JP2008153331A - カラー固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー固体撮像素子の着色画素フィルタ毎の受光感度の均一化を図ると共に、最大の感度が得られるカラー固体撮像素子と、製造工程を増やすことなくレンズ高さの異なるマイクロレンズを形成するカラー固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】光電変換素子１１が設けられた固体撮像素子１０の所定位置に赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂを形成する。さらに、感光性樹脂層６１を形成し、露光制御マスク８０を用いてパターン露光、現像等を行って、膜厚の異なる膜厚の異なる立体矩形樹脂パターン６１ｒ’、立体矩形樹脂パターン６１ｇ’及び立体矩形樹脂パターン６１ｂ’を形成し、熱リフローすることによりレンズ高さのことなるマイクロレンズ６１ｒ、マイクロレンズ６１ｇ及びマイクロレンズ６１ｂをそれぞれ形成し、カラー固体撮像素子１００を得る。
【選択図】図３

Description

本発明は、光電変換素子が形成された半導体基板上に、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタとマイクロレンズとが形成されたカラー固体撮像素子及びカラー固体撮像素子の製造方法に関し、特に、レンズ高さの異なるマイクロレンズを有するカラー固体撮像素子及びカラー固体撮像素子の製造方法に関する。

近年、カラー固体撮像素子の高画素化が進んでおり、近年では数百万画素にもなっており、カラー固体撮像素子の高解像度化と高感度化が求められている。
固体撮像素子の光感度を向上させるために、光電変換素子に対応した着色画素フィルタ上にマイクロレンズを配置したカラー固体撮像素子が開発されている。
これらマイクロレンズの形成方法として、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタ上にマイクロレンズを作製するカラー固体撮像素子の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記カラー固体撮像素子の製造方法の一例を図７（ａ）〜（ｅ）に示す。
まず、複数の光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０（図７（ａ）参照）上に、通常の顔料分散レジストを用いたフォトリソグラフィ法にて赤色画素フィルタ１２１Ｒ、緑色画素フィルタ１３１Ｇ、青色画素フィルタ１４１Ｂを作製する（図７（ｂ）参照）。

次に、赤色画素フィルタ１２１Ｒ、緑色画素フィルタ１３１Ｇ、青色画素フィルタ１４１Ｂ上にレジストを塗布し感光性樹脂層１５２を形成し（図７（ｃ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、赤色画素フィルタ１２１Ｒ、緑色画素フィルタ１３１Ｇ、青色画素フィルタ１４１Ｂにそれぞれ対応したレジストの立体矩形樹脂パターン１５２ａを形成する（図７（ｄ）参照）。

次に、立体矩形樹脂パターン１５２ａを熱リフローすることによりレンズ（曲面）形状に変形させることにより、マイクロレンズ１５２ｂを形成する（図７（ｅ）参照）。
さらに、必要に応じて、このレンズ形状となったレジストを光学基材と共にエッチングすることにより、レンズ形状のレジストのパターンを光学基材に転写し、光学基材からなるマイクロレンズを形成している。

上記マイクロレンズの作成方法では、立体矩形樹脂パターン１５２ａを熱リフローすることによりレンズ（曲面）形状に変形させることにより、マイクロレンズ１５２ｂを形成している。
そのため、立体矩形樹脂パターン１５２ａの膜厚が同じであれば、熱リフローした後のマイクロレンズのレンズ高さはほぼ一定の高さになる。

その結果、カラー固体撮像素子の各光電変換素子の受光感度は同じとなるが、実際のカラー固体撮像素子に形成された着色画素フィルタは、使用する着色剤の種類、組成により光の屈折率が異なるため、マイクロレンズ、着色画素フィルタを経由して光電変換素子で受光する受光感度は異なり、各光電変換素子は、必ずしも最大感度を得ることができない。
最近のカラー固体撮像素子の高画素化に伴い、カラー固体撮像素子の高感度化が求められており、各光電変換素子で最大の受光感度が得られるカラー固体撮像素子が求められている。
特開平０９−００８２６６号公報

