JP2006344734A - マイクロレンズの製造方法 - Google Patents

マイクロレンズの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006344734A
JP2006344734A JP2005168326A JP2005168326A JP2006344734A JP 2006344734 A JP2006344734 A JP 2006344734A JP 2005168326 A JP2005168326 A JP 2005168326A JP 2005168326 A JP2005168326 A JP 2005168326A JP 2006344734 A JP2006344734 A JP 2006344734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
overcoat
microlens
heating
resist material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005168326A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeo Yoshida
丈夫 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fujifilm Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Holdings Corp filed Critical Fujifilm Holdings Corp
Priority to JP2005168326A priority Critical patent/JP2006344734A/ja
Publication of JP2006344734A publication Critical patent/JP2006344734A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

【課題】使用する材料によらずに、ギャップを精度良く制御することが可能なマイクロレンズの製造方法を提供する。
【解決手段】平坦化膜2上にレジスト材料膜3aのパターンを形成するパターン形成工程と、後の加熱工程の加熱時におけるレジスト材料膜3aの変形度合いを制御するためのオーバーコート膜4aを、レジスト材料膜3aを覆って形成するオーバーコート膜形成工程と、オーバーコート膜形成工程後、オーバーコート膜4aを加熱するオーバーコート膜加熱工程と、オーバーコート膜加熱工程後、レジスト材料膜3aを加熱して凸型のレンズ形状に変形させる加熱工程とを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、平坦面上にマイクロレンズ材料膜のパターンを形成するパターン形成工程と、前記マイクロレンズ材料膜を加熱して前記マイクロレンズ材料膜を凸型のレンズ形状に変形させる加熱工程とを含むマイクロレンズの製造方法に関する。
固体撮像素子等に搭載されるマイクロレンズは、一般に、カラーフィルタ上に平坦化膜を形成した後、この平坦化膜上に透明樹脂等のレジスト材料のパターンを形成し、このレジスト材料を加熱して凸型のレンズ形状に変形させることで製造される。近年の固体撮像素子の微細化に伴い、マイクロレンズ間のギャップを狭くすることが求められており、上記レジスト材料を加熱した際のレジスト材料の変形度合いを精度良く制御する技術が求められている。
このような技術として特許文献1に開示されたものがある。特許文献1に開示されたマイクロレンズの製造方法では、平坦化膜上に透明樹脂等のレジスト材料のパターンを形成した後、このレジスト材料をオーバーコート層で覆った状態で加熱してレンズ形状に変形させることで、マイクロレンズ間のギャップを精度良く制御可能にしている。
特開平11−317511号公報
特許文献1の方法では、レジスト材料とオーバーコート材料の組み合わせによっては、双方の間で化学干渉が起こってしまう場合があり、この場合、マイクロレンズ間のギャップを精度良く制御することが難しい。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使用する材料によらずに、ギャップを精度良く制御することが可能なマイクロレンズの製造方法を提供することを目的とする。
本発明のマイクロレンズの製造方法は、平坦面上にマイクロレンズ材料膜のパターンを形成するパターン形成工程と、前記マイクロレンズ材料膜を加熱して凸型のレンズ形状に変形させる加熱工程とを含むマイクロレンズの製造方法であって、前記加熱工程より前に、前記加熱工程の加熱時における前記マイクロレンズ材料膜の変形度合いを制御するためのオーバーコート膜を、前記マイクロレンズ材料膜を覆って形成するオーバーコート膜形成工程と、前記オーバーコート膜を加熱するオーバーコート膜加熱工程とを含む。
この方法により、マイクロレンズ材料とオーバーコート材料の組み合わせによらずに、マイクロレンズ間のギャップを精度良く制御することが可能となる。
本発明のマイクロレンズの製造方法は、前記加熱工程より前に、前記マイクロレンズ材料膜を加熱して、前記マイクロレンズ材料膜を変形させておくプレ加熱工程を含み、前記オーバーコート膜形成工程と前記オーバーコート膜加熱工程を、前記プレ加熱工程と前記加熱工程の間に行う。
