JP2002076315A - マイクロレンズアレイとその製造方法および固体撮像素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ曲率を小さくすることが可能なマイク
ロレンズアレイの製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係るマイクロレンズアレイの製
造方法は、マイクロレンズアレイのレンズ材料層１７
に、当該レンズ材料からなる格子状パターンの層１９を
形成する工程と、格子状パターンに囲まれた各領域の一
部または全部を覆うマスク層１８をレンズ材料層１７上
に形成する工程と、マスク層１８を加熱処理により融解
してマイクロレンズアレイの立体形状にする工程と、マ
スク層１８の立体形状がレンズ材料層１７に転写される
ように、レンズ材料層１７と格子状パターンの層１９と
をエッチングする工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロレンズア
レイと、マイクロレンズアレイの製造方法と、マイクロ
レンズアレイを有する固体撮像素子と、マイクロレンズ
アレイを有する固体撮像素子の製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−１４８７０４号公報には、
マイクロレンズアレイ及びその形成方法並びに固体撮像
素子及びその製造方法の発明が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１〜図４は、マイク
ロレンズアレイの製造方法を例示する説明図である。こ
のマイクロレンズアレイは、固体撮像素子の表面に、画
素とマイクロレンズとが対応するように形成される。

【０００４】図１は、マイクロレンズアレイを有する固
体撮像素子の製造工程におけるマイクロレンズアレイ形
成面の概略的な平面図である。図１では、矩形状または
略矩形状の開口部２Ａがマトリクス状に配置されてい
る。垂直転送電荷結合素子（垂直転送ＣＣＤ）５０は、
開口部２Ａの感光部に蓄積された信号電荷の転送を行
う。

【０００５】ポリシリコン電極層３，４は、垂直転送Ｃ
ＣＤ５０に駆動電圧を印加する。開口部２Ａ上には、開
口部２Ａ上を覆うように８角形状のマスク層８が形成さ
れており、図１では４つのマスク層８を例示して他のマ
スク層を省略して図解している。また、図１では、ポリ
シリコン電極層３，４と垂直転送ＣＣＤ５０とを覆う遮
光層が、省略されて描かれている。

【０００６】図２は、図１に示すマイクロレンズアレイ
形成面とその下部の断面構造を示す概略的な説明図であ
る。図２（ａ）は、図１中のＡ−Ｂ断面構造を示す概略
的な構造図である。図２（ｃ）は、図１中のＣ−Ｄ断面
構造を示す概略的な構造図である。

【０００７】図２（ａ）および図２（ｃ）に示すよう
に、半導体基板１にホトダイオードからなる感光部２を
形成し、半導体基板１上にポリシリコン電極層３を形成
し、さらにポリシリコン電極層４を形成する。そのポリ
シリコン電極層３，４を覆うように、金属の遮光層４Ｚ
を形成する。そして、遮光層４Ｚで覆われたポリシリコ
ン電極層３，４を平坦化層５でさらに覆い、平坦化層５
上にカラーフィルタ６を形成する。その後、マイクロレ
ンズアレイのレンズ材料層７をカラーフィルタ６上に形
成し、レンズ材料層７上にマスク層８を塗布してマスク
層８を８角形状に加工している。マイクロレンズアレイ
を構成するマイクロレンズの曲率は、マスク層８の厚さ
８Ｈに依存する。

【０００８】図３は、固体撮像素子の表面に形成された
マイクロレンズアレイを例示する概略的な構成図であ
る。図３のマイクロレンズアレイ７Ｍでは、図１および
図２に示す製造工程中の固体撮像素子を加熱処理して８
角形状のマスク層８を融解させ、マスク層８を回転楕円
体を回転軸に平行な平面で切り取ったような形状にし、
レンズ材料層７（または、マスク層８とレンズ材料層
７）をエッチングすることで、マスク層８の形状をレン
ズ材料層７に転写して各マイクロレンズ７Ｒを形成して
いる。

【０００９】図４は、図３のマイクロレンズアレイおよ
びその下部の構造を示す概略的な説明図である。図４
（ｅ）は、図３中のＥ−Ｆ断面構造を示す概略的な構造
図である。図４（ｇ）は、図３中のＧ−Ｈ断面構造を示
す概略的な構造図である。