そこで、着色画素フィルタ毎にレンズ高さの異なるマイクロレンズを形成することにより、カラー固体撮像素子の各光電変換素子で最大の受光感度を得ることが可能である。

しかしながら、上記カラー固体撮像素子の製造方法では、着色画素フィルタ毎にレンズ高さの異なるマイクロレンズを形成するためには、膜厚の異なるレジストの立体矩形樹脂パターンを形成する必要がある。

膜厚の異なるレジストの立体矩形樹脂パターンを得るためには、着色画素フィルタ毎にレジストの塗布条件を変えてレジスト膜厚を変えて、パターン露光、現像等のパターニング処理工程を着色画素フィルタの色数だけ行う必要があり、大幅な工程増加になり、問題である。

本発明は、上記要望に鑑みてなされたものであり、カラー固体撮像素子の着色画素フィルタ毎の受光感度の均一化を図ると共に、最大の感度が得られるカラー固体撮像素子と、製造工程を増やすことなくレンズ高さの異なるマイクロレンズを形成するカラー固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に於いて上記問題を解決するために、まず請求項１では、光電変換素子が形成された半導体基板上に、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタとマイクロレンズとを形成してなるカラー固体撮像素子であって、
前記着色画素フィルタ上の前記マイクロレンズのレンズ高さを変えることにより、前記カラー固体撮像素子の前記光電変換素子の感度を一定になるようにしたことを特徴とするカラー固体撮像素子としたものである。

また、請求項２では、光電変換素子が形成された半導体基板上に、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタとレンズ高さの異なるマイクロレンズとを形成してカラー固体撮像素子を作製するカラー固体撮像素子の製造方法において、
少なくとも以下の工程を具備することを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法としたものである。
（ａ）光電変換素子が形成された半導体基板上に着色レジストを塗布し、パターン露光、現像等のパターニング処理を順次行って、所望の着色画素フィルタを形成する工程。
（ｂ）前記着色画素フィルタ上に透明樹脂感光層を形成し、透過率制御パターンを有する露光制御マスクを用いて、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、前記着色画素フィルタに対応する膜厚の異なる立体矩形樹脂パターンを形成する工程。
（ｃ）膜厚の異なる前記立体矩形樹脂パターンを熱リフローすることにより、前記着色画素フィルタ上にレンズ高さが異なるマイクロレンズを形成する工程。

さらにまた、請求項３では、光電変換素子が形成された半導体基板上に、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタとレンズ高さの異なるマイクロレンズとを形成してカラー固体撮像素子を作製するカラー固体撮像素子の製造方法において、
少なくとも以下の工程を具備することを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法としたものである。
（ａ）光電変換素子が形成された半導体基板上に着色レジストを塗布し、パターン露光、
現像等のパターニング処理を順次行って、所望の着色画素フィルタを形成する工程。
（ｂ）前記着色画素フィルタ上に透明樹脂感光層を形成し、マイクロレンズ形状とした透過率制御パターンを有する露光制御マスクを用いて、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、前記着色画素フィルタ上にレンズ高さが異なるマイクロレンズを形成する工程。

本発明のカラー固体撮像素子は、着色画素フィルタ毎にレンズ高さを変えたマイクロレンズを配置しているので、カラー固体撮像素子の受光感度の均一化が図れ、且つ最大の受光感度を得ることができる。
また、本発明のカラー固体撮像素子の製造方法では、透過率制御パターンを有する露光制御マスクを用いて、高さの異なる立体矩形樹脂パターンを形成し、熱リフローしてレンズ高さの異なるマイクロレンズを形成しているので、処理工程数を増やすことなく、レンズ高さの異なるマイクロレンズを有するカラー固体撮像素子を作製することができる。
また、本発明のカラー固体撮像素子の他の製造方法では、同心円状の透過率制御パターンを有する露光制御マスクを用いて、直接レンズ高さの異なるマイクロレンズを形成しているので、処理工程数を増やすことなく、レンズ高さの異なるマイクロレンズを有するカラー固体撮像素子を作製することができる。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明のカラー固体撮像素子の一実施例を示す模式構成断面図である。
本発明のカラー固体撮像素子１００及び２００は、光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に平坦化層２１を介して、個々の光電変換素子１１に対応する位置に赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ、青色画素フィルタ５１Ｂが形成されており、さらに平坦化層２２を介して、それぞれの着色画素フィルタに対応する位置にレンズ高さの異なるマイクロレンズ６１ｒ及び６２ｒ、マイクロレンズ６１ｇ及び６２ｇ、マイクロレンズ６１ｂ及び６２ｂを形成したものである。

