JP2008009079A - マイクロレンズの形成方法及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】SiN膜よりなるレンズ材料層31と、有機膜よりなる中間層32と、レジスト膜よりなるマスク層33とを下からこの順序で備えたウエハWに対して、先ずCF4ガスとC4F8ガスとを含む第1の処理ガスを用いてエッチング処理を行うことにより、前記中間層32にマスク層33のレンズ形状を転写し、レンズ形状がマスク層33よりも大きい中間層32を形成する。次いでSF6ガスとCHF3ガスとを含む第2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31に中間層32のレンズ形状を転写し、隣接するレンズ間の平坦部間隔が初期間隔よりも狭いマイクロレンズ3を形成する。
【選択図】図2
Description
基板の上に無機材料よりなるレンズ材料層を形成する工程と、
次いでこのレンズ材料層の上に、有機材料よりなる中間層を形成する工程と、
次いでこのレンズ材料層の上に、有機材料よりなるマスク層を形成する工程と、
次いで前記マスク層にレンズ形状を形成する工程と、
次いで前記マスク層と中間層とに対してエッチング処理を行うことにより、前記中間層にマスク層のレンズ形状を転写する工程と、
次いでSF6ガスとCHF3ガスとを含む処理ガスを用いて、前記中間層とレンズ材料層とに対してエッチング処理を行うことにより、前記レンズ材料層に中間層のレンズ形状を転写し、レンズを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
Si3N4+6CF2 * → 3SiF4↑ + 2N2↑ + 6C↓
Si3N4+4CF3 * → 3SiF4↑ + 2N2↑ + 4C↓
この際、前記Cラジカル等よりなる堆積種は中間層32のレンズ形状の周縁領域に堆積していくので、さらにレンズ幅が大きくなり、この中間層32が転写されることによって、レンズ材料層31のレンズ幅が大きくなる。一方、エッチングの初期時に、レンズ材料層の間隔D1が初期間隔d1よりも大きくなることも既述と同様である。ここでレンズ材料層31のエッチングでは、既述の反応式に示すようにCラジカル等との反応により窒素(N2)ガスを発生するが、このN2ガスによりCラジカル等の堆積が阻害されてしまうと考えられる。このため、有機膜よりなる中間層32のエッチングに比較して、レンズ材料層31の間隔D1への前記堆積物による埋め込みが進行しにくく、レンズ形状の広がり速度が小さくなると推察される。
1/2SiO2+CF2 * → 1/2SiF4+CO
1/4SiO2+CF* → 1/4SiF4+1/2CO+1/2C
このようにSiO2膜のエッチングでは、O及びCOが発生すると共に、Cが堆積成分として放出され、このOやCOの影響により、有機膜である中間層32をエッチングする場合に比べて成膜性が小さくなると考えられるが、これらOやCOは、SiN膜のエッチング時に発生するN2ガスに比べてCラジカル等の堆積を阻害する程度が小さいと推察される。また後述の実施例よりも明らかなように、エッチング選択比が大きくなり過ぎてエッチングが進行しないという現象が発生しないので、エッチング選択比の増加に伴い、レンズ形状を大きく形成することが可能となるものと予測される。
1.レンズ材料層31がSiN膜より形成されている場合
(実施例1−1)
図6(a)に示すように、膜厚が1μmのレンズ材料層31の上にフェノール系レジスト膜からなる中間層32、及びフェノール系レジスト膜からなり、所定のレンズ形状に形成されたマスク層33がこの順に形成された8インチサイズのウエハWに対して、以下の条件においてエッチングを行い、マスク層33、中間層32、レンズ材料層31(マイクロレンズ3)の夫々のレンズ形状について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いてその平面形状を撮像し、これに基づいてマスク層33、中間層32、レンズ材料層31の夫々について間隔D1を測定した。前記SEMにより撮像された写真(以下「SEM写真」という)をトレースしたものと、前記間隔D1とを併せて図6(a)に示す。
[中間層32のエッチング条件]
処理ガス :CF4/C4F8=100/30sccm
高周波電源の電力 :1400W
処理圧力 :5.3Pa(40mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :EPD(プラズマ発光スペクトル分析器による終点検出装置)により199秒エッチングを行った。ここでエッチング時の終点はCFラジカルによる発光スペクトル強度(波長260nm)とCNラジカルによる発光スペクトル強度(波長387.2nm)の比率等の演算結果に基づいて検出し、エッチングを停止した。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :SF6/CHF3/O3=60/50/25sccm
エッチング選択比 :0.95
高周波電源の電力 :400W
処理圧力 :2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :レンズ材料層31を750nmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
(比較例1)
図6(b)に示すように、膜厚が1μmのレンズ材料層31の上に、フェノール系レジスト膜からなり、所定のレンズ形状に形成されたマスク層33がこの順に形成されたウエハWに対して、以下の条件においてエッチングを行い、マスク層33、レンズ材料層31の夫々のレンズ形状の平面形状についてSEM写真を撮像し、これに基づいてマスク層33、レンズ材料層31の夫々について間隔D1を測定した。このSEM写真をトレースしたものと、前記間隔D1とを併せて図6(b)に示す。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :SF6/CHF3=60/60sccm
エッチング選択比 :1.09
高周波電源の電力 :400W
処理圧力 :2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :40℃
処理時間 :レンズ材料層31を750nmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
(実験結果)
