JP2000183321A - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその製造方法Info
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- JP2000183321A JP2000183321A JP10356059A JP35605998A JP2000183321A JP 2000183321 A JP2000183321 A JP 2000183321A JP 10356059 A JP10356059 A JP 10356059A JP 35605998 A JP35605998 A JP 35605998A JP 2000183321 A JP2000183321 A JP 2000183321A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マイクロレンズ形成時のマイクロレンズ間距離
の制御性及び生産安定性を高めることができ、また実効
感度の高いマイクロレンズを得ることができる固体撮像
素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】オンチップマイクロレンズを有する固体撮
像素子の製造方法において、平坦化層上に、平坦化層と
表面張力の差が30mN/m以上であるマイクロレンズ用レジ
ストからなるパターンを所望の位置に形成する工程と、
パターンを加熱処理してオンチップマイクロレンズを形
成する工程を少なくとも具備する。
の制御性及び生産安定性を高めることができ、また実効
感度の高いマイクロレンズを得ることができる固体撮像
素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】オンチップマイクロレンズを有する固体撮
像素子の製造方法において、平坦化層上に、平坦化層と
表面張力の差が30mN/m以上であるマイクロレンズ用レジ
ストからなるパターンを所望の位置に形成する工程と、
パターンを加熱処理してオンチップマイクロレンズを形
成する工程を少なくとも具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロレンズ付き
固体撮像素子及びその製造方法に関する。
固体撮像素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体撮像素子では、電荷転送部な
ど光電変換に寄与しない領域が各画素に存在しているた
め、画素面全体に占める受光部分の受光面に対する開口
率が15〜30％程度であり入射光の利用率が十分でないと
言う問題がある。このような問題を解消し感度向上を達
成するために、半導体プロセスによる受光部分以外の領
域の微細化する技術や、高エネルギーイオン注入技術を
導入して転送レジスタ部の飽和電荷量を高めることによ
り転送レジスタ部の面積を小さくし受光部分面積及び開
口面積を大きくする試みがなされているが、これらは固
体撮像素子の構造的に限界がある。そこで近年では図２
に示すように受光部分上部に凸型のマイクロレンズを設
け、入射した光を受光部分に効率的に集光させ実効開口
率を高めたオンチップマイクロレンズを有した固体撮像
素子が提供されている。
ど光電変換に寄与しない領域が各画素に存在しているた
め、画素面全体に占める受光部分の受光面に対する開口
率が15〜30％程度であり入射光の利用率が十分でないと
言う問題がある。このような問題を解消し感度向上を達
成するために、半導体プロセスによる受光部分以外の領
域の微細化する技術や、高エネルギーイオン注入技術を
導入して転送レジスタ部の飽和電荷量を高めることによ
り転送レジスタ部の面積を小さくし受光部分面積及び開
口面積を大きくする試みがなされているが、これらは固
体撮像素子の構造的に限界がある。そこで近年では図２
に示すように受光部分上部に凸型のマイクロレンズを設
け、入射した光を受光部分に効率的に集光させ実効開口
率を高めたオンチップマイクロレンズを有した固体撮像
素子が提供されている。
【０００３】さらにカラー固体撮像素子においては、マ
イクロレンズに加えてカラーフィルタが備えられてい
る。基板表層部に光電変換を行う受光部分が複数箇所形
成されている撮像素子に、カラーフィルタ及びマイクロ
レンズを形成する一般的な製造方法は下記の通りであ
る。
イクロレンズに加えてカラーフィルタが備えられてい
