JP2001356202A - マイクロレンズ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズの形状を非球面化することにより開口
率の大きな、レンズを得る。 【解決手段】 固体撮像素子基板上に形成した合成樹脂
からなるマイクロレンズにおいて、マイクロレンズの形
状が楕円の一部にほぼ合致する形状からなり、マイクロ
レンズの焦点距離が前記固体撮像素子の受光面近傍に配
置されているマイクロレンズ。
率の大きな、レンズを得る。 【解決手段】 固体撮像素子基板上に形成した合成樹脂
からなるマイクロレンズにおいて、マイクロレンズの形
状が楕円の一部にほぼ合致する形状からなり、マイクロ
レンズの焦点距離が前記固体撮像素子の受光面近傍に配
置されているマイクロレンズ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ等の固体撮
像素子上に設けるマイクロレンズおよびその製造方法に
関するものである。
像素子上に設けるマイクロレンズおよびその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像カメラもしくはイメージセンサ
ーとして用いられる固体撮像素子についてはこれまでに
受光部、電極部や転送方式等について種々の提案がなさ
れてきた。その中で電荷結合型固体撮像素子（以下ＣＣ
Ｄと称す）は （１）自己走査が可能であるために周辺回路が簡単にな
る。 （２）構造が簡単である。 （３）可視域での光検出能力が大きい。 などの性質を持っているため広範囲に用いられている。
最近では一層の小型化、高画素化の要求と同時に、高感
度化、低雑音化が要求されているため、これに関する回
路面あるいは撮像デバイス構造面についての様々な提案
がなされている。
ーとして用いられる固体撮像素子についてはこれまでに
受光部、電極部や転送方式等について種々の提案がなさ
れてきた。その中で電荷結合型固体撮像素子（以下ＣＣ
Ｄと称す）は （１）自己走査が可能であるために周辺回路が簡単にな
る。 （２）構造が簡単である。 （３）可視域での光検出能力が大きい。 などの性質を持っているため広範囲に用いられている。
最近では一層の小型化、高画素化の要求と同時に、高感
度化、低雑音化が要求されているため、これに関する回
路面あるいは撮像デバイス構造面についての様々な提案
がなされている。
【０００３】特に、デバイス構造面についてスミアが他
の方法よりも少なく、モザイクタイプのカラーフィルタ
ーを使用して分解能を上げられる事から、インターライ
ン型のＣＣＤが有利であることがわかっている。しか
し、インターライン型のＣＣＤでは受光部の隣に電荷転
送部を設けなくてはならないために表面上の受光部の開
口率が小さくならざるを得ない。更に高画素化になるに
従いますます開口率は減少してしまう。また、固体撮像
素子自体の固有ノイズの低減には限界があるため、開口
率の減少はすなわちＳ／Ｎ比の低下をもたらし、撮像画
面の質が悪くなることとなる。その対策として入射光を
増加させて入力信号強度を増加させるため、固体撮像素
子上にマイクロレンズを直接形成する方法が提案されて
いる。この方法は、構造が簡単であるにもかかわらず開
口率を増加させる効果的な方法の１つである。
の方法よりも少なく、モザイクタイプのカラーフィルタ
ーを使用して分解能を上げられる事から、インターライ
ン型のＣＣＤが有利であることがわかっている。しか
し、インターライン型のＣＣＤでは受光部の隣に電荷転
送部を設けなくてはならないために表面上の受光部の開
口率が小さくならざるを得ない。更に高画素化になるに
従いますます開口率は減少してしまう。また、固体撮像
素子自体の固有ノイズの低減には限界があるため、開口
率の減少はすなわちＳ／Ｎ比の低下をもたらし、撮像画
面の質が悪くなることとなる。その対策として入射光を
増加させて入力信号強度を増加させるため、固体撮像素
子上にマイクロレンズを直接形成する方法が提案されて
いる。この方法は、構造が簡単であるにもかかわらず開
口率を増加させる効果的な方法の１つである。
【０００４】マイクロレンズを有するＣＣＤの断面図を
図４に示す。ＣＣＤ基板４１には受光部４２を有し、各
受光部の間には遮光部４３が形成されている。受光層上
には適当なカラーフィルター４４を形成した後、レンズ
の焦点距離を調節するために適切な間隔を形成する透明