【００１０】図４（ｅ）および図４（ｇ）に示すよう
に、レンズ材料層７は、融解されたマスク層８の形状が
エッチングにより転写されており、凸形のマイクロレン
ズ７Ｒとなっている。マイクロレンズ７Ｒの高さ７Ｈ
は、マイクロレンズ７Ｒの曲率に依存している。マイク
ロレンズ７Ｒの光軸７Ａは、感光部２の表面に対して垂
直になっている。

【００１１】各感光部２に対応するマイクロレンズ７Ｒ
の曲率は、マスク層８の厚さに依存し、マスク層８が薄
いほうが、マイクロレンズ７Ｒの曲率を小さくすること
ができる。しかし、マスク層８を塗布する厚さは、マス
ク材料の粘性および塗布むらの防止の観点から、薄く塗
布することには所定の限界がある。

【００１２】また、図１〜図４に示すマイクロレンズア
レイの製造方法では、マイクロレンズアレイ７Ｍの各光
軸７Ａは、感光部２の表面に対して垂直または実質的に
垂直である。このため、マイクロレンズアレイ７Ｍを経
て開口部２Ａに入射する光は、入射光の進行方向と光軸
７Ａとの相違により集光効果に差が生じ、固体撮像素子
の受光面の中央部に入射する光量と受光面の周辺部に入
射する光量とに差が生じ、受光面の感光部の感度に差が
生じる。

【００１３】本発明の第１の目的は、レンズ曲率を小さ
くすることが可能なマイクロレンズアレイおよびその製
造方法ならびに固体撮像素子およびその製造方法を提供
することにある。本発明の第２の目的は、レンズ光軸方
向を設定可能なマイクロレンズアレイおよびその製造方
法ならびに固体撮像素子およびその製造方法を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロレ
ンズアレイの製造方法は、マイクロレンズアレイのレン
ズ材料層または当該レンズ材料層下に、当該レンズ材料
からなる格子状パターンの層を形成する工程と、前記格
子状パターンに囲まれた各領域の一部または全部を覆う
マスク層を前記レンズ材料層上に形成する工程と、前記
マスク層を融解して前記マイクロレンズアレイの立体形
状にする工程と、前記マスク層の立体形状が前記レンズ
材料層に転写されるように、前記レンズ材料層と前記格
子状パターンの層とをエッチングする工程とを有する。

【００１５】本発明に係るマイクロレンズアレイの製造
方法では、好適には、前記マイクロレンズアレイは、固
体撮像素子の受光面にマトリクス状に配置された感光部
に対応して形成され、前記マスク層は、前記格子状パタ
ーンに囲まれた領域の全部を覆っており、前記格子状パ
ターンに囲まれた領域の中心位置と、当該領域に対応す
る前記感光部の中心位置とを結ぶ直線は、前記受光面に
対して垂直または実質的に垂直である。

【００１６】本発明に係るマイクロレンズアレイの製造
方法では、好適には、前記マイクロレンズアレイは、固
体撮像素子の受光面にマトリクス状に配置された感光部
に対応して形成され、前記マスク層は、前記格子状パタ
ーンに囲まれた領域の一部を覆っており、前記格子状パ
ターンに囲まれた領域の中心位置と、当該領域に対応す
る前記感光部の中心位置とを結ぶ直線は、前記受光面の
垂直方向に対して傾斜しており、前記感光部の中心位置
から当該感光部に対応する前記領域の中心位置までの前
記受光面上のずれ量は、前記受光面の中央部から前記感
光部までの距離に応じた大きさである。

【００１７】本発明に係るマイクロレンズアレイは、マ
イクロレンズをマトリクス状に配列したマイクロレンズ
アレイであって、前記マイクロレンズの光軸が、前記マ
イクロレンズアレイの形成面の垂直方向に対して傾斜し
ている。本発明に係るマイクロレンズアレイでは、好適
には、前記マイクロレンズの光軸は、光源からの光の入
射方向に対して平行または実質的に平行である。