る。基板表層部に光電変換を行う受光部分が複数箇所形
成されている撮像素子に、カラーフィルタ及びマイクロ
レンズを形成する一般的な製造方法は下記の通りであ
る。
【０００４】受光部の透明樹脂による受光部の穴埋め 受光部の平坦化 カラーフィルタの形成 透明樹脂によるカラーフィルタの平坦化 マイクロレンズの形成
【０００５】次に、マイクロレンズの形成を図面を参照
して説明する。図２中１はシリコン基板、２は受光素
子、３は電荷転送部、４は下部平坦化層、５は遮光膜で
ある。受光部や電荷転送部が形成された固体撮像素子上
に、図２(a) に示すようにフォトリソグラフィーで６の
カラーフィルタを形成し、図２(b) に示すようにカラー
フィルタ上に平坦化の目的で平坦化層１０を形成する。
この平坦化層は固体撮像素子の凹凸、カラーフィルター
の凹凸の平坦化及びマイクロレンズによる集光位置の調
整の為に形成されている。平坦化層形成材料としては、
通常熱硬化性透明樹脂が用いられる。次に、図２(c)
(d) のように平坦化層上にマイクロレンズ用レジストを
塗布し、従来のフォトリソグラフィー技術によりパター
ンニングし、パターン８を形成した後、加熱処理を施
し、パターンを変形させて受光部上に凸状のマイクロレ
ンズ１１を形成する。
して説明する。図２中１はシリコン基板、２は受光素
子、３は電荷転送部、４は下部平坦化層、５は遮光膜で
ある。受光部や電荷転送部が形成された固体撮像素子上
に、図２(a) に示すようにフォトリソグラフィーで６の
カラーフィルタを形成し、図２(b) に示すようにカラー
フィルタ上に平坦化の目的で平坦化層１０を形成する。
この平坦化層は固体撮像素子の凹凸、カラーフィルター
の凹凸の平坦化及びマイクロレンズによる集光位置の調
整の為に形成されている。平坦化層形成材料としては、
通常熱硬化性透明樹脂が用いられる。次に、図２(c)
(d) のように平坦化層上にマイクロレンズ用レジストを
塗布し、従来のフォトリソグラフィー技術によりパター
ンニングし、パターン８を形成した後、加熱処理を施
し、パターンを変形させて受光部上に凸状のマイクロレ
ンズ１１を形成する。
【０００６】ところで、近年、固体撮像素子の高解像度
化や小型化に伴い、マイクロレンズを高精細化する必要
がある。併せて受光素子の受光面積が小さくなる為、マ
イクロレンズの集光位置を保ちながら各マイクロレンズ
の幅を広げ、各マイクロレンズ間の距離をできるだけ小
さくすることが望ましい。
化や小型化に伴い、マイクロレンズを高精細化する必要
がある。併せて受光素子の受光面積が小さくなる為、マ
イクロレンズの集光位置を保ちながら各マイクロレンズ
の幅を広げ、各マイクロレンズ間の距離をできるだけ小
さくすることが望ましい。
【０００７】しかしながら、このような従来の各受光部
分に対向する位置に入射光を集光させるマイクロレンズ
を設けた固体撮像素子では、光電変換有効領域の入射光
を効率よく集光するために、図４(a)(b)のように従来の
平坦化層形成材料を用い、マイクロレンズの幅を単位画
素ピッチにできるだけ近づけようとすると、マイクロレ
ンズ形成の加熱時にマイクロレンズの広がる距離が大き
いため、隣接するマイクロレンズ間でレンズパターン１
２が融着してくずれ、実効開口率が小さくなるという問
題点があった。また、これらが光電変換有効領域で部分
的に発生している場合は、感度が低下した部分が生じ、
感度が不均一になるという問題点があった。
分に対向する位置に入射光を集光させるマイクロレンズ
を設けた固体撮像素子では、光電変換有効領域の入射光
を効率よく集光するために、図４(a)(b)のように従来の
平坦化層形成材料を用い、マイクロレンズの幅を単位画
素ピッチにできるだけ近づけようとすると、マイクロレ
ンズ形成の加熱時にマイクロレンズの広がる距離が大き
いため、隣接するマイクロレンズ間でレンズパターン１
２が融着してくずれ、実効開口率が小さくなるという問
題点があった。また、これらが光電変換有効領域で部分
的に発生している場合は、感度が低下した部分が生じ、
感度が不均一になるという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マイクロレ
ンズ形成時のマイクロレンズ間距離の制御性及び生産安
定性を高めることができ、また実効感度の高いマイクロ
レンズを得ることができる固体撮像素子及びその製造方
法を提供することを目的とする。