樹脂層４５を具備している。その上面に受光部４２に入
射光を集束させる位置にマイクロレンズ４６が設けられ
る。外部入射光はマイクロレンズ４６が有する光学的屈
折作用により受光部４２に集束させられるとともに、そ
の周りの転送部や配線部４７への入射光をも受光部４２
に入射させられる。これにより開口率が大きくなるとと
もに、転送部や配線部に光が入射しなくなるために、ス
ミアの低減も実現される。
図４に示す。ＣＣＤ基板４１には受光部４２を有し、各
受光部の間には遮光部４３が形成されている。受光層上
には適当なカラーフィルター４４を形成した後、レンズ
の焦点距離を調節するために適切な間隔を形成する透明
樹脂層４５を具備している。その上面に受光部４２に入
射光を集束させる位置にマイクロレンズ４６が設けられ
る。外部入射光はマイクロレンズ４６が有する光学的屈
折作用により受光部４２に集束させられるとともに、そ
の周りの転送部や配線部４７への入射光をも受光部４２
に入射させられる。これにより開口率が大きくなるとと
もに、転送部や配線部に光が入射しなくなるために、ス
ミアの低減も実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のような使用に供
せられるマイクロレンズの製造は、透明な合成樹脂材料
を加熱溶融して、溶融した透明な合成樹脂が表面張力に
より球状となる性質を利用する加熱溶融法と、レンズ用
の透明樹脂層上に形成したフォトレジストを加熱溶融し
て形成したマイクロレンズをパターンとしてエッチング
することによって透明樹脂層にマイクロレンズを転写す
るエッチバック法で形成されていたが、これらの方法で
得られるレンズは曲面が球面であるレンズのみであっ
た。マイクロレンズは固体撮像素子の距離が比較的近い
のでレンズは曲率の大きなものを作らなければならない
が、曲面が球面に近似されるようなレンズでは、レンズ
の端部に入射した光は受光部へ集光することができない
ので、受光部へ入射する実質的な受光量が減少してしま
うこととなる。
せられるマイクロレンズの製造は、透明な合成樹脂材料
を加熱溶融して、溶融した透明な合成樹脂が表面張力に
より球状となる性質を利用する加熱溶融法と、レンズ用
の透明樹脂層上に形成したフォトレジストを加熱溶融し
て形成したマイクロレンズをパターンとしてエッチング
することによって透明樹脂層にマイクロレンズを転写す
るエッチバック法で形成されていたが、これらの方法で
得られるレンズは曲面が球面であるレンズのみであっ
た。マイクロレンズは固体撮像素子の距離が比較的近い
のでレンズは曲率の大きなものを作らなければならない
が、曲面が球面に近似されるようなレンズでは、レンズ
の端部に入射した光は受光部へ集光することができない
ので、受光部へ入射する実質的な受光量が減少してしま
うこととなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、固体撮
像素子基板上に形成した合成樹脂からなるマイクロレン
ズにおいて、マイクロレンズの形状が楕円の一部にほぼ
合致する形状からなり、マイクロレンズの焦点距離が前
記固体撮像素子の受光面近傍に配置されているマイクロ
レンズによって解決することができる。
像素子基板上に形成した合成樹脂からなるマイクロレン
ズにおいて、マイクロレンズの形状が楕円の一部にほぼ
合致する形状からなり、マイクロレンズの焦点距離が前
記固体撮像素子の受光面近傍に配置されているマイクロ
レンズによって解決することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、固体撮像素子基板上に
形成した合成樹脂からなるマイクロレンズにおいて、マ
イクロレンズの形状が楕円の一部にほぼ合致する形状か
らなり、マイクロレンズの焦点距離が前記固体撮像素子
の受光面近傍に配置されているマイクロレンズとしたも
のであり、形成されるマイクロレンズの曲面を非球面と
くに楕円体の一部とするものである。その結果、レンズ
端部の光もレンズ中央部に集光するようになるため、こ
の位置にＣＣＤの受光部を置けば実質的な開口率を向上
することができる。
形成した合成樹脂からなるマイクロレンズにおいて、マ
イクロレンズの形状が楕円の一部にほぼ合致する形状か
らなり、マイクロレンズの焦点距離が前記固体撮像素子
の受光面近傍に配置されているマイクロレンズとしたも
のであり、形成されるマイクロレンズの曲面を非球面と