【００１８】本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、
感光部をマトリクス状に配列した受光部と、配列された
前記感光部の各々に対応するマイクロレンズからなるマ
イクロレンズアレイとを有する固体撮像素子の製造方法
において、前記マイクロレンズアレイのレンズ材料層ま
たは当該レンズ材料層下に、当該レンズ材料からなる格
子状パターンの層を形成する工程と、前記格子状パター
ンに囲まれた各領域の一部または全部を覆うマスク層を
前記レンズ材料層上に形成する工程と、前記マスク層を
融解して前記マイクロレンズアレイの立体形状にする工
程と、前記マスク層の立体形状が前記レンズ材料層に転
写されるように、前記レンズ材料層と前記格子状パター
ンの層とをエッチングする工程とを有する。

【００１９】本発明に係る固体撮像素子の製造方法で
は、好適には、前記マスク層は、前記格子状パターンに
囲まれた領域の全部を覆っており、前記格子状パターン
に囲まれた領域の中心位置と、当該領域に対応する前記
感光部の中心位置とを結ぶ直線は、前記受光面に対して
垂直または実質的に垂直である。

【００２０】本発明に係る固体撮像素子の製造方法で
は、好適には、前記マスク層は、前記格子状パターンに
囲まれた領域の一部を覆っており、前記格子状パターン
に囲まれた領域の中心位置と、当該領域に対応する前記
感光部の中心位置とを結ぶ直線は、前記受光面の垂直方
向に対して傾斜しており、前記感光部の中心位置から当
該感光部に対応する前記領域の中心位置までの前記受光
面上のずれ量は、前記受光面の中央部から前記感光部ま
での距離に応じた大きさである。

【００２１】本発明に係る固体撮像素子は、感光部がマ
トリクス状に配列された受光面と、配列された前記感光
部の各々に対応するマイクロレンズからなるマイクロレ
ンズアレイとを有する固体撮像素子において、前記マイ
クロレンズの光軸が、前記受光面の垂直方向に対して傾
斜している。本発明に係る固体撮像素子では、好適に
は、前記マイクロレンズの光軸は、光源からの光の入射
方向に対してして平行または実質的に平行である。

【００２２】格子状パターンに囲まれた各領域の一部ま
たは全部を覆うマスク層を形成することで、格子状パタ
ーンの層の上面からマスク層の上面までの距離を、レン
ズ材料層の上面からマスク層の上面までの距離よりも小
さくすることができる。このマスク層を加熱処理等によ
り融解してマイクロレンズアレイの立体形状にすること
で、マイクロレンズの曲率を小さくすることが可能であ
る。マスク層の立体形状がレンズ材料層に転写されるよ
うに、マスク層とレンズ材料層と格子状パターンの層と
をエッチングすることで、レンズ曲率の小さいマイクロ
レンズアレイを形成することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照して説明する。

【００２４】第１の実施の形態 図５〜図１０は、本発明に係るマイクロレンズアレイの
製造方法の第１の実施の形態を示す説明図である。この
マイクロレンズアレイは、固体撮像素子の表面に、画素
とマイクロレンズとが対応するように形成される。な
お、図５、図７および図９では、ポリシリコン層１３，
１４と垂直転送ＣＣＤ５１とを覆う遮光層が、省略され
ている。

【００２５】図５は、マイクロレンズアレイを有する固
体撮像素子の製造工程におけるマイクロレンズアレイ形
成面の概略的な平面図である。図５では、矩形状または
略矩形状の開口部１２Ａがマトリクス状に配置されてい
る。垂直転送ＣＣＤ５１は、開口部１２Ａの感光部に蓄
積された信号電荷の転送を行う。

【００２６】ポリシリコン電極層１３，１４は、垂直転
送ＣＣＤ５１に駆動電圧を印加する。格子状パターンの
層１９は、レンズ材料からなり、ポリシリコン電極層１
３，１４に沿って形成されている。開口部１２Ａの中心
と格子状パターンの層１９に囲まれた領域の中心とが一
致している（開口部１２Ａの中心と格子状パターンの層
１９に囲まれた領域の中心とを結ぶ直線が、固体撮像素
子の受光面に対して垂直または実質的に垂直である）。