ンズ形成時のマイクロレンズ間距離の制御性及び生産安
定性を高めることができ、また実効感度の高いマイクロ
レンズを得ることができる固体撮像素子及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであって、請求項１に記載の発明は、オ
ンチップマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方
法において、平坦化層上に、平坦化層と表面張力の差が
30mN/m以上であるマイクロレンズ用レジストからなるパ
ターンを所望の位置に形成する工程と、パターンを加熱
処理してオンチップマイクロレンズを形成する工程を少
なくとも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。なお、平坦化層が熱硬化性を有するもので
あることが好ましい（請求項２）。
てなされたものであって、請求項１に記載の発明は、オ
ンチップマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方
法において、平坦化層上に、平坦化層と表面張力の差が
30mN/m以上であるマイクロレンズ用レジストからなるパ
ターンを所望の位置に形成する工程と、パターンを加熱
処理してオンチップマイクロレンズを形成する工程を少
なくとも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。なお、平坦化層が熱硬化性を有するもので
あることが好ましい（請求項２）。
【００１０】また、請求項３に記載の発明は、オンチッ
プマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方法にお
いて、マイクロレンズ形成層上に、マイクロレンズ形成
層と表面張力の差が30mN/m以上であるマイクロレンズパ
ターニング用レジストからなるパターンを所望の位置に
形成する工程と、パターンを加熱処理してレンズ状にす
る工程と、パターン及びマイクロレンズ形成層をエッチ
ングしてオンチップマイクロレンズを形成する工程を少
なくとも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。なお、マイクロレンズ形成層が熱硬化性を
有するものであることが好ましい（請求項４）。
プマイクロレンズを有する固体撮像素子の製造方法にお
いて、マイクロレンズ形成層上に、マイクロレンズ形成
層と表面張力の差が30mN/m以上であるマイクロレンズパ
ターニング用レジストからなるパターンを所望の位置に
形成する工程と、パターンを加熱処理してレンズ状にす
る工程と、パターン及びマイクロレンズ形成層をエッチ
ングしてオンチップマイクロレンズを形成する工程を少
なくとも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。なお、マイクロレンズ形成層が熱硬化性を
有するものであることが好ましい（請求項４）。
【００１１】更に、請求項５に記載の発明は、請求項１
〜４に記載の固体撮像素子の製造方法により製造したこ
とを特徴とする固体撮像素子である。
〜４に記載の固体撮像素子の製造方法により製造したこ
とを特徴とする固体撮像素子である。
【００１２】
【発明の実施の形態】［実施例１］次に本発明について
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例
である固体撮像素子の製造工程を示した断面構造の模式
図である。図１(a) は固体撮像素子にカラーフィルタ層
を形成した時の固体撮像素子の断面図である。１はシリ
コン基板、２は受光素子、３は下部平坦化層、４は遮光
膜、５は遮光膜、６はカラーフィルタ層であり従来の構
成と同じであるため、同一の符号を付けて説明を省略す
る。カラーフィルタ層としては着色剤を含有するインキ
を画素パターンに印刷する印刷法によるカラーフィルタ
層、透明樹脂を画素パターンに染色して形成した染色法
によるカラーフィルタ層、着色剤を含有する電着塗料を
電着することで画素パターンを形成する電着法によるカ
ラーフィルタ層、着色剤を含有する感光性樹脂を塗布し
た後、露光・現像して画素パターンを形成する顔料分散
法によるカラーフィルタ層など周知のカラーフィルタ層
を利用できる。
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例