くに楕円体の一部とするものである。その結果、レンズ
端部の光もレンズ中央部に集光するようになるため、こ
の位置にＣＣＤの受光部を置けば実質的な開口率を向上
することができる。
【０００８】図面を参照しつつ本発明を説明すると、図
２は本発明にかかる非球面である楕円体の一部からなる
マイクロレンズ（以下楕円レンズと呼ぶ）について入射
した光が集光される様子を示した図であり、図３は従来
の球面の曲面を有するマイクロレンズ（以下球面レンズ
と呼ぶ）よって集光される様子を示した図である。図３
のようにＣＣＤ基板３１に設けた受光部３２に対応し
て、球面レンズ３３が設けられており、球面レンズへの
入射光３４は球面レンズによって屈折するがレンズの端
部に入射した光は受光部に集光することができない。こ
れに対して、楕円レンズを形成した場合には、図２に示
すように、ＣＣＤ基板２１の受光部２２に対応して設け
た楕円レンズ２３への入射光２４は、レンズの端部へ入
射した光もすべて受光部へ集光することができるため、
受光部２２の面積が小さくても実質的なレンズの開口率
を大きくすることができる。
２は本発明にかかる非球面である楕円体の一部からなる
マイクロレンズ（以下楕円レンズと呼ぶ）について入射
した光が集光される様子を示した図であり、図３は従来
の球面の曲面を有するマイクロレンズ（以下球面レンズ
と呼ぶ）よって集光される様子を示した図である。図３
のようにＣＣＤ基板３１に設けた受光部３２に対応し
て、球面レンズ３３が設けられており、球面レンズへの
入射光３４は球面レンズによって屈折するがレンズの端
部に入射した光は受光部に集光することができない。こ
れに対して、楕円レンズを形成した場合には、図２に示
すように、ＣＣＤ基板２１の受光部２２に対応して設け
た楕円レンズ２３への入射光２４は、レンズの端部へ入
射した光もすべて受光部へ集光することができるため、
受光部２２の面積が小さくても実質的なレンズの開口率
を大きくすることができる。
【０００９】そして、楕円レンズとすることにより同一
の屈折率の樹脂を使用した場合でも球面レンズに比べて
焦点距離を短くするすることができるので、レンズと受
光部との間隔を小さくすることができ、レンズとＣＣＤ
基板との間の下引き層２５に設ける透明樹脂を少なくす
ることができるので、素子の小型化も可能となる。ま
た、楕円レンズに最適な楕円体の形状は基板に対して垂
直方向に長い楕円体となるが、最適な楕円体の長軸と短
軸の比（以下偏平率と呼ぶ）は、使用する樹脂の屈折率
により異なり、その値は表１のようになる。また、長軸
と単軸の比は転写するマイクロレンズのパターンと最終
的にマイクロレンズが形成される透明樹脂層とのエッチ
ング速度の比によって任意に調整することが可能であ
る。
の屈折率の樹脂を使用した場合でも球面レンズに比べて
焦点距離を短くするすることができるので、レンズと受
光部との間隔を小さくすることができ、レンズとＣＣＤ
基板との間の下引き層２５に設ける透明樹脂を少なくす
ることができるので、素子の小型化も可能となる。ま
た、楕円レンズに最適な楕円体の形状は基板に対して垂
直方向に長い楕円体となるが、最適な楕円体の長軸と短
軸の比（以下偏平率と呼ぶ）は、使用する樹脂の屈折率
により異なり、その値は表１のようになる。また、長軸
と単軸の比は転写するマイクロレンズのパターンと最終
的にマイクロレンズが形成される透明樹脂層とのエッチ
ング速度の比によって任意に調整することが可能であ
る。
【００１０】
【表１】 合成樹脂の屈折率 偏平率 ２．３ １．１０ ２．０ １．１５ １．７ １．２２ １．５ １．３３ １．３ １．５５ １．１ ２．４０
【００１１】本発明では、マイクロレンズの焦点距離が
ＣＣＤ基板の受光面と一致することが好ましい。しかし
ながら、本発明のマイクロレンズは楕円の一部に合致す
る形状から集光性が高まっているので、受光面の範囲に
集光された光がすべて入射するようにすれば、焦点位置
が多少受光面の上下または左右にずれていてもよい。
ＣＣＤ基板の受光面と一致することが好ましい。しかし
ながら、本発明のマイクロレンズは楕円の一部に合致す
る形状から集光性が高まっているので、受光面の範囲に
集光された光がすべて入射するようにすれば、焦点位置
が多少受光面の上下または左右にずれていてもよい。
【００１２】本発明のマイクロレンズの製造方法を示す
図１を参照して説明する。図１（ａ）シリコン基板に面