【００２７】図５では、開口部１２Ａの縦方向の寸法
は、格子状パターンの層１９に囲まれた領域の縦方向の
寸法よりも大きい。また、開口部１２Ａの横方向の寸法
は、格子状パターンの層１９に囲まれた領域の横方向の
寸法よりも小さい。格子状パターンの層１９に囲まれた
各領域の大きさにより、マイクロレンズの曲率を制御可
能である。

【００２８】図６は、図５に示すマイクロレンズアレイ
の形成面およびその下部の断面構造を示す概略的な説明
図である。図６（ｉ）は、図５中のＩ−Ｊ断面構造を示
す概略的な構造図である。図６（ｋ）は、図５中のＫ−
Ｌ断面構造を示す概略的な構造図である。

【００２９】図６（ｉ）および図６（ｋ）に示すよう
に、半導体基板１１にホトダイオードからなる感光部１
２を形成し、半導体基板１１上にポリシリコン電極層１
３を形成し、さらにポリシリコン電極層１４を形成す
る。そのポリシリコン電極層１３，１４を覆うように、
金属の遮光層１４Ｚを形成する。そして、遮光層１４Ｚ
で覆われたポリシリコン電極層１３，１４を平坦化層１
５でさらに覆い、平坦化層１５上にカラーフィルタ１６
を形成する。その後、マイクロレンズアレイのレンズ材
料層１７をカラーフィルタ１６上に形成し、レンズ材料
層１７上に格子状パターンの層１９を形成する。感光部
１２は、固体撮像素子の受光面にマトリクス状に配置さ
れている。

【００３０】図７は、図５に示すマイクロレンズアレイ
形成面上にマスク層を形成した状態を示す説明図であ
る。各マスク層１８は、対応する開口部１２Ａを覆って
いると共に、格子状パターンの層１９に囲まれた領域を
覆っており、８角形状に加工されている。開口部１２Ａ
の中心と、格子状パターンの層１９に囲まれた領域の中
心と、開口部１２Ａに対応するマスク層１８の中心とが
一致している（開口部１２Ａの中心と、開口部１２Ａに
対応するマスク層１８の中心とを結ぶ直線が、固体撮像
素子の受光面に対して垂直または実質的に垂直であ
る）。

【００３１】図８は、図７のマイクロレンズアレイ形成
面およびその下部の構造を示す概略的な説明図である。
図８（ｑ）は、図７中のＱ−Ｒ断面構造を示す概略的な
構造図である。図８（ｓ）は、図７中のＳ−Ｔ断面構造
を示す概略的な構造図である。

【００３２】図８（ｑ）および図８（ｓ）に示すよう
に、格子状パターンの層１９の間の領域を埋めるように
マスク層１８が形成されている。なお、マイクロレンズ
の曲率は、格子状パターンの層１９の上面からマスク層
１８の上面までの高さ１８ｈに依存する。格子状パター
ンの層１９を設けることで、レンズ材料層１７の上面か
らマスク層１８の上面までの高さよりも、高さ１８ｈを
低くすることができ、融解時の表面張力等によりレンズ
曲率を小さくすることが可能である。

【００３３】図９は、固体撮像素子の表面に形成された
マイクロレンズアレイを示す概略的な構成図である。な
お、開口部１２Ａ上には、対応するマイクロレンズ１７
Ｒが形成されており、図９では４つのマイクロレンズ１
７Ｒを例示して他のマイクロレンズを省略して図解して
いる。

【００３４】図９のマイクロレンズアレイ１７Ｍでは、
図７および図８に示す製造工程中の固体撮像素子を加熱
処理して８角形状のマスク層１８を融解させ、マスク層
１８の表面を回転楕円体を回転軸に平行な平面で切り取
った部分の表面のような形状にし、格子状パターンの層
１９およびレンズ材料層１７（または、マスク層１８と
格子状パターンの層１９とレンズ材料層１７）をエッチ
ングすることで、マスク層１８の形状をレンズ材料層１
７に転写してマイクロレンズ１７Ｒを形成している。