このように、それぞれの着色画素フィルタに対応する位置にレンズ高さの異なるマイクロレンズ６１ｒ及び６２ｒ、マイクロレンズ６１ｇ及び６２ｇ、マイクロレンズ６１ｂ及び６２ｂを配置することにより、それぞれの着色画素フィルタに対応する位置の光電変換素子１１の受光感度を均一化することができ、各光電変換素子は最大の感度が得られるように設定できる。

以下、本発明のカラー固体撮像素子の製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｅ）及び図３（ｆ）〜（ｈ）は、本発明の請求項２に係るカラー固体撮像素子の製造方法の一実施例を示す模式構成断面図である。
まず、半導体基板の所定位置に光電変換素子１１が設けられた固体撮像素子１０を準備する（図２（ａ）参照）。
ここで、固体撮像素子の平面視での画素サイズは１〜１０μｍの範囲が適用され、光電変換素子としては公知のＣＭＯＳ光電変換素子、ＣＣＤ光電変換素子が使用できる。

次に、光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に、アクリル樹脂等からなる透明樹脂溶液をスピンコート等で塗布し、所定の温度で加熱、硬化して平坦化層２１を形成する（図２（ｂ）参照）。
透明樹脂としては、上記アクリル樹脂の他に、エポキシ、ポリエステル、ウレタン、メラミン、エリアなどの尿素樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂あるいはこれらの共重合物等が使用可能である。

次に、感光性樹脂に赤色顔料と、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤と、酸分解性樹脂と、光酸発生剤と、分散剤とをロールミル等で混練して作製した赤色レジストを光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に、スピンコート等で塗布して赤色感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色画素フィルタ３１Ｒを形成する。

次に、感光性樹脂に緑色顔料と、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤と、酸分解性樹脂と、光酸発生剤と、分散剤等とをロールミル等で混練して作製した緑色レジストを赤色画素フィルタ３１Ｒが形成された固体撮像素子１０上にスピンコート等で塗布し、緑色感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色画素フィルタ４１Ｇを形成する。

次に、感光性樹脂に青色顔料と、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤と、酸分解性樹脂と、光酸発生剤と、分散剤とをロールミル等で混練して作製した青色レジストを赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇが形成された固体撮像素子１０上に、スピンコート等で塗布して青色感光層４１を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色画素フィルタ５１Ｂを形成し、光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂが形成された固体撮像素子を得る（図２（ｃ）参照）。

次に、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂが形成された固体撮像素子１０上に、アクリル樹脂等からなる透明樹脂溶液をスピンコート等で塗布し、所定の温度で加熱、硬化して平坦化層２２を形成する（図２（ｄ）参照）。
透明樹脂としては、上記アクリル樹脂の他に、エポキシ、ポリエステル、ウレタン、メラミン、エリアなどの尿素樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂あるいはこれらの共重合物等が使用可能である。

次に、熱リフロー性を有するアクリル系感光性樹脂溶液をスピンコートで塗布し、乾燥硬化させて所定厚のポジ型の感光性樹脂層６１を形成する（図２（ｅ）参照）。

次に、合成石英ガラス基板等からなる透明基板７１の所定位置に透過率制御パターン８１、８２、８３が形成された露光制御マスク８０を用いて感光性樹脂層６１をパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂに対応する位置に膜厚の異なる立体矩形樹脂パターン６１ｒ’、立体矩形樹脂パターン６１ｇ’及び立体矩形樹脂パターン６１ｂ’を形成する（図３（ｇ）参照）。