付けされた受光部、転送部、その周辺回路を有するイン
タライン型ＣＣＤ１上にアクリル系等の感光性樹脂を塗
布し、クリーンオーブン中でプリベークした。次に所望
のパターンを介して紫外線露光した後、現像してボンデ
ィングパッドやスクライブライン上のアクリル樹脂を除
いた。さらに１５０℃のクリーンオーブン中でポストベ
ークしてレンズと受光部の距離を保つ為の下引き層２を
形成した。次いで、その下引き層の上にポリスチレン系
感光性樹脂の塗布層を形成し、クリーンオーブンに入れ
プリベークし、次に所望のパターンを介して紫外線露光
した後、現像してボンディングパッドやスクライブライ
ン上の樹脂を除いた。さらにクリーンオーブン中でポス
トベークして、マイクロレンズ形成用樹脂層３を形成し
た。ポリスチレン系感光性樹脂としては例えばＴＰＳ
（東ソー株式会社製）を使用することができる。
図１を参照して説明する。図１（ａ）シリコン基板に面
付けされた受光部、転送部、その周辺回路を有するイン
タライン型ＣＣＤ１上にアクリル系等の感光性樹脂を塗
布し、クリーンオーブン中でプリベークした。次に所望
のパターンを介して紫外線露光した後、現像してボンデ
ィングパッドやスクライブライン上のアクリル樹脂を除
いた。さらに１５０℃のクリーンオーブン中でポストベ
ークしてレンズと受光部の距離を保つ為の下引き層２を
形成した。次いで、その下引き層の上にポリスチレン系
感光性樹脂の塗布層を形成し、クリーンオーブンに入れ
プリベークし、次に所望のパターンを介して紫外線露光
した後、現像してボンディングパッドやスクライブライ
ン上の樹脂を除いた。さらにクリーンオーブン中でポス
トベークして、マイクロレンズ形成用樹脂層３を形成し
た。ポリスチレン系感光性樹脂としては例えばＴＰＳ
（東ソー株式会社製）を使用することができる。
【００１３】さらに、マイクロレンズ形成用樹脂層３の
上には、ノボラック系感光性樹脂を塗布し、クリーンオ
ーブンにてプリベークした。次にＣＣＤの受光部に対応
する部分のノボラック系感光性樹脂だけが残る様なパタ
ーンを用いて紫外線露光した後、現像して受光部のみに
ノボラック系感光性樹脂パターン４を形成した。ノボラ
ック系感光性樹脂としてはＡＺ１３５０（シプレイ社
製）等を使用することができる。
上には、ノボラック系感光性樹脂を塗布し、クリーンオ
ーブンにてプリベークした。次にＣＣＤの受光部に対応
する部分のノボラック系感光性樹脂だけが残る様なパタ
ーンを用いて紫外線露光した後、現像して受光部のみに
ノボラック系感光性樹脂パターン４を形成した。ノボラ
ック系感光性樹脂としてはＡＺ１３５０（シプレイ社
製）等を使用することができる。
【００１４】図１（ｂ） ノボラック系感光性樹脂パタ
ーンをクリーンオーブン内で熱溶融させ、表面張力によ
って球形となった溶融樹脂を固化して転写用球面レンズ
５を形成した。図１（ｃ） マイクロレンズ用透明樹脂
層をマイクロレンズ酸素プラズマ等の乾式のエッチング
手段によってエッチングして、転写用球面レンズのパタ
ーンをマイクロレンズ形成用樹脂層に転写して非球面の
楕円レンズ６を得た。転写用の球面レンズのパターン使
用して、楕円レンズを形成するためには、マイクロレン
ズ形成用透明樹脂のエッチング速度が転写用球面レンズ
のパターンよりも速くエッチングすることが必要とな
る。このためには、転写用球面レンズのパターンに使用
する樹脂、マイクロレンズ形成用樹脂のそれぞれを、エ
ッチング特性によって樹脂を選択するが、同一樹脂の組
み合わせによっても適用するエッチング方法によっては
エッチング特性が変わるので、これらを総合的に判断し
て樹脂とエッチング条件を選ぶことが必要である。
ーンをクリーンオーブン内で熱溶融させ、表面張力によ
って球形となった溶融樹脂を固化して転写用球面レンズ
５を形成した。図１（ｃ） マイクロレンズ用透明樹脂
層をマイクロレンズ酸素プラズマ等の乾式のエッチング
手段によってエッチングして、転写用球面レンズのパタ
ーンをマイクロレンズ形成用樹脂層に転写して非球面の
楕円レンズ６を得た。転写用の球面レンズのパターン使
用して、楕円レンズを形成するためには、マイクロレン
ズ形成用透明樹脂のエッチング速度が転写用球面レンズ
のパターンよりも速くエッチングすることが必要とな
る。このためには、転写用球面レンズのパターンに使用
する樹脂、マイクロレンズ形成用樹脂のそれぞれを、エ
ッチング特性によって樹脂を選択するが、同一樹脂の組