【００３５】図１０は、図９のマイクロレンズアレイお
よびその下部の断面構造を示す概略的な説明図である。
図１０（ｕ）は、図９中のＵ−Ｖ断面構造を示す概略的
な構造図である。図１０（ｗ）は、図９中のＷ−Ｘ断面
構造を示す概略的な構造図である。

【００３６】図１０（ｕ）および図１０（ｗ）に示すよ
うに、レンズ材料層１７は、融解されたマスク層１８の
形状がエッチングにより転写されており、凸形のマイク
ロレンズ１７Ｒとなっている。マイクロレンズ１７Ｒの
高さ１７Ｈは、マイクロレンズ１７Ｒの曲率に依存して
おり、格子状パターンの層１９によりレンズ曲率を小さ
くすることができる。マイクロレンズ１７Ｒの光軸１７
Ａは、感光部１２の表面に対して垂直になっている。

【００３７】第２の実施の形態 図１１〜図１６は、本発明に係るマイクロレンズアレイ
の製造方法の第２の実施の形態を示す説明図である。こ
のマイクロレンズアレイは、固体撮像素子の表面に、画
素とマイクロレンズとが対応するように形成される。な
お、図１１、図１３および図１５では、ポリシリコン層
２３，２４と垂直転送ＣＣＤ５２とを覆う遮光層が、省
略されている。

【００３８】図１１は、マイクロレンズアレイを有する
固体撮像素子の製造工程におけるマイクロレンズアレイ
形成面の概略的な平面図である。図１１では、矩形状ま
たは略矩形状の開口部２２Ａがマトリクス状に配置され
ている。垂直転送ＣＣＤ５２は、開口部２２Ａの感光部
に蓄積された信号電荷の転送を行う。

【００３９】ポリシリコン電極層２３，２４は、垂直転
送ＣＣＤ５２に駆動電圧を印加する。格子状パターンの
層２９は、レンズ材料からなり、ポリシリコン電極層２
３，２４に沿って形成されている。開口部２２Ａの中心
と格子状パターンの層２９に囲まれた領域の中心とが相
違しており、当該領域の中心が図１１では左下方向にず
れている。

【００４０】すなわち、開口部２２Ａの中心と格子状パ
ターンの層２９に囲まれた領域の中心とを結ぶ直線が、
固体撮像素子の受光面の垂直方向に対して傾斜してい
る。このように格子状パターンの層２９を形成すること
で、マイクロレンズの形状を非対象にすることができ、
レンズ光軸方向を制御可能である。また、格子状パター
ンの層２９に囲まれた各領域の大きさにより、マイクロ
レンズの曲率を制御可能である。

【００４１】図１２は、図１１に示すマイクロレンズア
レイの形成面およびその下部の断面構造を示す概略的な
説明図である。図１２（ｍ）は、図１１中のＭ−Ｎ断面
構造を示す概略的な構造図である。図１２（ｏ）は、図
１１中のＯ−Ｐ断面構造を示す概略的な構造図である。

【００４２】図１２（ｍ）および図１２（ｏ）に示すよ
うに、半導体基板２１にホトダイオードからなる感光部
２２を形成し、半導体基板２１上にポリシリコン電極層
２３を形成し、さらにポリシリコン電極層２４を形成す
る。そのポリシリコン電極層２３，２４を覆うように、
金属の遮光層２４Ｚを形成する。そして、遮光層２４Ｚ
で覆われたポリシリコン電極層２３，２４を平坦化層２
５でさらに覆い、平坦化層２５上にカラーフィルタ２６
を形成する。その後、マイクロレンズアレイのレンズ材
料層２７をカラーフィルタ２６上に形成し、レンズ材料
層２７上に格子状パターンの層２９を形成する。感光部
２２は、固体撮像素子の受光面にマトリクス状に配置さ
れている。