上記露光制御マスク８０の透過率制御パターン８１、８２、８３は、透過率制御パターン８１が赤色画素フィルタ３１Ｒに、透過率制御パターン８２が緑色画素フィルタ４１Ｇに、透過率制御パターン８３が青色画素フィルタ５１Ｂにそれぞれ対応している。
ポジ型の感光性樹脂層６１へのパターン露光量を制御することにより、各着色画素フィルタ上の現像後の立体矩形樹脂パターンの膜厚を所定の膜厚にすることができる。
透過率制御パターン８１、８２、８３のパターン濃度は、予めパターン濃度と立体矩形樹脂パターンの膜厚（残膜量）との関係を取得しておき設定される。

次に、膜厚の異なる立体矩形樹脂パターン６１ｒ’、立体矩形樹脂パターン６１ｇ’及び立体矩形樹脂パターン６１ｂ’を熱リフローすることにより、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂに対応する位置に、レンズ高さの異なるマイクロレンズ６１ｒ、マイクロレンズ６１ｇ及びマイクロレンズ６１ｂをそれぞれ形成し、レンズ高さの異なるマイクロレンズを有するカラー固体撮像素子１００を作製することができる（図３（ｈ）参照）。

図４（ａ）〜（ｅ）及び図５（ｆ）〜（ｇ）は、本発明の請求項３に係るカラー固体撮像素子の製造方法の一実施例を示す模式構成断面図である。
図４（ａ）〜（ｄ）の工程は、上記に記載した図２（ａ）〜（ｄ）の工程と同じであるので詳細は省略する。
まず、光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に、図２（ａ）〜（ｄ）と同じ工程で、平坦化層２１、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ、青色画素フィルタ５１Ｂ及び平坦化層２２をそれぞれ形成し、固体撮像素子１０上に、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂが形成された固体撮像素子を作製する（図４（ａ）〜（ｄ）参照）。

次に、熱リフロー性を有するアクリル系感光性樹脂溶液をスピンコートで塗布し、乾燥硬化させて所定厚のポジ型の感光性樹脂層６２を形成する（図４（ｅ）参照）
次に、合成石英ガラス基板等からなる透明基板７１の所定位置に透過率制御パターン９１、９２、９３が形成された露光制御マスク９０を用いて感光性樹脂層６２をパターン露光する（図５（ｆ）参照）。

ここで、露光制御マスク９０に用いる透過率制御パターン９１、９２、９３の一例を図６に示す。図６に示す透過率制御パターンは、パターンの中心に近づくほど黒ドットの数を増やして、同心円状に透過率が減少する（濃度は高くなる）ようにしている。
透過率制御パターン９１、９２、９３では、形成されるレンズ高さに応じて、同心円状の透過率を変化させて、露光量を制御しようというものである。
これは、露光制御マスク９０を用いて感光性樹脂層６２にパターン露光すると、感光性樹脂層６２がポジ型の感光層であるので、露光量に応じた残膜パターンが形成され、同心円状の幅と透過率（濃度）を適宜設定することにより、中心部が高く、周辺部にいくほど低くなった円弧状のパターンを形成できる。

次に、専用の現像液で現像処理を行って、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂに対応する位置にレンズ高さの異なるマイクロレンズ６２ｒ、マイクロレンズ６２ｇ及びマイクロレンズ６２ｂをそれぞれ形成し、レンズ高さの異なるマイクロレンズを有するカラー固体撮像素子２００を作製することができる（図５（ｇ）参照）。

上記したように、本発明のカラー固体撮像素子の製造方法では、透過率制御パターンを有する露光制御マスクを用いて、ポジ型の感光性樹脂層にパターン露光して、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂに対応する位置にレンズ高さの異なるマイクロレンズを形成しているので、処理工程数を増やすことなく、レンズ高さの異なるマイクロレンズを有するカラー固体撮像素子を作製することができる。

以下実施例により本発明のカラー固体撮像素子の製造方法を詳細に説明する。
まず、半導体基板の所定位置に光電変換素子１１が設けられた固体撮像素子１０を準備した（図２（ａ）参照）。

次に、光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に、熱硬化タイプのアクリル樹脂溶液をスピンコートで塗布し、所定の温度で加熱、硬化して、０．１３μｍ厚の平坦化層２１を形成した（図２（ｂ）参照）。