前記間隔D1(d1)について着目すると、実施例1では、マスク層33が320nm、中間層32が100nm、マイクロレンズ3が358nmであり、比較例1では、マスク層33が500nm、マイクロレンズ3が700nmであった。これにより前記間隔D1は、実施例1では、マスク層33に比べてマイクロレンズ3では約1.1倍に広がっているのに対して、比較例1では、マスク層33に比べてマイクロレンズ3では約1.4倍に広がっていることが認められた。
(実施例1−2:エッチング選択比の調整によるレンズ形状の制御について)
実施例1−1と同様のウエハWに対し、レンズ材料層31に対して、エッチング選択比を0.95〜1.75の範囲で変えてエッチングを行い、マスク層33、中間層32、レンズ材料層31の夫々について、平面形状と断面形状についてSEM写真を撮像し、レンズ形状の変化を観察すると共に、このSEM写真に基づいて夫々について間隔D1(d1)とエッチング深さとを測定した。
[中間層32のエッチング条件]
実施例1−1と同じ条件にて行った。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :別記
エッチング選択比 :別記
高周波電源の電力 :400W
処理圧力 :2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :レンズ材料層31を750nmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
選択比1.42:SF6/CHF3=30/60sccm
選択比1.59:SF6/CHF3=28/60sccm
選択比1.66:SF6/CHF3=29/60sccm
選択比1.75:SF6/CHF3=25/60sccm
図8及び図9によりエッチング選択比を調整することによって、レンズ形状が変化し、間隔D1を制御できることが認められた。この結果により、エッチング選択比が0.95のときは、間隔D1は初期間隔d1よりも大きくなってしまうが、エッチング選択比の増加に伴い前記間隔D1が小さくなること、一方エッチング選択比が1.66以上のときには、レンズ材料層31のエッチング深さが目標値の750nm前後まで達せず、エッチングが進行しない現象が発生することが確認された。このようにエッチング選択比が大きくなり過ぎると、エッチングが進行しないのは、Fラジカルによるエッチングも進行するものの、それ以上にCラジカル等による堆積が進行してしまうので、エッチング量に対する堆積量の比率が高くなり過ぎ、エッチストップが発生してしまうためと推察される。
(実施例1−3:エッチング選択比とエッチング速度の面内均一性との関係について)
実施例1−1と同様のウエハWに対して、エッチング選択比を0.86〜3.25の範囲で変えてレンズ材料層31のエッチングを行い、レンズ材料層31のエッチング速度と、エッチング速度の面内均一性について測定を行った。前記エッチング速度は、前記ウエハ面内の25箇所にて測定したエッチング速度の平均値を示し、エッチング速度の面内均一性は、前記ウエハ面内の25箇所にて測定したエッチング速度の偏差をエッチング速度の絶対値で除した値を示しており、この値がゼロに近い程エッチング速度の面内均一性が高いことを示している。なお中間層32とレンズ材料層31のエッチング条件は以下の通りである。
[中間層32のエッチング条件]
実施例1−1と同じ条件にて行った。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :別記
エッチング選択比 :別記
高周波電源の電力 :400W
処理圧力 :2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :レンズ材料層31を750nmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
選択比0.95:SF6/CHF3/O2=60/50/25sccm
選択比1.42:SF6/CHF3=30/60sccm
選択比1.59:SF6/CHF3=28/60sccm
選択比1.66:SF6/CHF3=29/60sccm
選択比1.75:SF6/CHF3=25/60sccm
選択比2.17:SF6/CHF3=20/60sccm
選択比3.25:SF6/CHF3=15/60sccm
処理ガスの流量比とエッチング選択比との関係、エッチング速度、エッチング速度の面内均一性を併せて図10に示す。この結果により、エッチング選択比が1.75以上になると、エッチング速度の面内均一性が急激に悪化することが認められ、エッチング選択比が1.0〜1.6となる条件で中間層32とマイクロレンズ3のエッチングを行うことにより、レンズ形状の高い面内均一性が確保できることが確認された。
2.レンズ材料層31がSiO2膜より形成されている場合
(実施例2−1:エッチング選択比の調整によるレンズ形状の制御について)
厚さ4.2μmのレンズ材料層31の上に、フェノール系レジスト膜からなる中間層32、及び所定のレンズ形状に形成されたフェノール系レジスト膜からなるマスク層33が下からこの順に形成された6インチサイズのウエハWに対して、エッチング選択比を1.63〜2.06の範囲で変えてレンズ材料層31のエッチングを行い、マスク層33、中間層32、マイクロレンズ3の夫々について、平面形状と断面形状についてSEM写真を撮像し、レンズ形状の変化を観察すると共に、このSEM形状に基づいて夫々について間隔D1(d1)を測定した。このSEM写真をトレースしたものと間隔D1とを併せて図11に示す。またエッチング選択比と間隔D1との関係性について図12に示す。
[中間層32のエッチング条件]
処理ガス :CF4/C4F8=100/30sccm
高周波電源の電力 :1200W
処理圧力 :5.3Pa(40mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :EPDにより139秒エッチングを行い、エッチング時の終点はCOラジカルによる発光スペクトル強度(波長226nm)とCFラジカルによる発光スペクトル強度(波長260nm)の比率の演算結果に基づいて検出し、エッチングを停止した。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :別記
エッチング選択比 :別記
高周波電源の電力 :400W
処理圧力 :2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :レンズ材料層31を2.8μmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
選択比1.80:SF6/CHF3=10/60sccm