である固体撮像素子の製造工程を示した断面構造の模式
図である。図１(a) は固体撮像素子にカラーフィルタ層
を形成した時の固体撮像素子の断面図である。１はシリ
コン基板、２は受光素子、３は下部平坦化層、４は遮光
膜、５は遮光膜、６はカラーフィルタ層であり従来の構
成と同じであるため、同一の符号を付けて説明を省略す
る。カラーフィルタ層としては着色剤を含有するインキ
を画素パターンに印刷する印刷法によるカラーフィルタ
層、透明樹脂を画素パターンに染色して形成した染色法
によるカラーフィルタ層、着色剤を含有する電着塗料を
電着することで画素パターンを形成する電着法によるカ
ラーフィルタ層、着色剤を含有する感光性樹脂を塗布し
た後、露光・現像して画素パターンを形成する顔料分散
法によるカラーフィルタ層など周知のカラーフィルタ層
を利用できる。
【００１３】次に、図１(b) に示すように、以下の組成
の平坦化層形成材料を1.0 μｍの膜厚となるように塗布
し、180 ℃のホットプレートで３分間加熱して平坦化層
７を形成した。
の平坦化層形成材料を1.0 μｍの膜厚となるように塗布
し、180 ℃のホットプレートで３分間加熱して平坦化層
７を形成した。
【００１４】得られた平坦化層の表面張力を一液法を用
いて解析した。平坦化層上に水（表面張力は72.8mN/
m）、エチレングリコール（表面張力は47.7mN/m）、ヨ
ウ化メチレン（表面張力は50.8mN/m）をそれぞれ一滴ず
つ滴らし、これらの液体に対する接触角を２３℃にて測
定した。得られた接触角値から表面張力を算出したとこ
ろ、70.3mN/mであった。
いて解析した。平坦化層上に水（表面張力は72.8mN/
m）、エチレングリコール（表面張力は47.7mN/m）、ヨ
ウ化メチレン（表面張力は50.8mN/m）をそれぞれ一滴ず
つ滴らし、これらの液体に対する接触角を２３℃にて測
定した。得られた接触角値から表面張力を算出したとこ
ろ、70.3mN/mであった。
【００１５】なお、平坦化層は400 〜700nm の波長領域
にて90％以上の透過率を有することが好ましい。また、
平坦化層が熱硬化性樹脂であれば、後述するパターニン
グの際、変形が起こらないので好ましい。
にて90％以上の透過率を有することが好ましい。また、
平坦化層が熱硬化性樹脂であれば、後述するパターニン
グの際、変形が起こらないので好ましい。
【００１６】 組成１ アクリル酸変性ノボラック樹脂（PX4-TA2 日本触媒） 50.0g 3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4- エポキシシクロヘキシル アセテート（セロキサイド2021 ダイセル化学） 2.0g 2,4-トリクロロメチル- （4'- メトキシナフチル）-6- トリアジン （トリアジンB 日本シーベルヘグナー） 1.2g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 60.0g
【００１７】その後、マイクロレンズ用レジスト（PMR
冨士薬品）を平坦化層上に塗布した（表面張力は39.2mN
/m）。そして、レジストをパターニングして、レンズパ
ターンスペース間距離=0.5μｍ、画素ピッチ=5.0μｍの
パターン８を所望の位置に形成した。このマイクロレン
ズ用レジストの最適レンズ形成温度である150 ℃の加熱
処理を５分間施すことによりマイクロレンズ９を形成し
たところ、レンズ間スペースの縮小距離が0.3 μｍと小
さく、レンズ間スペースが0.2 μｍのマイクロレンズを
得た。
冨士薬品）を平坦化層上に塗布した（表面張力は39.2mN
/m）。そして、レジストをパターニングして、レンズパ
ターンスペース間距離=0.5μｍ、画素ピッチ=5.0μｍの
パターン８を所望の位置に形成した。このマイクロレン
ズ用レジストの最適レンズ形成温度である150 ℃の加熱
処理を５分間施すことによりマイクロレンズ９を形成し
たところ、レンズ間スペースの縮小距離が0.3 μｍと小
さく、レンズ間スペースが0.2 μｍのマイクロレンズを
得た。
【００１８】上記方法により求めた表面張力の差は31.1
mN/mである。熱フローによりレンズ間スペースの縮小が
少ないことから、レンズ同志が融着することなく、熱フ
ロー制御性及び安定性に優れた実効開口率の高いマクロ
レンズを形成することができる。なお、マイクロレンズ
は400 〜700nm の波長領域にて90％以上の透過率を有す