み合わせによっても適用するエッチング方法によっては
エッチング特性が変わるので、これらを総合的に判断し
て樹脂とエッチング条件を選ぶことが必要である。
【００１５】エッチングをドライエッチングで行う場合
には酸素プラズマを適用することができるが、酸素プラ
ズマの生成条件を高周波出力、酸素流量、酸素圧力等を
変化させて両者の樹脂に対するエッチング速度に差が生
じる条件を調整することができる。エッチング条件は、
高周波電力３００〜６００Ｗ、酸素流量を５０〜２００
ｓｃｃｍ、圧力を４〜２０Ｐａとすることが好ましい。
ＣＣＤ等の固体撮像素子の基板上に塗布したマイクロレ
ンズ用樹脂層上に、パターン化した転写用樹脂を溶融し
て形成した転写用球面レンズパターンをエッチバック法
によって転写して、非球面の楕円レンズを形成したもの
であり、レンズの周辺部に入射する光も確実にＣＣＤの
受光部へ集中させることが可能となる。
には酸素プラズマを適用することができるが、酸素プラ
ズマの生成条件を高周波出力、酸素流量、酸素圧力等を
変化させて両者の樹脂に対するエッチング速度に差が生
じる条件を調整することができる。エッチング条件は、
高周波電力３００〜６００Ｗ、酸素流量を５０〜２００
ｓｃｃｍ、圧力を４〜２０Ｐａとすることが好ましい。
ＣＣＤ等の固体撮像素子の基板上に塗布したマイクロレ
ンズ用樹脂層上に、パターン化した転写用樹脂を溶融し
て形成した転写用球面レンズパターンをエッチバック法
によって転写して、非球面の楕円レンズを形成したもの
であり、レンズの周辺部に入射する光も確実にＣＣＤの
受光部へ集中させることが可能となる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、さらに詳細に
説明する。 実施例１ ５インチのシリコン基板に面付けされた受光部、転送
部、その周辺回路を有するインタライン型ＣＣＤ（開口
率２０％）上にアクリル系感光性樹脂としてＦＶＲ（富
士薬品工業（株）製）を５μｍの膜厚で塗布し、オーブ
ン中でプリベークした。次に所望のパターンを介して紫
外線露光した後、現像してボンディングパッドやスクラ
イブライン上のアクリル樹脂を除いた。さらに１５０℃
のクリーンオーブン中で３０分間ポストベークしてレン
ズと受光部の距離を保つための下引き層を形成した。下
引き層の上にはマイクロレンズ形成用樹脂として、ポリ
スチレン系感光性樹脂ＴＰＳ（東ソー株式会社製）を
３．５μｍの厚さで塗布し、１２０℃のクリーンオーブ
ンに入れプリベークした。次に所望のパターンを介して
紫外線露光した後、現像してボンディングパッドやスク
ライブライン上の樹脂を除いた。さらに１５０℃のクリ
ーンオーブン中で３０分ポストベークした。
説明する。 実施例１ ５インチのシリコン基板に面付けされた受光部、転送
部、その周辺回路を有するインタライン型ＣＣＤ（開口
率２０％）上にアクリル系感光性樹脂としてＦＶＲ（富
士薬品工業（株）製）を５μｍの膜厚で塗布し、オーブ
ン中でプリベークした。次に所望のパターンを介して紫
外線露光した後、現像してボンディングパッドやスクラ
イブライン上のアクリル樹脂を除いた。さらに１５０℃
のクリーンオーブン中で３０分間ポストベークしてレン
ズと受光部の距離を保つための下引き層を形成した。下
引き層の上にはマイクロレンズ形成用樹脂として、ポリ
スチレン系感光性樹脂ＴＰＳ（東ソー株式会社製）を
３．５μｍの厚さで塗布し、１２０℃のクリーンオーブ
ンに入れプリベークした。次に所望のパターンを介して
紫外線露光した後、現像してボンディングパッドやスク
ライブライン上の樹脂を除いた。さらに１５０℃のクリ
ーンオーブン中で３０分ポストベークした。
【００１７】さらに、マイクロレンズ形成用樹脂層上に
ノボラック系感光性樹脂としてＡＺ１３５０（シプレイ
社製）を２．６μｍの厚さで塗布し、９０℃のクリーン
オーブンにてプリベークした。次にＣＣＤの受光部に対
応する部分のノボラック系感光性樹脂だけが残る様なパ
ターンを用いて紫外線露光した後、現像して受光部のみ
にノボラック系感光性樹脂パターンを形成した。その
後、１２０℃のクリーンオーブン内で熱溶融させた後に
固化させ、転写用球面レンズパターンを形成した。つい
で、酸素プラズマ法によってエッチングしたが、エッチ
ング装置には平行平板電極に５００Ｗの高周波電力を供
給し、酸素流量１００ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａの条件で