本発明のマイクロレンズの製造方法は、前記オーバーコート膜加熱工程時の加熱条件を、前記オーバーコート膜で覆われている前記マイクロレンズ材料膜が変形しない程度の条件に設定する。
本発明のマイクロレンズの製造方法は、前記加熱工程後、前記オーバーコート膜を除去するオーバーコート膜除去工程を含む。
本発明によれば、使用する材料によらずに、ギャップを精度良く制御することが可能なマイクロレンズの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、固体撮像素子に搭載されるマイクロレンズの製造方法を例にして説明する。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態を説明するためのマイクロレンズの製造方法を示す断面工程図である。
固体撮像素子のカラーフィルタ1までを公知の方法で製造した後、カラーフィルタ1の上に透明樹脂等からなる平坦化膜2を形成する。平坦化膜2は、カラーフィルタ1表面の微小な凹凸を解消する。次に、平坦化膜2上に、マイクロレンズ材料としてエキシマレーザ又は紫外線露光用のレジスト材料を塗布してレジスト材料膜を形成し、紫外領域の光による露光及び現像を行って、矩形のレジスト材料膜3aのパターンを形成する(パターン形成工程:図1(A))。矩形のレジスト材料膜3aは、固体撮像素子の光電変換素子の開口部上方に形成される。
次に、矩形のレジスト材料膜3a上に、後の加熱工程での加熱によるレジスト材料膜3aの変形度合いを制御するためのオーバーコート材料を塗布し、矩形のレジスト材料膜3aを覆ったオーバーコート膜4aを形成する(オーバーコート膜形成工程:図1(B))。オーバーコート材料としては、水溶性樹脂や界面活性剤等を含む膜厚300〜5000Å程度の回転塗布が可能な水溶性有機材料であることが望ましい。
オーバーコート膜は、その厚さを変化させることにより、加熱されたときの膜中の応力が変化する。特に、膜厚方向の変化の度合いは大きい。このため、オーバーコート膜の塗布膜厚を制御することで、レジスト材料膜3aを加熱したときのレジスト材料膜3aの変形度合いを細かく制御することができる。
次に、オーバーコート膜4aを加熱する(オーバーコート膜加熱工程:図1(C))。この加熱後のオーバーコート膜をオーバーコート膜4bとする。このオーバーコート膜加熱工程は、オーバーコート膜4aの膜質安定化、及び、オーバーコート膜4aと矩形のレジスト材料膜3aとのインターミキシング等の化学干渉を防止するためのものである。この時の加熱条件(加熱温度及び加熱時間)は、矩形のレジスト材料膜3aが熱溶融によって変形しない程度に設定する。
次に、矩形のレジスト材料膜3aを加熱して、矩形のレジスト材料膜3aを凸型のレンズ形状に変形させる(加熱工程:図1(D))。これにより、凸型のレンズ形状のレジスト材料膜3bが形成される。この加熱工程では、オーバーコート膜4bの熱溶融制御作用により、レジスト材料膜3aの変形度合いが制御されるため、レジスト材料膜3aが変形し過ぎて、隣接するレジスト材料膜3a同士がくっついてしまうといったことを抑制することができ、レジスト材料膜3b同士のギャップを精度良く形成することができる。又、隣接するレジスト材料膜3b同士の境界付近の曲率をオーバーコート膜4bの熱溶融制御作用によって制御することが可能なため、加熱工程後に形成されるマイクロレンズの光学的素子分解能を容易に向上させることができる。
又、レジスト材料とオーバーコート材料の組み合わせによっては、この加熱工程において、オーバーコート膜とレジスト材料膜との間で化学干渉が発生する場合があるが、本実施形態では、オーバーコート膜加熱工程においてオーバーコート膜4aを加熱してあるため、化学干渉の発生は抑えられる。この結果、レジスト材料とオーバーコート材料の組み合わせによらず、隣接するレジスト材料膜3b間のギャップを精度良く形成することができる。
次に、純水等の溶液でリンス処理を行ってオーバーコート膜4bを除去後、例えばレジスト材料膜3bの表面部分にイオン注入を行って硬化させることにより、マイクロレンズ3cを形成する(図1(E))。
このように、本実施形態の製造方法によれば、レジスト材料膜をオーバーコート膜で覆って加熱した後、レジスト材料膜を加熱して変形させてマイクロレンズを形成するため、レジスト材料とオーバーコート材料の組み合わせによらず、マイクロレンズ間のギャップを高精度に制御することができ、極めて微細なレンズ間ギャップ(例えばギャップが0〜0.2μm)を有するマイクロレンズの製造が可能となる。これにより、固体撮像素子の実効的な開口面積を向上させ、感度等の光学特性のより優れた固体撮像素子を製造することが可能となる。
(第二実施形態)
図2は、本発明の第二実施形態を説明するためのマイクロレンズの製造方法を示す断面工程図である。図2において図1と同様の構成には同一符号を付してある。
図1(A)と同様の方法で、平坦化膜2上に、矩形のレジスト材料膜3aのパターンを形成する(パターン形成工程:図2(A))。
次に、矩形のレジスト材料膜3aを加熱し、凸型のレンズ形状に変形させておく(プレ加熱工程:図2(B))。これにより、凸型のレンズ形状のレジスト材料膜3dが形成される。このプレ加熱工程は、レジスト材料膜3aが後の加熱工程で熱溶融しやすくするために行うものであり、その加熱温度は、後の加熱工程での加熱温度よりも低温に設定する。
次に、矩形のレジスト材料膜3d上に、後の加熱工程での加熱によるレジスト材料膜3dの変形度合いを制御するためのオーバーコート材料を塗布し、矩形のレジスト材料膜3dを覆ったオーバーコート膜4cを形成する(オーバーコート膜形成工程:図2(C))。オーバーコート材料としては、水溶性樹脂や界面活性剤等を含む膜厚300〜5000Å程度の回転塗布が可能な水溶性有機材料であることが望ましい。