次に、感光性樹脂に赤色顔料（例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド１１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９）と、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤と、酸分解性樹脂と、光酸発生剤と、分散剤とをロールミル等で混練して作製した赤色レジストを光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に、スピンコートで塗布して赤色感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、１．０μｍ厚の赤色画素フィルタ３１Ｒを形成した。

次に、感光性樹脂に緑色顔料（例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）と、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤と、酸分解性樹脂と、光酸発生剤と、分散剤等とをロールミル等で混練して作製した緑色レジストを赤色画素フィルタ３１Ｒが形成された固体撮像素子１０上にスピンコートで塗布し、緑色感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、１．０μｍ厚の緑色画素フィルタ４１Ｇを形成した。

次に、感光性樹脂に青色顔料（例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３）と、シクロヘキサノン、ＰＧＭＥＡ等の有機溶剤と、酸分解性樹脂と、光酸発生剤と、分散剤とをロールミル等で混練して作製した青色レジストを赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇが形成された固体撮像素子１０上に、スピンコートで塗布して青色感光層４１を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、１．０μｍ厚の青色画素フィルタ５１Ｂを形成し、光電変換素子１１が形成された固体撮像素子１０上に、１．０μｍ厚の赤色画素フィルタ３１Ｒ、１．０μｍ厚の緑色画素フィルタ４１Ｇ及び１．０μｍ厚の青色画素フィルタ５１Ｂが形成された固体撮像素子を得た（図２（ｃ）参照）。

次に、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂが形成された固体撮像素子１０上に、熱硬化タイプのアクリル樹脂溶液をスピンコートで塗布し、所定の温度で加熱、硬化して、０．５μｍ厚の平坦化層２２を形成した（図２（ｄ）参照）
次に、熱リフロー性を有する感光性レジスト（ＭＦＲ４０１−Ｈ２：ＪＳＲ（株）製）をスピンコートで塗布し、乾燥硬化させて、１．８μｍ厚の感光性樹脂層６１を形成した（図２（ｅ）参照）。

次に、合成石英ガラス基板からなる透明基板７１の所定位置に透過制御パターン８１、８２、８３が形成された露光制御マスク８０を縮小投影型ステッパー（ｉ１２：Ｎｉｋｏｎ製）にセットして感光性樹脂層６１をパターン露光する（図３（ｆ）参照）。

次に、アルカリ現像液（ＴＭＨＡ：１．１９％）でパドル現像処理を行って、赤色画素フィルタ３１Ｒ、緑色画素フィルタ４１Ｇ及び青色画素フィルタ５１Ｂに対応する位置に０．９μｍ厚の立体矩形樹脂パターン６１ｒ’、０．７μｍ厚の立体矩形樹脂パターン６１ｇ’及び０．８μｍ厚の立体矩形樹脂パターン６１ｂ’を形成した（図３（ｇ）参照）。

ここで、露光制御マスク８０の透過制御パターンは、赤色画素フィルタ３１Ｒに対応する透過制御パターン８１の透過率を０．１％、緑色画素フィルタ４１Ｇに対応する透過制御パターン８２の透過率を１０％、青色画素フィルタ５１Ｂに対応する透過制御パターン８３の透過率を５％とした。

次に、膜厚の異なる立体矩形樹脂パターン６１ｒ’、立体矩形樹脂パターン６１ｇ’及び立体矩形樹脂パターン６１ｂ’を熱リフロー処理することにより、赤色画素フィルタ３
１Ｒ上にレンズ高さ１．５５μｍのマイクロレンズ６１ｒを、緑色画素フィルタ４１Ｇ上にレンズ高さ１．６５μｍのマイクロレンズ６１ｇを、青色画素フィルタ５１Ｂ上にレンズ高さ１．５０μｍのマイクロレンズ６１ｂをそれぞれ形成したカラー固体撮像素子１００を得た（図３（ｈ）参照）。