【００４３】図１３は、図１１に示すマイクロレンズア
レイ形成面上にマスク層を形成した状態を示す説明図で
ある。各マスク層２８は、対応する開口部２２Ａを覆っ
ていると共に、格子状パターンの層２９に囲まれた領域
の一部を覆っており、８角形状に加工されている。開口
部２２Ａの中心と、開口部２２Ａに対応するマスク層２
８の中心とが一致している（開口部２２Ａの中心と、開
口部２２Ａに対応するマスク層２８の中心とを結ぶ直線
が、固体撮像素子の受光面に対して垂直または実質的に
垂直である）。

【００４４】図１４は、図１３のマイクロレンズアレイ
形成面およびその下部の構造を示す概略的な説明図であ
る。図１４（ｒ）は、図１３中のＱ２−Ｒ２断面構造を
示す概略的な構造図である。図１４（ｔ）は、図１３中
のＳ２−Ｔ２断面構造を示す概略的な構造図である。

【００４５】図１４（ｒ）および図１４（ｔ）に示すよ
うに、格子状パターン２９の間の領域の一部を埋めるよ
うにマスク層２８が形成されており、レンズ材料層２７
の上面からマスク層２８の上面までの高さ２８Ｈと、格
子状パターン２９の上面からマスク層２８の上面までの
高さ２８ｈとが相違する。なお、マイクロレンズの曲率
は、高さ２８Ｈ，２８ｈに依存し、高さ２８Ｈ，２８ｈ
の差により、融解時の表面張力等を利用してマイクロレ
ンズの形状を非対称にすることができる。なお、開口部
２２Ａまたはその感光部２２の中心位置から当該感光部
２２に対応する格子状パターンの層２９で囲まれた領域
の中心位置までの受光面上のずれ量は、受光面の中央部
から当該感光部２２までの距離に応じた大きさ（例えば
比例した大きさ）とする。

【００４６】図１５は、固体撮像素子の表面に形成され
たマイクロレンズアレイを示す概略的な構成図である。
なお、開口部２２Ａ上には、対応するマイクロレンズ２
７Ｒが形成されており、図１５では４つのマイクロレン
ズ２７Ｒを例示して他のマイクロレンズを省略して図解
している。

【００４７】図１５のマイクロレンズアレイ２７Ｍで
は、図１３および図１４に示す製造工程中の固体撮像素
子を加熱処理して８角形状のマスク層２８を融解させ、
マスク層２８の表面を回転楕円体を回転軸に平行な平面
で切り取った部分の表面のような形状にし、格子状パタ
ーンの層２９およびレンズ材料層２７（または、マスク
材料２８と格子状パターンの層２９とレンズ材料層２
７）をエッチングすることで、マスク層２８の形状をレ
ンズ材料層２７に転写してマイクロレンズ２７Ｒを形成
している。

【００４８】図１６は、図１５のマイクロレンズアレイ
およびその下部の構造を示す概略的な説明図である。図
１６（ｖ）は、図１５中のＵ２−Ｖ２断面構造を示す概
略的な構造図である。図１６（ｘ）は、図１５中のＷ２
−Ｘ２断面構造を示す概略的な構造図である。

【００４９】図１６（ｖ）および図１６（ｘ）に示すよ
うに、レンズ材料層２７は、融解されたマスク層２８の
形状がエッチングにより転写されており、凸形のマイク
ロレンズ２７Ｒとなっている。マイクロレンズ２７Ｒの
光軸２７Ａは、感光部２２の表面に対して垂直からずれ
ている。このように、感光部２２の中心位置から当該感
光部２２に対応する格子状パターンの層２９で囲まれた
領域の中心位置までの受光面上のずれ量を設けること
で、マイクロレンズ２７Ｒの光軸方向２７Ａを、受光面
の垂直方向から傾斜させることができる。

【００５０】また、感光部２２の中心位置から当該感光
部２２に対応する格子状パターンの層２９で囲まれた領
域の中心位置までの受光面上のずれ量を、受光面の中央
部から当該感光部２２までの距離に比例した大きさとす
ることで、マイクロレンズ２７Ｒの光軸２７Ａを、光源
からの光の入射方向に対して平行または実質的に平行に
することができる。これにより、マイクロレンズアレイ
２７Ｍを経て開口部２２Ａに入射する光は、入射光の進
行方向と光軸２７Ａとの相違による集光効果の差の発生
を防止することができ、固体撮像素子の受光面の中央部
に入射する光量と受光面の周辺部に入射する光量との差
を小さくすることができ、受光面の感光部の感度差を低
減可能である。