オーバーコート膜は、その厚さを変化させることにより、加熱されたときの膜中の応力が変化する。特に、膜厚方向の変化の度合いは大きい。このため、オーバーコート膜の塗布膜厚を制御することで、レジスト材料膜3dを加熱したときのレジスト材料膜3dの変形度合いを細かく制御することができる。
次に、オーバーコート膜4cを加熱する(オーバーコート膜加熱工程:図2(D))。この加熱後のオーバーコート膜をオーバーコート膜4dとする。このオーバーコート膜加熱工程は、オーバーコート膜4cの膜質安定化、及び、オーバーコート膜4cと矩形のレジスト材料膜3dとのインターミキシング等の化学干渉を防止するためのものである。この時の加熱条件(加熱温度及び加熱時間)は、矩形のレジスト材料膜3dが熱溶融によって変形しない程度に設定する。
次に、矩形のレジスト材料膜3dを加熱して、矩形のレジスト材料膜3dを最終的に形成したい凸型のレンズ形状に変形させる(加熱工程:図2(E))。これにより、凸型のレンズ形状のレジスト材料膜3eが形成される。この加熱工程では、オーバーコート膜4dの熱溶融制御作用により、レジスト材料膜3dの変形度合いが制御されるため、レジスト材料膜3dが変形し過ぎて、隣接するレジスト材料膜3d同士がくっついてしまうといったことを抑制することができ、レジスト材料膜3e同士のギャップを精度良く形成することができる。
又、レジスト材料とオーバーコート材料の組み合わせによっては、この加熱工程において、オーバーコート膜とレジスト材料膜の間で化学干渉が発生する場合があるが、本実施形態では、オーバーコート膜加熱工程においてオーバーコート膜4cを加熱してあるため、化学干渉の発生は抑えられる。この結果、レジスト材料とオーバーコート材料の組み合わせによらず、レジスト材料膜3e同士のギャップを精度良く形成することができる。
次に、純水等の溶液でリンス処理を行ってオーバーコート膜4dを除去後、例えばレジスト材料膜3eの表面部分にイオン注入を行って硬化させることにより、マイクロレンズ3fを形成する(図2(F))。
このように、本実施形態の製造方法によれば、レジスト材料膜をオーバーコート膜で覆って加熱した後、レジスト材料膜を加熱して変形させてマイクロレンズを形成するため、レジスト材料とオーバーコート材料の組み合わせによらず、マイクロレンズ間のギャップを高精度に制御することができ、極めて微細なレンズ間ギャップ(例えばギャップが0〜0.2μm)を有するマイクロレンズの製造が可能となる。これにより、固体撮像素子の実効的な開口面積を向上させ、感度等の光学特性のより優れた固体撮像素子を製造することが可能となる。
又、本実施形態の製造方法によれば、レジスト材料膜を一度低温で加熱して変形させておいてから、後の加熱工程で最終的な形状に変形させているため、第一実施形態よりも容易に、微細なレンズ間ギャップを形成することができる。
又、本実施形態の製造方法は、レジスト材料膜を一度低温で加熱して変形させておくため、レジスト材料が、PHS系樹脂等の熱溶融制御性の低いエキシマレーザ対応のレジスト材料等の場合に特に好適である。解像力の高いエキシマレーザによる露光を用いることにより、より微細なレンズ間ギャップを容易に形成することが可能である。
以下、本発明の効果を実施例と比較例によって説明する。
図3は、実施例1と比較例1の実験データ及び結果を示す図である。
実施例1では、第一実施形態で説明した製造工程でマイクロレンズを製造し、比較例1では、第一実施形態で説明した製造工程のうちのオーバーコート膜加熱工程を省略した製造工程でマイクロレンズを製造した。図3に示したように、比較例1では、レジスト材料とオーバーコート材料との間で化学干渉が発生してしまい、加熱工程後、隣接するレジスト材料膜同士がくっついてしまい、レジスト材料をレンズ形状にすることができなかった。これに対し、実施例1では、レンズ間ギャップが0.00μmのギャップレスマイクロレンズを形成することができており、本実施形態のようにオーバーコート膜加熱工程を追加することで、レンズ間ギャップを高精度に制御できることが証明された。
図4は、実施例2と比較例2の実験データ及び結果を示す図である。
実施例2では、第二実施形態で説明した製造工程でマイクロレンズを製造し、比較例2では、第二実施形態で説明した製造工程のうちのオーバーコート膜加熱工程を省略した製造工程でマイクロレンズを製造した。図4に示したように、比較例2では、レジスト材料とオーバーコート材料との間で化学干渉が発生してしまい、加熱工程後、隣接するレジスト材料膜同士がくっついてしまい、レジスト材料をレンズ形状にすることができなかった。これに対し、実施例2では、レンズ間ギャップが0.00μmのギャップレスマイクロレンズを形成することができており、本実施形態のようにオーバーコート膜加熱工程を追加することで、レンズ間ギャップを高精度に制御できることが証明された。
本発明の第一実施形態を説明するためのマイクロレンズの製造工程を示す図 本発明の第二実施形態を説明するためのマイクロレンズの製造工程を示す図 実施例1と比較例1の実験データ及び結果を示す図 実施例2と比較例2の実験データ及び結果を示す図
符号の説明
1 カラーフィルタ
2 平坦化膜
3a レジスト材料膜
3b 凸型のレンズ状に変形したレジスト材料膜
3c マイクロレンズ
4a オーバーコート膜
4b 加熱後のオーバーコート膜