選択比2.06:SF6/CHF3=8/60sccm
図11及び図12によりエッチング選択比を調整することによって、レンズ形状が変化し、間隔D1を制御できることが認められた。この結果により、エッチング選択比が1.7以上であれば間隔D1は500nm以下となり、エッチング選択比が1.8以上であれば初期間隔d1とほぼ同程度であって、エッチング選択比の増加に伴い前記間隔D1が小さくなること、またレンズ材料層31がSiN膜である場合と異なり、エッチング選択比が増加してもエッチング量が確保できることが認められた。このようにレンズ材料層31がSiO2膜の場合には、エッチング選択比が大きくなっても、エッチング量に対する堆積量の比率が高くなり過ぎることはなく、エッチストップは発生しないと推察される。
(実施例2−2:エッチング選択比とエッチング速度の面内均一性との関係について)
実施例2−1と同様のウエハWに対して、エッチング選択比を1.63〜2.06の範囲で変えてレンズ材料層31のエッチングを行い、レンズ材料層31のエッチング速度と、エッチング速度の面内均一性について測定を行った。前記エッチング速度及びエッチング速度の面内均一性は、前記エッチング速度について前記ウエハ面内の9箇所にて測定し、実施例1−3と同様の手法により算出した。なお中間層32とレンズ材料層31のエッチング条件は以下の通りである。
[中間層32のエッチング条件]
実施例1−1と同じ条件にて行った。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :別記
エッチング選択比 :別記
高周波電源の電力 :400W
処理圧力 :2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :レンズ材料層31を2.8μmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
実施例2−1のウエハWに対して、エッチング選択比を1.6に固定し、高周波電力の供給量を変えてエッチングを行い、得られたマイクロレンズ3について間隔D1を測定し、当該間隔D1の高周波電力依存性と、レンズ材料層31のエッチング速度及びエッチング速度の面内均一性について測定した。前記エッチング速度とエッチング速度の面内均一性については実施例2−2と同様の手法により測定を行った。なおエッチング条件は以下の通りである。
[中間層32のエッチング条件]
実施例1−1と同じ条件にて行った。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :SF6/CHF3=12/60sccm
エッチング選択比 :1.6
高周波電源の電力 :400W、800W
処理圧力 :2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :レンズ材料層31を2.8μmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
(実施例2−4:間隔D1と処理圧力との関係について)
実施例2−1のウエハWに対して、エッチング選択比を1.6に固定して、処理圧力の値を変えてエッチングを行い、得られたマイクロレンズ3について間隔D1を測定し、当該間隔D1の処理圧力依存性と、レンズ材料層31のエッチング速度及びエッチング速度の面内均一性について測定した。前記エッチング速度とエッチング速度の面内均一性については実施例2−2と同様の手法により測定を行った。なおエッチング条件は以下の通りである。
[中間層32のエッチング条件]
実施例1−1と同じ条件にて行った。
[レンズ材料層31のエッチング条件]
処理ガス :SF6/CHF3=10sccm/60sccm
エッチング選択比 :1.6
高周波電源の電力 :800W
処理圧力 :1.94Pa(15mTorr)、2.65Pa(20mTorr)
載置台の設定温度 :0℃
処理時間 :レンズ材料層31を2.8μmエッチングするまで行い、エッチングを停止した。
22 垂直レジスタ
23 導電膜
24 遮光膜
25 平坦化膜
26 カラーフィルタ層
3 マイクロレンズ
31 レンズ材料層
32 中間層
33 マスク層
4 処理室
41 載置台
42 静電チャック
5 ガス供給室
50 流量調整手段
52A CF4ガス源
52B C4F8ガス源
52C SF6ガス源
52D CHF3ガス源
54 真空排気手段
54A 圧力調整手段
61 ダイポールリング磁石
63 高周波電源部
Claims (12)
- 基板の上に無機材料よりなるレンズ材料層を形成する工程と、
次いでこのレンズ材料層の上に、有機材料よりなる中間層を形成する工程と、
次いでこのレンズ材料層の上に、有機材料よりなるマスク層を形成する工程と、
次いで前記マスク層にレンズ形状を形成する工程と、
次いで前記マスク層と中間層とに対してエッチング処理を行うことにより、前記中間層にマスク層のレンズ形状を転写する工程と、
次いでSF6ガスとCHF3ガスとを含む処理ガスを用いて、前記中間層とレンズ材料層とに対してエッチング処理を行うことにより、前記レンズ材料層に中間層のレンズ形状を転写し、レンズを形成する工程と、を含むことを特徴とするマイクロレンズの形成方法。 - 前記レンズ材料層は、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜、並びにシリコン窒化酸化膜より選択された膜より形成されることを特徴とする請求項1記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記マスク層と中間層とをエッチングする工程は、炭素とフッ素とを含むガスを処理ガスとして用いることを特徴とする請求項1又は2記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記マスク層は、レジスト膜より形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記マスク層は、中間層と同じ種類の有機材料よりなる膜より形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記レンズ材料層がシリコン窒化膜であるとき、