ることが好ましい。
mN/mである。熱フローによりレンズ間スペースの縮小が
少ないことから、レンズ同志が融着することなく、熱フ
ロー制御性及び安定性に優れた実効開口率の高いマクロ
レンズを形成することができる。なお、マイクロレンズ
は400 〜700nm の波長領域にて90％以上の透過率を有す
ることが好ましい。
【００１９】［実施例２］実施例１と同様にカラーフィ
ルタ層を形成した固体撮像素子上に、平坦化層形成材料
としてアクリル樹脂（FOC 富士薬品）を用い、1.0 μｍ
の膜厚となるようにスピンコートし、180 ℃のホットプ
レートで3 分間加熱し、平坦化層を形成した。この平坦
化層の表面張力は92.2mN/mである。その後、マイクロレ
ンズ用レジスト（PMR 冨士薬品）を平坦化層上に塗布し
た（表面張力は39.2mN/m）。そしてレジストをパターニ
ングして、レンズパターンスペース間距離=0.5μｍ、画
素ピッチ=5.0μｍのパターンを形成した。このレンズ用
レジストの最適レンズ形成温度である150 ℃の加熱処理
を５分間施すことによりマイクロレンズを形成したとこ
ろ、レンズ間スペースの縮小距離が0.2 μｍと小さく、
レンズ間スペースが0.3 μｍのマイクロレンズを得るこ
とが可能である。
ルタ層を形成した固体撮像素子上に、平坦化層形成材料
としてアクリル樹脂（FOC 富士薬品）を用い、1.0 μｍ
の膜厚となるようにスピンコートし、180 ℃のホットプ
レートで3 分間加熱し、平坦化層を形成した。この平坦
化層の表面張力は92.2mN/mである。その後、マイクロレ
ンズ用レジスト（PMR 冨士薬品）を平坦化層上に塗布し
た（表面張力は39.2mN/m）。そしてレジストをパターニ
ングして、レンズパターンスペース間距離=0.5μｍ、画
素ピッチ=5.0μｍのパターンを形成した。このレンズ用
レジストの最適レンズ形成温度である150 ℃の加熱処理
を５分間施すことによりマイクロレンズを形成したとこ
ろ、レンズ間スペースの縮小距離が0.2 μｍと小さく、
レンズ間スペースが0.3 μｍのマイクロレンズを得るこ
とが可能である。
【００２０】上記方法により求めた表面張力の差は53.0
mN/mである。熱フローによりレンズ間スペースの縮小が
少ないことからレンズ同志が融着することなく、熱フロ
ー制御性及び安定性に優れた実効開口率の高いマクロレ
ンズを形成することができる。
mN/mである。熱フローによりレンズ間スペースの縮小が
少ないことからレンズ同志が融着することなく、熱フロ
ー制御性及び安定性に優れた実効開口率の高いマクロレ
ンズを形成することができる。
【００２１】［実施例３］実施例１と同様にカラーフィ
ルタ層を形成した固体撮像素子上に、下記の仕込み比で
重合した高分子組成物と多官能モノマーと光開始剤を混
合したシクロヘキサノン溶液（組成２）を平坦化層形成
材料として用い、1.0 μｍの膜厚となるようにスピンコ
ートし、超高圧水銀灯にて500mJ/cm2 の光照射を行った
後、180 ℃のホットプレートで３分間加熱し、平坦化層
を形成した。
ルタ層を形成した固体撮像素子上に、下記の仕込み比で
重合した高分子組成物と多官能モノマーと光開始剤を混
合したシクロヘキサノン溶液（組成２）を平坦化層形成
材料として用い、1.0 μｍの膜厚となるようにスピンコ
ートし、超高圧水銀灯にて500mJ/cm2 の光照射を行った
後、180 ℃のホットプレートで３分間加熱し、平坦化層
を形成した。
【００２２】 高分子組成 メチルメタアクリレート 10重量％ ヒドロキシエチルメタアクリレート 20重量％ メチルアクリレート 15重量％ n-ブチルメタアクリレート 50重量％ グリシジルメタアクリレート 5重量％
【００２３】 組成２ 上記高分子組成物 10.0g トリメチロールプロパントリメタアクリレート（共栄社油脂） 10.0g 2,4-トリクロロメチル- （4'- メトキシナフチル）-6- トリアジン （トリアジンB 日本シーベルヘグナー） 1.2g シクロヘキサノン 79.8g
【００２４】この平坦化層の表面張力は80.2mN/mであ
る。その後、レンズ用レジスト（PMR冨士薬品）を平坦
化層上に塗布した（表面張力は39.2mN/m）。このレジス
トにレンズパターンスペース間距離=0.5μｍ、画素ピッ
チ=5.0μｍで所望の位置にパターンを形成し、このレン
ズ用レジストの最適レンズ形成温度である150 ℃の加熱