エッチングした。以上の操作により、ＣＣＤの受光部１
つ１つに楕円レンズを形成することができた。この方法
で作成した楕円レンズの偏平率の値は１．３３となり、
同一の樹脂を使用した球面レンズでは４０％であった開
口率を５０％にまで引き上げる事ができた。
ノボラック系感光性樹脂としてＡＺ１３５０（シプレイ
社製）を２．６μｍの厚さで塗布し、９０℃のクリーン
オーブンにてプリベークした。次にＣＣＤの受光部に対
応する部分のノボラック系感光性樹脂だけが残る様なパ
ターンを用いて紫外線露光した後、現像して受光部のみ
にノボラック系感光性樹脂パターンを形成した。その
後、１２０℃のクリーンオーブン内で熱溶融させた後に
固化させ、転写用球面レンズパターンを形成した。つい
で、酸素プラズマ法によってエッチングしたが、エッチ
ング装置には平行平板電極に５００Ｗの高周波電力を供
給し、酸素流量１００ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａの条件で
エッチングした。以上の操作により、ＣＣＤの受光部１
つ１つに楕円レンズを形成することができた。この方法
で作成した楕円レンズの偏平率の値は１．３３となり、
同一の樹脂を使用した球面レンズでは４０％であった開
口率を５０％にまで引き上げる事ができた。
【００１８】実施例２ 下引き層の形成までは実施例１と同様にして、下引き層
上にノボラック系感光性樹脂よりもエッチング速度が速
いアクリル系感光性樹脂ＦＶＲ（富士薬品工業（株）
製）を３．５μｍの厚さで塗布し、１２０℃のクリーン
オーブンに入れプリベークした。次に所望のパターンを
介して紫外線露光した後、現像してボンディングパッド
やスクライブライン上の樹脂を除いた。さらに１５０℃
のクリーンオーブン中で３０分ポストベークしてマイク
ロレンズ形成用樹脂層を形成した。さらに、その上にノ
ボラック系感光性樹脂であるＡＺ−１３５０（シプレイ
社社製）を２．６μｍの厚さで塗布し、９０℃のクリー
ンオーブンにてプリベークした。次にＣＣＤの受光部に
対応する部分のノボラック系感光性樹脂だけが残る様な
パターンを用いて紫外線露光した後、現像して受光部の
みにノボラック系感光性樹脂パターンを形成し、１２０
℃のクリーンオーブン内で熱溶融させた後に固化し、転
写パターン用球面レンズを得た。
上にノボラック系感光性樹脂よりもエッチング速度が速
いアクリル系感光性樹脂ＦＶＲ（富士薬品工業（株）
製）を３．５μｍの厚さで塗布し、１２０℃のクリーン
オーブンに入れプリベークした。次に所望のパターンを
介して紫外線露光した後、現像してボンディングパッド
やスクライブライン上の樹脂を除いた。さらに１５０℃
のクリーンオーブン中で３０分ポストベークしてマイク
ロレンズ形成用樹脂層を形成した。さらに、その上にノ
ボラック系感光性樹脂であるＡＺ−１３５０（シプレイ
社社製）を２．６μｍの厚さで塗布し、９０℃のクリー
ンオーブンにてプリベークした。次にＣＣＤの受光部に
対応する部分のノボラック系感光性樹脂だけが残る様な
パターンを用いて紫外線露光した後、現像して受光部の
みにノボラック系感光性樹脂パターンを形成し、１２０
℃のクリーンオーブン内で熱溶融させた後に固化し、転
写パターン用球面レンズを得た。
【００１９】転写パターン用球面レンズを形成したＣＣ
Ｄを酸素プラズマ法によってドライエッチングした。ド
ライエッチングは５００Ｗの高周波電力を平行平板電極
に供給し、酸素供給量１００ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａに
おいて酸素プラズマを発生させて処理を行い、各ＣＣＤ
の受光部１つ１つに楕円レンズを作る事ができた。この
方法で作成した楕円レンズの偏平率の値は１．３３とな
り、球面レンズでは４０％であった開口率を５０％にま
で引き上げる事が出来た。
Ｄを酸素プラズマ法によってドライエッチングした。ド
ライエッチングは５００Ｗの高周波電力を平行平板電極
に供給し、酸素供給量１００ｓｃｃｍ、圧力２０Ｐａに
おいて酸素プラズマを発生させて処理を行い、各ＣＣＤ
の受光部１つ１つに楕円レンズを作る事ができた。この
方法で作成した楕円レンズの偏平率の値は１．３３とな
り、球面レンズでは４０％であった開口率を５０％にま
で引き上げる事が出来た。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば透明なマイクロレンズ形