前記中間層とレンズ材料層とをエッチングする工程は、前記レンズ材料層のエッチング速度を、中間層のエッチング速度で除して得られるエッチング選択比が1.0以上1.6以下となるエッチング条件で行われることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一に記載のマイクロレンズの形成方法。 - 前記中間層とレンズ材料層とをエッチングする工程は、前記レンズ材料層のエッチング速度を、中間層のエッチング速度で除して得られるエッチング選択比が1.4以上1.6以下となるエッチング条件で行われることを特徴とする請求項6記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記レンズ材料層がシリコン酸化膜であるとき、
前記中間層とレンズ材料層とをエッチングする工程は、前記レンズ材料層のエッチング速度を、中間層のエッチング速度で除して得られるエッチング選択比が1.7以上となるエッチング条件で行われることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一に記載のマイクロレンズの形成方法。 - 前記中間層とレンズ材料層とをエッチングする工程は、前記レンズ材料層のエッチング速度を、中間層のエッチング速度で除して得られるエッチング選択比が1.8以上となるエッチング条件で行われることを特徴とする請求項8記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記エッチング選択比は、SF6ガスとCHF3ガスの流量比を調整することにより制御されることを特徴とする請求項6ないし9のいずれか一に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記マイクロレンズは、固体撮像素子において、行列状に並ぶ複数の感光部の各々に対応するように設けられた集光用のマイクロレンズであることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一に記載のマイクロレンズの形成方法。
- 前記請求項1ないし請求項11のいずれか一の方法により成膜されたマイクロレンズを備えたことを特徴とする半導体装置。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008159748A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
JP2012182432A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-09-20 | Canon Inc | 光電変換装置および撮像システム |
JP2014072208A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Sharp Corp | レンズおよびその製造方法、固体撮像素子、電子情報機器 |
KR20150027050A (ko) | 2012-05-30 | 2015-03-11 | 소니 주식회사 | 촬상 소자, 촬상 장치, 제조 장치 및 방법 |
JP2015065268A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | ソニー株式会社 | レンズアレイおよびその製造方法、固体撮像装置、並びに電子機器 |
JP2015518288A (ja) * | 2012-05-30 | 2015-06-25 | マットソン テクノロジー インコーポレイテッドMattson Technology, Inc. | マイクロレンズを形成する方法 |
US9159760B2 (en) | 2011-09-30 | 2015-10-13 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with layered microlenses and method for manufacturing same |
WO2020122032A1 (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101949518A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-01-19 | 上海铭源光源发展有限公司 | 一种蝇眼透镜结构的制作方法 |
US20140183334A1 (en) * | 2013-01-03 | 2014-07-03 | Visera Technologies Company Limited | Image sensor for light field device and manufacturing method thereof |
US10665627B2 (en) | 2017-11-15 | 2020-05-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Image sensor device and method for forming the image sensor device having a first lens and a second lens over the first lens |
CN110107841B (zh) * | 2019-03-13 | 2023-11-10 | 赣州市众恒光电科技有限公司 | 一种出光角可变的防护工矿灯 |
US11808959B2 (en) * | 2020-08-11 | 2023-11-07 | Himax Technologies Limited | Optical element and wafer level optical module |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002110952A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-12 | Sony Corp | オンチップマイクロレンズの形成方法および固体撮像素子の製造方法 |
JP2005101232A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Tokyo Electron Ltd | マイクロレンズの形成方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4830306B2 (ja) * | 2004-06-23 | 2011-12-07 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002110952A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-12 | Sony Corp | オンチップマイクロレンズの形成方法および固体撮像素子の製造方法 |