処理を５分間施すことによりマイクロレンズを形成した
ところ、レンズ間スペースの縮小距離が0.25μｍと小さ
く、レンズ間スペースが0.25μｍのマイクロレンズを得
ることが可能である。
る。その後、レンズ用レジスト（PMR冨士薬品）を平坦
化層上に塗布した（表面張力は39.2mN/m）。このレジス
トにレンズパターンスペース間距離=0.5μｍ、画素ピッ
チ=5.0μｍで所望の位置にパターンを形成し、このレン
ズ用レジストの最適レンズ形成温度である150 ℃の加熱
処理を５分間施すことによりマイクロレンズを形成した
ところ、レンズ間スペースの縮小距離が0.25μｍと小さ
く、レンズ間スペースが0.25μｍのマイクロレンズを得
ることが可能である。
【００２５】上記方法により求めた表面張力の差は41.0
mN/mである。熱フローによりレンズ間スペースの縮小が
少ないことからレンズ同志が融着することなく、熱フロ
ー制御性及び安定性に優れた実効開口率の高いマクロレ
ンズを形成することができる。
mN/mである。熱フローによりレンズ間スペースの縮小が
少ないことからレンズ同志が融着することなく、熱フロ
ー制御性及び安定性に優れた実効開口率の高いマクロレ
ンズを形成することができる。
【００２６】［実施例４］図３は本発明の第４の実施例
である固体撮像素子の製造工程を示した断面構造の模式
図である。実施例１と同様にカラーフィルタ層を形成し
た固体撮像素子上に、マイクロレンズ形成層の材料とし
て組成３を用い、2.0 μｍの膜厚となるようにスピンコ
ートし、180 ℃のホットプレートで３分間加熱し、マイ
クロレンズ形成層を形成した。このマイクロレンズ形成
層の表面張力の値は78.0mN/mである。
である固体撮像素子の製造工程を示した断面構造の模式
図である。実施例１と同様にカラーフィルタ層を形成し
た固体撮像素子上に、マイクロレンズ形成層の材料とし
て組成３を用い、2.0 μｍの膜厚となるようにスピンコ
ートし、180 ℃のホットプレートで３分間加熱し、マイ
クロレンズ形成層を形成した。このマイクロレンズ形成
層の表面張力の値は78.0mN/mである。
【００２７】なお、マイクロレンズ形成層は400 〜700n
m の波長領域にて90％以上の透過率を有することが好ま
しい。また、平坦化層が熱硬化性樹脂であれば、後述す
るパターニングの際、変形が起こらないので好ましい。
m の波長領域にて90％以上の透過率を有することが好ま
しい。また、平坦化層が熱硬化性樹脂であれば、後述す
るパターニングの際、変形が起こらないので好ましい。
【００２８】 組成３ アクリル酸変性ノボラック樹脂（PX4-TA2 日本触媒） 50.0g 3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4- エポキシシクロヘキシル アセテート（セロキサイド2021 ダイセル化学） 5.0g 2,4-トリクロロメチル- （4'- メトキシナフチル）-6- トリアジン （トリアジンB 日本シーベルヘグナー） 1.2g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 60.0g
【００２９】その後、感光性のマイクロレンズパターニ
ング用レジスト（PMR 冨士薬品）をマイクロレンズ形成
層上に1.3 μｍの膜厚となるようにスピンコートした
（表面張力は39.2mN/m）。このマイクロレンズパターニ
ング用レジストにパターンスペース間距離=0.5μｍ、画
素ピッチ=5.0μｍのパターンを所望の位置に形成した。
次に、150 ℃の加熱処理を5 分間施すことでパターンを
溶融させたところ、パターンスペース間の縮小距離が0.
2 μｍと小さく、スペース間距離が0.3 μｍのレンズ状
のパターン１５を得ることができる。その後、酸素プラ
ズマエッチングを施しレンズ状のパターンをマイクロレ
ンズ形成層に転写したところ、レンズ間スペースが0.40
μｍのマイクロレンズ１６を得ることが可能である。
ング用レジスト（PMR 冨士薬品）をマイクロレンズ形成
層上に1.3 μｍの膜厚となるようにスピンコートした
（表面張力は39.2mN/m）。このマイクロレンズパターニ
ング用レジストにパターンスペース間距離=0.5μｍ、画
素ピッチ=5.0μｍのパターンを所望の位置に形成した。
次に、150 ℃の加熱処理を5 分間施すことでパターンを
溶融させたところ、パターンスペース間の縮小距離が0.