成用樹脂層上に形成した転写用のマイクロレンズのパタ
ーンをエッチング法によって転写してマイクロレンズ形
成用樹脂層にマイクロレンズと形成する際に、転写用の
マイクロレンズパターンとマイクロレンズ形成用樹脂の
エッチング速度の差によって得られるマイクロレンズを
楕円体の一部としたもので、レンズの中央部の光とレン
ズの端部の光を同時にＣＣＤの受光部に集光できるた
め、見かけ上の開口率が断面が円の一部であるレンズよ
りも向上することになり、取り出される信号強度の増加
が図れる効果を奏する。
成用樹脂層上に形成した転写用のマイクロレンズのパタ
ーンをエッチング法によって転写してマイクロレンズ形
成用樹脂層にマイクロレンズと形成する際に、転写用の
マイクロレンズパターンとマイクロレンズ形成用樹脂の
エッチング速度の差によって得られるマイクロレンズを
楕円体の一部としたもので、レンズの中央部の光とレン
ズの端部の光を同時にＣＣＤの受光部に集光できるた
め、見かけ上の開口率が断面が円の一部であるレンズよ
りも向上することになり、取り出される信号強度の増加
が図れる効果を奏する。
【図１】本発明のマイクロレンズを製造する１実施例を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の楕円レンズを形成した場合の光の進路
を説明する図である。
を説明する図である。
【図３】球面レンズを形成した場合の光の進路を説明す
る図である。
る図である。
【図４】ＣＣＤ基板上に形成されたマイクロレンズの概
略図を示したものである。
略図を示したものである。
１…インタライン型ＣＣＤ、２…下引き層、３…マイク
ロレンズ用透明樹脂層、４…ノボラック系感光性樹脂パ
ターン、５…転写用球面レンズ、６…楕円レンズ、２１
…ＣＣＤ基板、２２…受光部、２３…楕円レンズ、２４
…入射光、２５…下引き層、３１…ＣＣＤ基板、３２…
受光部、３３…球面レンズ、３４…入射光、４１…ＣＣ
Ｄ基板、４２…受光部、４３…遮光部、４４…カラーフ
ィルター、４５…透明樹脂層、４６…マイクロレンズ、
４７…配線部
ロレンズ用透明樹脂層、４…ノボラック系感光性樹脂パ
ターン、５…転写用球面レンズ、６…楕円レンズ、２１
…ＣＣＤ基板、２２…受光部、２３…楕円レンズ、２４
…入射光、２５…下引き層、３１…ＣＣＤ基板、３２…
受光部、３３…球面レンズ、３４…入射光、４１…ＣＣ
Ｄ基板、４２…受光部、４３…遮光部、４４…カラーフ
ィルター、４５…透明樹脂層、４６…マイクロレンズ、
４７…配線部
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ (72)発明者 原田 三郎 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA03 LA01 RA04 RA12 RA26 RA44 4M118 AA10 AB01 BA13 FA06 GC07 GD04 GD07 HA25 5C024 CX41 CY47 EX43 GY04
Claims (1)
- 【請求項１】 固体撮像素子基板上に形成した合成樹脂
からなるマイクロレンズにおいて、マイクロレンズの形
状が楕円の一部にほぼ合致する形状からなり、マイクロ
レンズの焦点距離が前記固体撮像素子の受光面近傍に配
置されていることを特徴とするマイクロレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001122276A JP2001356202A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | マイクロレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001122276A JP2001356202A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | マイクロレンズ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19795991A Division JP3269644B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | マイクロレンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001356202A