上記レンズ高さの異なるカラー固体撮像素子１００の受光感度を測定した結果、赤色画素フィルタ３１Ｒで２２０ｍＶ、緑色画素フィルタ４１Ｇで２００ｍＶ、青色画素フィルタ５１Ｂで１７０ｍＶであった、
レンズ高さ１．５μｍのマイクロレンズを形成した従来のカラー固体撮像素子の受光感度は赤色画素フィルタで１９０ｍＶ、緑色画素フィルタで２００ｍＶ、青色画素フィルタで１５０ｍＶとなり、本発明のカラー固体撮像素子１００の受光感度が向上していることが確認された。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明のカラー固体撮像素子の一実施例を示す部分模式構成断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の請求項２に係るカラー固体撮像素子の製造方法の一実施例の製造工程の一部を示す部分模式構成断面図である。 （ｆ）〜（ｈ）は、本発明の請求項２に係るカラー固体撮像素子の製造方法の一実施例の製造工程の一部を示す部分模式構成断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の請求項３に係るカラー固体撮像素子の製造方法の一実施例の製造工程の一部を示す部分模式構成断面図である。 （ｆ）〜（ｇ）は、本発明の請求項３に係るカラー固体撮像素子の製造方法の一実施例の製造工程の一部を示す部分模式構成断面図である。 透過率制御パターンの一例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、カラー固体撮像素子の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。

符号の説明

１０……固体撮像素子
１１……光電変換素子
２１、２２……平坦化層
３１Ｒ、１２１Ｒ……赤色画素フィルタ
４１Ｇ、１３１Ｇ……緑色画素フィルタ
５１Ｂ、１４１Ｂ……青色画素フィルタ
６１、６２、１５２……感光性樹脂層
６１ｒ’、６１ｇ’、６１ｂ’、１５２ａ……立体矩形樹脂パターン
６１ｒ、６１ｇ、６１ｂ、６２ｒ、６２ｇ、６２ｂ、１５２ｂ……マイクロレンズ
７１……透明基板
８０、９０……露光制御マスク
８１、８２、８３、９１、９２、９３……透過率制御パターン
１００、２００……カラー固体撮像素子

Claims (3)

1. 光電変換素子が形成された半導体基板上に、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタとマイクロレンズとを形成してなるカラー固体撮像素子であって、
   前記着色画素フィルタ上の前記マイクロレンズのレンズ高さを変えることにより、前記カラー固体撮像素子の前記光電変換素子の感度を一定になるようにしたことを特徴とするカラー固体撮像素子。
2. 光電変換素子が形成された半導体基板上に、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタとレンズ高さの異なるマイクロレンズとを形成してカラー固体撮像素子を作製するカラー固体撮像素子の製造方法において、
   少なくとも以下の工程を具備することを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法。
   （ａ）光電変換素子が形成された半導体基板上に着色レジストを塗布し、パターン露光、現像等のパターニング処理を順次行って、所望の着色画素フィルタを形成する工程。
   （ｂ）前記着色画素フィルタ上に透明樹脂感光層を形成した後、透過率制御パターンを有する露光制御マスクを用いて、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、前記着色画素フィルタに対応する膜厚の異なる立体矩形樹脂パターンを形成する工程。
   （ｃ）膜厚の異なる前記立体矩形樹脂パターンを熱リフローすることにより、前記着色画素フィルタ上にレンズ高さが異なるマイクロレンズを形成する工程。
3. 光電変換素子が形成された半導体基板上に、フォトリソグラフィ法を用いて前記光電変換素子に対応した着色画素フィルタとレンズ高さの異なるマイクロレンズとを形成してカラー固体撮像素子を作製するカラー固体撮像素子の製造方法において、
   少なくとも以下の工程を具備することを特徴とするカラー固体撮像素子の製造方法。
   （ａ）光電変換素子が形成された半導体基板上に着色レジストを塗布し、パターン露光、現像等のパターニング処理を順次行って、所望の着色画素フィルタを形成する工程。
   （ｂ）前記着色画素フィルタ上に透明樹脂感光層を形成した後、透過率制御パターンを有する露光制御マスクを用いて、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、前記着色画素フィルタ上にレンズ高さが異なるマイクロレンズを形成する工程。