2 μｍと小さく、スペース間距離が0.3 μｍのレンズ状
のパターン１５を得ることができる。その後、酸素プラ
ズマエッチングを施しレンズ状のパターンをマイクロレ
ンズ形成層に転写したところ、レンズ間スペースが0.40
μｍのマイクロレンズ１６を得ることが可能である。
【００３０】上記方法により求めた表面張力の差は38.8
mN/mである。マイクロレンズ用レジストからなるパター
ンが融着することなく、そのパターンスペース縮小距離
が0.2 μｍと小さいことから、実効開口率の高いマクロ
レンズを形成することができる。
mN/mである。マイクロレンズ用レジストからなるパター
ンが融着することなく、そのパターンスペース縮小距離
が0.2 μｍと小さいことから、実効開口率の高いマクロ
レンズを形成することができる。
【００３１】［比較例１］本発明の比較例として、平坦
化層形成材料としてマレイミド−アクリル重合体（TSP
R1114 大阪有機）を用い、実施例１と同様の実験を実施
した。この平坦化層の表面張力は58.2mN/mである。この
平坦化層上にレンズ用レジストを塗布した（表面張力は
39.2mN/m）。このレジストにスペース間距離が0.5 μｍ
のパターンを形成し、140 ℃の加熱処理を施すことでレ
ンズ間スペースが0.45μｍ縮小し、レンズ間スペースが
0.05μｍとなり、レンズ用レジストの最適レンズ形成温
度である150 ℃の加熱処理を施すことでレンズは融着し
た。なお、表面張力の差は19.0mN/mである。
化層形成材料としてマレイミド−アクリル重合体（TSP
R1114 大阪有機）を用い、実施例１と同様の実験を実施
した。この平坦化層の表面張力は58.2mN/mである。この
平坦化層上にレンズ用レジストを塗布した（表面張力は
39.2mN/m）。このレジストにスペース間距離が0.5 μｍ
のパターンを形成し、140 ℃の加熱処理を施すことでレ
ンズ間スペースが0.45μｍ縮小し、レンズ間スペースが
0.05μｍとなり、レンズ用レジストの最適レンズ形成温
度である150 ℃の加熱処理を施すことでレンズは融着し
た。なお、表面張力の差は19.0mN/mである。
【００３２】［比較例２］本発明の比較例として、下記
の仕込み比で重合した高分子組成物と多官能モノマーと
光開始剤を混合したシクロヘキサノン溶液（組成４）を
平坦化層として用い、1.0 μｍの膜厚となるようにスピ
ンコートし、超高圧水銀灯にて500mJ/cm2の光照射を行
った後、180 ℃のホットプレートで３分間加熱し、平坦
化層を形成した。
の仕込み比で重合した高分子組成物と多官能モノマーと
光開始剤を混合したシクロヘキサノン溶液（組成４）を
平坦化層として用い、1.0 μｍの膜厚となるようにスピ
ンコートし、超高圧水銀灯にて500mJ/cm2の光照射を行
った後、180 ℃のホットプレートで３分間加熱し、平坦
化層を形成した。
【００３３】 高分子組成 メチルメタアクリレート 20重量％ ヒドロキシエチルメタアクリレート 10重量％ メチルアクリレート 10重量％ n-ブチルメタアクリレート 55重量％ グリシジルメタアクリレート 5重量％
【００３４】 組成４ 上記高分子組成物 10.0g トリメチロールプロパントリメタアクリレート （共栄社油脂） 10.0g 2,4-トリクロロメチル- （4'- メトキシナフチル）-6- トリアジン （トリアジンB 日本シーベルヘグナー） 1.2g シクロヘキサノン 79.8g
【００３５】この平坦化層の表面張力は64.5mN/mであ
る。この平坦化層上にレンズ用レジストを塗布した（表
面張力は39.2mN/m）。このレジストにスペース間距離が
0.5 μｍのパターンを形成し、140 ℃の加熱処理を施す
ことでレンズ間スペースが0.45μｍ縮小し、レンズ間ス
ペースが0.05μｍとなり、レンズ用レジストの最適レン
ズ形成温度である150 ℃の加熱処理を施すことでレンズ
は融着した。なお、表面張力の差は25.3mN/mである。
る。この平坦化層上にレンズ用レジストを塗布した（表
面張力は39.2mN/m）。このレジストにスペース間距離が
0.5 μｍのパターンを形成し、140 ℃の加熱処理を施す
ことでレンズ間スペースが0.45μｍ縮小し、レンズ間ス
ペースが0.05μｍとなり、レンズ用レジストの最適レン
ズ形成温度である150 ℃の加熱処理を施すことでレンズ
は融着した。なお、表面張力の差は25.3mN/mである。
【００３６】
【表１】
【００３７】（注）実施例４において、平坦化層の表面
張力の欄の値は、マイクロレンズ形成層の表面張力の
値。レンズ用レジストの表面張力の欄の値は、マイクロ
レンズパターニング用レジストの表面張力の値を示す。
張力の欄の値は、マイクロレンズ形成層の表面張力の
値。レンズ用レジストの表面張力の欄の値は、マイクロ
レンズパターニング用レジストの表面張力の値を示す。
【００３８】実施例１〜４で得られたマイクロレンズは
レンズ間スペースの縮小距離が小さく、0.2 〜0.3 μｍ
の縮小距離であったのに対し、比較例１、２で実施した
マイクロレンズは150 ℃のレンズ形成加熱でレンズ同志
が融着し、レンズ縮小距離が実施例に比べ大きかった。
レンズ間スペースの縮小距離が小さく、0.2 〜0.3 μｍ
の縮小距離であったのに対し、比較例１、２で実施した
マイクロレンズは150 ℃のレンズ形成加熱でレンズ同志
が融着し、レンズ縮小距離が実施例に比べ大きかった。
【００３９】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明は平坦
化層またはマイクロレンズ用レジストの表面張力が、マ
イクロレンズ用レジストまたはマイクロレンズパターニ
ング用レジストのそれより30mN/m以上大きいので、レン
ズ形成温度でのレンズ間スペースの縮小距離を小さく
し、レンズ同志が融着することなくレンズ形成における
レンズ間スペース制御性及び安定性に優れた実効開口率
の高いマクロレンズを形成することができる。
化層またはマイクロレンズ用レジストの表面張力が、マ
イクロレンズ用レジストまたはマイクロレンズパターニ
ング用レジストのそれより30mN/m以上大きいので、レン
ズ形成温度でのレンズ間スペースの縮小距離を小さく
し、レンズ同志が融着することなくレンズ形成における
