦化層 8 カラーフィルタ層 11 下地基板 12 有機高分子材料層 13 レジストパターン 13a リフローレジストパターン 14 オンチップレンズ 14a 形状異常のオンチップレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/302 H01L 27/14 - 27/148
Claims (4)
- 【請求項1】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバックして、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、前記リフローレジス
トパターンおよび前記有機高分子材料層と反応してCB
rxを生成しうるガスを含む混合ガスを用いてプラズマ
エッチングする工程であることを特徴とする、オンチッ
プレンズの製造方法。 - 【請求項2】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバックして、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、遊離のイオウを発生
し、かつ前記リフローレジストパターンおよび前記有機
高分子材料層と反応してCClxを生成しうるガスを含
む混合ガスを用いてプラズマエッチングする工程である
ことを特徴とする、オンチップレンズの製造方法。 - 【請求項3】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバック して、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、HBrガスを含む混
合ガスを用いてプラズマエッチングする工程であること
を特徴とする、オンチップレンズの製造方法。 - 【請求項4】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバックして、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、S 2 Cl 2 ガスを含
む混合ガスを用いてプラズマエッチングする工程である
ことを特徴とする、オンチップレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15884595A JP3355874B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | オンチップレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15884595A JP3355874B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | オンチップレンズの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH098266A JPH098266A (ja) | 1997-01-10 |
JP3355874B2 true JP3355874B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=15680669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15884595A Expired - Lifetime JP3355874B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | オンチップレンズの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3355874B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100595938C (zh) | 2002-08-01 | 2010-03-24 | 日亚化学工业株式会社 | 半导体发光元件及其制造方法、使用此的发光装置 |
KR20050005357A (ko) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | 삼성전자주식회사 | 마이크로렌즈 제작방법 및 이를 이용한 광모듈 제작방법 |
KR100613194B1 (ko) * | 2004-11-10 | 2006-08-21 | 광주과학기술원 | 마이크로렌즈가 집적된 광전소자 제조방법 |
KR100780547B1 (ko) * | 2006-11-24 | 2007-11-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6060755A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-08 | Hitachi Ltd | マイクロレンズの製造方法 |
JP2932488B2 (ja) * | 1989-03-16 | 1999-08-09 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
JPH03190166A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体撮像素子用マイクロレンズの製造方法 |
JP2950714B2 (ja) * | 1993-09-28 | 1999-09-20 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15884595A patent/JP3355874B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH098266A (ja) | 1997-01-10 |
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