JP2005101232A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Tokyo Electron Ltd | マイクロレンズの形成方法 |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008159748A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Toppan Printing Co Ltd | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
JP2012182432A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-09-20 | Canon Inc | 光電変換装置および撮像システム |
US9293493B2 (en) | 2011-02-09 | 2016-03-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and image sensing system |
US9741757B2 (en) | 2011-09-30 | 2017-08-22 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with layered microlenses and method for manufacturing same |
US11699712B2 (en) | 2011-09-30 | 2023-07-11 | Sony Group Corporation | Solid-state imaging device with layered microlenses and method for manufacturing same |
US11211417B2 (en) | 2011-09-30 | 2021-12-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with layered microlenses and method for manufacturing same |
US10355038B2 (en) | 2011-09-30 | 2019-07-16 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with layered microlenses and method for manufacturing same |
US9159760B2 (en) | 2011-09-30 | 2015-10-13 | Sony Corporation | Solid-state imaging device with layered microlenses and method for manufacturing same |
JP2015518288A (ja) * | 2012-05-30 | 2015-06-25 | マットソン テクノロジー インコーポレイテッドMattson Technology, Inc. | マイクロレンズを形成する方法 |
US11411031B2 (en) | 2012-05-30 | 2022-08-09 | Sony Group Corporation | Image pickup element, image pickup device, manufacturing device and method |
US11961861B2 (en) | 2012-05-30 | 2024-04-16 | Sony Group Corporation | Image pickup element, image pickup device, manufacturing device and method |
US10461107B2 (en) | 2012-05-30 | 2019-10-29 | Sony Corporation | Image pickup element, image pickup device, manufacturing device and method |
KR20200034003A (ko) | 2012-05-30 | 2020-03-30 | 소니 주식회사 | 촬상 소자, 촬상 장치, 제조 장치 및 방법 |
US11646339B2 (en) | 2012-05-30 | 2023-05-09 | Sony Group Corporation | Image pickup element, image pickup device, manufacturing device and method |
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KR20230058729A (ko) | 2012-05-30 | 2023-05-03 | 소니그룹주식회사 | 촬상 소자, 촬상 장치, 제조 장치 및 방법 |
KR20150027050A (ko) | 2012-05-30 | 2015-03-11 | 소니 주식회사 | 촬상 소자, 촬상 장치, 제조 장치 및 방법 |
KR20220011797A (ko) | 2012-05-30 | 2022-01-28 | 소니그룹주식회사 | 촬상 소자, 촬상 장치, 제조 장치 및 방법 |
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US10088608B2 (en) | 2013-09-25 | 2018-10-02 | Sony Corporation | Lens array and manufacturing method therefor, solid-state imaging apparatus, and electronic apparatus |
JP2015065268A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | ソニー株式会社 | レンズアレイおよびその製造方法、固体撮像装置、並びに電子機器 |
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WO2020122032A1 (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 |
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