レンズ間スペース制御性及び安定性に優れた実効開口率
の高いマクロレンズを形成することができる。
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施例の固体撮像素子の製造工
程を示した断面構造の模式図。
程を示した断面構造の模式図。
【図２】従来の固体撮像素子の製造工程を示した断面構
造の模式図。
造の模式図。
【図３】本発明の第４の実施例の固体撮像素子の製造工
程を示した断面構造の模式図。
程を示した断面構造の模式図。
【図４】従来の固体撮像素子の製造工程の問題点を示し
た断面構造の模式図。
た断面構造の模式図。
１ シリコン基板 ２ 受光素子 ３ 電荷転送部 ４ 下部平坦化層 ５ 遮光膜 ６ カラーフィルタ層 ７ 平坦化層 ８ パターン ９ マイクロレンズ １０ 平坦化層 １１ マイクロレンズ １２ 融着したマイクロレンズ １３ マイクロレンズ形成層 １４ パターン １５ レンズ状のパターン １６ マイクロレンズ
Claims (5)
- 【請求項１】オンチップマイクロレンズを有する固体撮
像素子の製造方法において、平坦化層上に、平坦化層と
表面張力の差が30mN/m以上であるマイクロレンズ用レジ
ストからなるパターンを所望の位置に形成する工程と、
パターンを加熱処理してオンチップマイクロレンズを形
成する工程を少なくとも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２】平坦化層が熱硬化性を有することを特徴と
する請求項１記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項３】オンチップマイクロレンズを有する固体撮
像素子の製造方法において、マイクロレンズ形成層上
に、マイクロレンズ形成層と表面張力の差が30mN/m以上
であるマイクロレンズパターニング用レジストからなる
パターンを所望の位置に形成する工程と、パターンを加
熱処理してレンズ状にする工程と、パターン及びマイク
ロレンズ形成層をエッチングしてオンチップマイクロレ
ンズを形成する工程を少なくとも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４】マイクロレンズ形成層が熱硬化性を有する
ことを特徴とする請求項３記載の固体撮像素子の製造方
法。 - 【請求項５】請求項１〜４の何れかに記載の固体撮像素
子の製造方法により製造したことを特徴とする固体撮像
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35605998A JP3598855B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35605998A JP3598855B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000183321A true JP2000183321A (ja) | 2000-06-30 |
| JP3598855B2 JP3598855B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=18447119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35605998A Expired - Fee Related JP3598855B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3598855B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004134713A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Graphic Techno Japan Co Ltd | イメージセンサ用半導体チップパッケージ及びその製造方法 |
| EP1267181A3 (en) * | 2001-06-13 | 2005-03-30 | Kuraray Co., Ltd. | Lens sheet and method for producing it |
| JP2008060571A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びイメージセンサの製造方法 |
| JP2017071744A (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | ホットスタンピングフィルム用クリア塗料組成物及びこれを用いた塗装方法 |
-
1998
- 1998-12-15 JP JP35605998A patent/JP3598855B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1267181A3 (en) * | 2001-06-13 | 2005-03-30 | Kuraray Co., Ltd. | Lens sheet and method for producing it |
| JP2004134713A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Graphic Techno Japan Co Ltd | イメージセンサ用半導体チップパッケージ及びその製造方法 |
| JP2008060571A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-13 | Dongbu Hitek Co Ltd | イメージセンサ及びイメージセンサの製造方法 |
| JP2017071744A (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | ホットスタンピングフィルム用クリア塗料組成物及びこれを用いた塗装方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3598855B2 (ja) | 2004-12-08 |
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