【００５１】なお、図５および図６において、レンズ材
料層１７を格子状パターンの層１９を含めた厚さにして
おき、このレンズ材料層１７をエッチングすることで格
子状パターンの層１９を形成してもよい。同様に、図１
１および図１２において、レンズ材料層２７を格子状パ
ターンの層２９を含めた厚さにしておき、このレンズ材
料層２７をエッチングすることで格子状パターンの層２
９を形成してもよい。また、上記実施の形態は本発明の
例示であり、本発明は上記実施の形態に限定されない。

【００５２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、レンズ曲率を小さくすることが可能なマイクロレン
ズアレイおよびその製造方法ならびに固体撮像素子およ
びその製造方法を提供することができる。また、本発明
によれば、レンズ光軸方向を設定可能なマイクロレンズ
アレイおよびその製造方法ならびに固体撮像素子および
その製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロレンズアレイを有する固体撮像素子の
製造工程におけるマイクロレンズアレイ形成面の概略的
な平面図である。

【図２】図１に示すマイクロレンズアレイ形成面とその
下部の断面構造を示す概略的な説明図である。

【図３】図１および図２のマイクロレンズアレイ形成面
に形成されたマイクロレンズアレイを例示する概略的な
構成図である。

【図４】図３のマイクロレンズアレイおよびその下部の
構造を示す概略的な説明図である。

【図５】マイクロレンズアレイを有する固体撮像素子の
製造工程におけるマイクロレンズアレイ形成面の概略的
な平面図である。

【図６】図５に示すマイクロレンズアレイの形成面およ
びその下部の断面構造を示す概略的な説明図である。

【図７】図５に示すマイクロレンズアレイ形成面上にマ
スク層を形成した状態を示す説明図である。

【図８】図７のマイクロレンズアレイ形成面およびその
下部の構造を示す概略的な説明図である。

【図９】図７および図８に示すマイクロレンズアレイ形
成面により形成されたマイクロレンズアレイを示す概略
的な構成図である。

【図１０】図９のマイクロレンズアレイおよびその下部
の断面構造を示す概略的な説明図である。

【図１１】マイクロレンズアレイを有する固体撮像素子
の製造工程におけるマイクロレンズアレイ形成面の概略
的な平面図である。

【図１２】図１１に示すマイクロレンズアレイの形成面
およびその下部の断面構造を示す概略的な説明図であ
る。

【図１３】図１１に示すマイクロレンズアレイ形成面上
にマスク層を形成した状態を示す説明図である。

【図１４】図１３のマイクロレンズアレイ形成面および
その下部の構造を示す概略的な説明図である。

【図１５】図１３および図１４に示すマイクロレンズア
レイ形成面により形成されたマイクロレンズアレイを示
す概略的な構成図である。

【図１６】図１５のマイクロレンズアレイおよびその下
部の構造を示す概略的な説明図である。

【符号の説明】

１，１１，２１…半導体基板、２，１２，２２…感光
部、２Ａ，１２Ａ，２２Ａ…開口部、３，４，１３，１
４，２３，２４…ポリシリコン電極層、５，１５，２５
…平坦化層、６，１６，２６…カラーフィルタ、７，１
７，２７…レンズ材料層、７Ａ，１７Ａ，２７Ａ…光
軸、７Ｍ，１７Ｍ，２７Ｍ…マイクロレンズアレイ、７
Ｒ，１７Ｒ，２７Ｒ…マイクロレンズ、８，１８，２８
…マスク層、１９，２９…格子状パターンの層、５０〜
５２…垂直転送ＣＣＤ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロレンズアレイのレンズ材料層また
   は当該レンズ材料層下に、当該レンズ材料からなる格子
   状パターンの層を形成する工程と、 前記格子状パターンに囲まれた各領域の一部または全部
   を覆うマスク層を前記レンズ材料層上に形成する工程
   と、 前記マスク層を融解して前記マイクロレンズアレイの立
   体形状にする工程と、 前記マスク層の立体形状が前記レンズ材料層に転写され