true JP2001356202A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=18972009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001122276A Pending JP2001356202A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | マイクロレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001356202A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004296590A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 撮像装置と撮像装置におけるマイクロレンズの形成方法 |
| WO2005060362A2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-07-07 | Lg Electronics Inc. | Aspherical microlens arrays and fabrication method thereof and applications using the same |
| EP1654764A1 (en) * | 2003-07-21 | 2006-05-10 | Optomecha Co., Ltd. | Image sensor and method for fabricating the same |
| JP2008135616A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
| JP2017011091A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子および電子機器 |
-
2001
- 2001-04-20 JP JP2001122276A patent/JP2001356202A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004296590A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 撮像装置と撮像装置におけるマイクロレンズの形成方法 |
| EP1654764A1 (en) * | 2003-07-21 | 2006-05-10 | Optomecha Co., Ltd. | Image sensor and method for fabricating the same |
| EP1654764A4 (en) * | 2003-07-21 | 2007-03-28 | Optomecha Co Ltd | IMAGE SENSOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
| WO2005060362A2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-07-07 | Lg Electronics Inc. | Aspherical microlens arrays and fabrication method thereof and applications using the same |
| WO2005060362A3 (en) * | 2003-12-23 | 2005-09-01 | Lg Electronics Inc | Aspherical microlens arrays and fabrication method thereof and applications using the same |
| JP2008135616A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
| JP2017011091A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子および電子機器 |
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