Claims (4)

  1. 平坦面上にマイクロレンズ材料膜のパターンを形成するパターン形成工程と、前記マイクロレンズ材料膜を加熱して凸型のレンズ形状に変形させる加熱工程とを含むマイクロレンズの製造方法であって、
    前記加熱工程より前に、
    前記加熱工程の加熱時における前記マイクロレンズ材料膜の変形度合いを制御するためのオーバーコート膜を、前記マイクロレンズ材料膜を覆って形成するオーバーコート膜形成工程と、
    前記オーバーコート膜を加熱するオーバーコート膜加熱工程とを含むマイクロレンズの製造方法。
  2. 請求項1記載のマイクロレンズの製造方法であって、
    前記加熱工程より前に、前記マイクロレンズ材料膜を加熱して、前記マイクロレンズ材料膜を変形させておくプレ加熱工程を含み、
    前記オーバーコート膜形成工程と前記オーバーコート膜加熱工程を、前記プレ加熱工程と前記加熱工程の間に行うマイクロレンズの製造方法。
  3. 請求項1又は2記載のマイクロレンズの製造方法であって、
    前記オーバーコート膜加熱工程時の加熱条件は、前記オーバーコート膜で覆われている前記マイクロレンズ材料膜が変形しない程度の条件に設定するマイクロレンズの製造方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか記載のマイクロレンズの製造方法であって、
    前記加熱工程後、前記オーバーコート膜を除去するオーバーコート膜除去工程を含むマイクロレンズの製造方法。
JP2005168326A 2005-06-08 2005-06-08 マイクロレンズの製造方法 Withdrawn JP2006344734A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005168326A JP2006344734A (ja) 2005-06-08 2005-06-08 マイクロレンズの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005168326A JP2006344734A (ja) 2005-06-08 2005-06-08 マイクロレンズの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006344734A true JP2006344734A (ja) 2006-12-21

