JP2006073605A - マイクロレンズの形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板上に形成されたレンズ材料層130上に所定のレンズ形状を有するマスク層142が形成された被処理体に対してエッチング処理を行う。この場合の処理ガスとしてはフッ素原子を含み炭素原子を含まないガス例えばSF6ガスと,フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が0.5より大きいフルオロカーボン系ガス例えばC4F8とを含み,酸素ガスを含まない混合ガスを用いる。これにより,レンズ材料層とマスク層とをエッチングして,レンズ材料層にマスク層のレンズ形状を転写してマイクロレンズ132を形成する。
【選択図】 図3
Description
先ず,本発明の実施形態にかかるマイクロレンズの形成方法により形成されるマイクロレンズを備えた固体撮像素子の構成例について図1を参照しながら説明する。固体撮像素子100は,表面部に行列状に並ぶ感光部121を備えた半導体基板102を有する。感光部121に入射した光はフォトダイオードによって光電変換される。
次に,本発明の実施形態にかかるマイクロレンズの形成方法について図面を参照しながら説明する。図2はマクロレンズを形成するためのエッチング処理を施す膜構造の構成例を示す。図3は上記エッチング処理によりマイクロレンズが形成される過程を示す図である。
次に,マイクロレンズを形成する上記エッチング処理を行うためのエッチング装置の具体例について図面を参照しながら説明する。本実施形態にかかるエッチング処理は,平行平板型プラズマエッチング装置,ヘリコン波プラズマエッチング装置,誘導結合型プラズマエッチング装置など様々なタイプのエッチング装置で実施可能である。
次に,上述したようなエッチング装置200により上記エッチング処理を行う場合におけるエッチング装置200の動作について説明する。ここでは,例えば図1に示すようなマイクロレンズ132を形成するため,図2に示すような膜構造に本実施形態にかかるエッチング処理を施す場合を例に挙げる。
先ず,本実施形態にかかるエッチング処理で形成されたマイクロレンズのレンズ形状の評価について,CF4を処理ガスとしたエッチング処理により形成されたマイクロレンズのレンズ形状とを比較しながら説明する。本実施形態にかかるエッチング処理を行って形成されたマイクロレンズのレンズ形状の1例を図5に示し,CF4を処理ガスとしたエッチング処理によって形成されたマイクロレンズのレンズ形状の1例を図6示す。図5,図6はそれぞれ同等の膜厚をエッチング処理して形成されたマイクロレンズを走査型電子顕微鏡により上方から撮影したものをトレースしたものである。
次に,本実施形態にかかるエッチング処理におけるエッチングレートの評価についての実験結果を図7〜図12を参照しながら説明する。図7〜図9はSF6ガスにそれぞれC4F8ガス,C5F8ガス,C4F6ガスを混合した処理ガスを用いて本実施形態にかかるエッチング処理を行った場合の各ガスの流量比(体積混合比)とエッチングレートとの関係を示す図である。
以上のような図7〜図9によりエッチングレートの観点から考察した処理ガスの流量比の範囲と,図10〜図12によりレンズ形状の観点から考察した処理ガスの流量比の範囲とを併せて考慮すれば,エッチングレートを従来以上に高くでき,しかもレンズ形状の特性も向上させることができる処理ガスの流量比の実用的範囲は以下の通りである。すなわち,処理ガスがSF6ガスとC4F8ガスとの混合ガスの場合は,図7及び図10によればSF6ガスとC4F8ガスとの流量比(体積混合比SF6ガス:C4F8ガス)がおよそ1:1〜1:4の範囲が実用的範囲である。
102 半導体基板
121 感光部
122 導電膜
123 遮光膜
124 平坦化膜
125 カラーフィルタ層
130 レンズ材料層
132 マイクロレンズ
142 マスク層
200 エッチング装置
212a ガス源
212b ガス源
214a バルブ
214b バルブ
240 処理チャンバ
240a 上部室
240b 下部室
241 載置台
242 静電チャック
242a 電源スイッチ
243 フォーカスリング
244 絶縁板
245 支持台
246 ボールネジ機構
247 ベローズ
248 冷媒室
250 ガス供給室
250a ガス吐出孔
251 ガス供給路
253 排気路
254 真空排気手段
255 搬出入口
256 ゲートバルブ
261 ダイポールリング磁石
262 整合器
263 高周波電源部
W ウエハ
Claims (13)
- 基板上に形成されたレンズ材料層上に所定のレンズ形状を有するマスク層が形成された被処理体に対して所定の処理ガスを用いてエッチング処理を行うことにより,前記レンズ材料層と前記マスク層とをエッチングして,前記レンズ材料層に前記マスク層のレンズ形状を転写してレンズを形成するマイクロレンズの形成方法であって,
前記処理ガスは,フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスと,フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が少なくとも0.5より大きいフルオロカーボン系ガスとを含み,酸素ガスを含まない混合ガスであることを特徴とするマイクロレンズの形成方法。 - 前記フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスは,SF6ガス,NF3ガスのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記フルオロカーボン系ガスは,フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が0.7より小さいことを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記フルオロカーボン系ガスは,C4F8ガス,C5F8ガス,C4F6ガスの群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項3に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記処理ガスは,さらにフルオロカーボン系ガス,ハイドロフルオロカーボン系ガス,N2ガス,不活性ガスの群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記レンズ材料層は,光透過性有機膜であることを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記マスク層は,レジスト膜であることを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 基板上に形成された光透過性有機膜からなるレンズ材料層上に所定のレンズ形状を有するマスク層が形成された被処理体に対して所定の処理ガスを用いてエッチング処理を行うことにより,前記レンズ材料層と前記マスク層とをエッチングして,前記レンズ材料層に前記マスク層のレンズ形状を転写してレンズを形成するマイクロレンズの形成方法であって,
前記処理ガスは,SF6ガスに,C4F8ガス,C5F8ガス,C4F6ガスの群から選択される少なくとも1種を混合したガスであることを特徴とするマイクロレンズの形成方法。 - 前記処理ガスは,酸素ガスを含まないことを特徴とする請求項8に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記マスク層は,レジスト膜であることを特徴とする請求項8に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記処理ガスは,前記SF6ガスと前記C4F8ガスとの混合ガスであり,
前記SF6ガスと前記C4F8ガスとの体積混合比(SF6ガス:C4F8ガス)は,1:1〜1:4であることを特徴とする請求項10に記載のマイクロレンズの形成方法。 - 前記処理ガスは,前記SF6ガスと前記C5F8ガスとの混合ガスであり,
前記SF6ガスと前記C5F8ガスとの体積混合比(SF6ガス:C5F8)は,1:0.4〜1:0.8であることを特徴とする請求項10に記載のマイクロレンズの形成方法。 - 前記処理ガスは,前記SF6ガスと前記C4F6ガスとの混合ガスであり,
前記SF6ガスと前記C4F6ガスとの体積混合比(SF6ガス:C4F6ガス)は,1:0.2〜1:1.1であることを特徴とする請求項10に記載のマイクロレンズの形成方法。
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