   るように、前記レンズ材料層と前記格子状パターンの層
   とをエッチングする工程とを有するマイクロレンズアレ
   イの製造方法。
2. 【請求項２】前記マイクロレンズアレイは、固体撮像素
   子の受光面にマトリクス状に配置された感光部に対応し
   て形成され、 前記マスク層は、前記格子状パターンに囲まれた領域の
   全部を覆っており、 前記格子状パターンに囲まれた領域の中心位置と、当該
   領域に対応する前記感光部の中心位置とを結ぶ直線は、
   前記受光面に対して垂直または実質的に垂直である請求
   項１記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
3. 【請求項３】前記マイクロレンズアレイは、固体撮像素
   子の受光面にマトリクス状に配置された感光部に対応し
   て形成され、 前記マスク層は、前記格子状パターンに囲まれた領域の
   一部を覆っており、 前記格子状パターンに囲まれた領域の中心位置と、当該
   領域に対応する前記感光部の中心位置とを結ぶ直線は、
   前記受光面の垂直方向に対して傾斜しており、 前記感光部の中心位置から当該感光部に対応する前記領
   域の中心位置までの前記受光面上のずれ量は、前記受光
   面の中央部から前記感光部までの距離に応じた大きさで
   ある請求項１記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
4. 【請求項４】マイクロレンズをマトリクス状に配列した
   マイクロレンズアレイであって、 前記マイクロレンズの光軸が、前記マイクロレンズアレ
   イの形成面の垂直方向に対して傾斜しているマイクロレ
   ンズアレイ。
5. 【請求項５】前記マイクロレンズの光軸は、光源からの
   光の入射方向に対して平行または実質的に平行である請
   求項４記載のマイクロレンズアレイ。
6. 【請求項６】感光部をマトリクス状に配列した受光部
   と、配列された前記感光部の各々に対応するマイクロレ
   ンズからなるマイクロレンズアレイとを有する固体撮像
   素子の製造方法において、 前記マイクロレンズアレイのレンズ材料層または当該レ
   ンズ材料層下に、当該レンズ材料からなる格子状パター
   ンの層を形成する工程と、 前記格子状パターンに囲まれた各領域の一部または全部
   を覆うマスク層を前記レンズ材料層上に形成する工程
   と、 前記マスク層を融解して前記マイクロレンズアレイの立
   体形状にする工程と、 前記マスク層の立体形状が前記レンズ材料層に転写され
   るように、前記レンズ材料層と前記格子状パターンの層
   とをエッチングする工程とを有する固体撮像素子の製造
   方法。
7. 【請求項７】前記マスク層は、前記格子状パターンに囲
   まれた領域の全部を覆っており、 前記格子状パターンに囲まれた領域の中心位置と、当該
   領域に対応する前記感光部の中心位置とを結ぶ直線は、
   前記受光面に対して垂直または実質的に垂直である請求
   項６記載の固体撮像素子の製造方法。
8. 【請求項８】前記マスク層は、前記格子状パターンに囲
   まれた領域の一部を覆っており、 前記格子状パターンに囲まれた領域の中心位置と、当該
   領域に対応する前記感光部の中心位置とを結ぶ直線は、
   前記受光面の垂直方向に対して傾斜しており、 前記感光部の中心位置から当該感光部に対応する前記領
   域の中心位置までの前記受光面上のずれ量は、前記受光
   面の中央部から前記感光部までの距離に応じた大きさで
   ある請求項６記載の固体撮像素子の製造方法。
9. 【請求項９】感光部がマトリクス状に配列された受光面
   と、配列された前記感光部の各々に対応するマイクロレ
   ンズからなるマイクロレンズアレイとを有する固体撮像
   素子において、 前記マイクロレンズの光軸が、前記受光面の垂直方向に
   対して傾斜している固体撮像素子。
10. 【請求項１０】前記マイクロレンズの光軸は、光源から
    の光の入射方向に対してして平行または実質的に平行で
    ある請求項９記載の固体撮像素子。