Family

ID=37641480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005168326A Withdrawn JP2006344734A (ja) 2005-06-08 2005-06-08 マイクロレンズの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006344734A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008166761A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Dongbu Hitek Co Ltd イメージセンサ及びその製造方法
JP2009059959A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 固体撮像装置のマイクロレンズ形成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008166761A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Dongbu Hitek Co Ltd イメージセンサ及びその製造方法
JP2009059959A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 固体撮像装置のマイクロレンズ形成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100233417B1 (ko) 마이크로렌즈 형성방법
JP4555030B2 (ja) マイクロレンズアレイおよび光学部材並びにマイクロレンズアレイの作製方法
TWI501022B (zh) 微透鏡之製造方法
JP2009113311A (ja) マイクロレンズアレイの製造方法
KR101839461B1 (ko) 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법
JP2006344734A (ja) マイクロレンズの製造方法
JP2009139545A (ja) 光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法
JP2005153271A (ja) 光学部品用金型の製造方法
US6740474B2 (en) Technique for making deep microstructures in photoresist
TW201617195A (zh) 用於生產光學玻璃元件之方法
JP2009130017A (ja) オーバーコート層形成方法及び固体撮像素子
KR100701355B1 (ko) 마이크로렌즈 어레이 및 이 마이크로렌즈 어레이의 복제용음각틀의 제작방법
KR100720514B1 (ko) 이미지 센서의 제조방법
JP2006305800A (ja) 成形用型、及び樹脂成形体の製造方法
JPH03190166A (ja) 固体撮像素子用マイクロレンズの製造方法
US20090186304A1 (en) Gravity and pressure enhanced reflow process to form lens structures
JPH11168052A (ja) 半導体装置の製造方法
US20220111562A1 (en) Method for producing a structure having at least one curved pattern
JP5565771B2 (ja) マイクロレンズの製造方法および撮像素子
JP4407290B2 (ja) 光学部品用金型の製造方法
WO2017030025A1 (ja) カラー固体撮像素子およびその製造方法
JP4915135B2 (ja) 固体撮像装置の製造方法
JP5608444B2 (ja) ガラス製マイクロレンズアレイの製造方法
KR100935762B1 (ko) Cmos이미지 센서의 마이크로 렌즈 형성용 마스크 및상기 마스크를 이용한 마이크로 렌즈 형성 방법
TW201625407A (zh) 光學元件的製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20061124

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071109

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071116

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080205

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20100506