JP2009265535A - マイクロレンズの形成方法、アライメントマーク最適化方法、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】第１工程で形成するマイクロレンズと第２工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減でき、これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減する。
【解決手段】画素アレイ上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、該第２レンズ工程では、該第１レンズ工程で第１のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマーク１１ｖおよび１１ｈを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロレンズの形成方法、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器に関し、特に、固体撮像装置を構成するマイクロレンズの形成方法、このマイクロレンズの形成方法を用いた固体撮像装置の製造方法、並びに、この固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いた電子情報機器に関するものである。

従来から固体撮像装置には、入射光が受光部に効率よく集光するように、マイクロレンズを各画素の受光部上に配置したものがあり、以下、従来のマイクロレンズを備えた固体撮像装置の製造方法について簡単に説明する。

図９は、このような従来の固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、図９（ａ）〜図９（ｃ）は特にマイクロレンズの形成工程を処理順に示している。

まず、半導体基板１の表面領域上に、複数の画素を配列してなる画素部（図示せず）、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路（図示せず）を形成し、さらに、全面に平坦化膜２を形成した後、この平坦化膜２上に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布してレンズ材料層Ｐｒを形成する。続いて、該レンズ材料層Ｐｒを、露光マスク（レチクル）Ｒｃを用いて露光光Ｌにより選択的に露光する（図９（ａ））。この露光マスクＲｃは、ガラスなどの透明基板Ｒｃ１の表面に所定のパターンを有するクロムなどからなる遮光膜Ｒｃ２を形成してなるものである。このレンズ材料層Ｐｒの露光された部分（露光部分）Ｐｒ２は、現像液に溶ける部分であり、このレンズ材料層Ｐｒの露光されていない部分（非露光部分）Ｐｒ１は、現像液に溶けない部分である。

次に、レンズ材料層Ｐｒの現像を行って、該レンズ材料層Ｐｒの露光部分Ｐｒ２を選択的に除去して、未露光部分Ｐｒ１のみ上記平坦化膜２上に残す（図９（ｂ））。

その後、レンズ材料層Ｐｒの非露光部分Ｐｒ１を加熱溶融によりレンズ形状となるよう加工してマイクロレンズＭを形成する（図９（ｃ））。

図１０は、上記レンズ材料層の露光に用いる露光装置を説明する図であり、その概略構成を示している。

この露光装置１１０は、ウエハＷｆを載置するウエハステージ１１２と、このウエハステージ１１２を水平方向に移動可能に支持する支持台１１１と、露光光Ｌを発生する露光光源１１４とを有している。この露光装置１１０は、上記レチクルＲｃを支持するとともに、レチクルＲｃを支持台１１１に対して位置あわせするレチクル位置合わせ部１１６と、ステージ１１２を支持台１１１に対して移動させるステージ駆動部１１５とを有している。この露光装置１１０は、露光光源１１４から出てレチクルを通過した露光光をウエハＷｆ上に集光するとともに、ウエハＷｆ表面からの光Ｌｒを反射する光学系１１３と、該光学系１１３で反射されたウエハ表面からの光に基づいて、上記レチクル位置合わせ部１１６および支持台駆動部１１５を制御する制御部１１７とを有している。

図１１は、上記露光装置１１０を用いて、ウエハ上に形成した感光性材料層に対して露光処理を行う方法を説明する図である。

図１１に示すウエハＷｆは、固体撮像装置を製造する前半工程で、各チップ領域１００に上記画素部および周辺回路部が形成されているものである。また、図１１に示すレチクルＲｃは、３行３列のマトリクス状に配列された９個のチップ領域に対する露光パターンを有するものである。

このようなウエハＷｆが上記露光装置１１０のウエハステージ１１２上に載置されると、該露光装置１１０は、レチクル位置合わせ部１１６およびステージ駆動部１１５によりウエハＷｆとレチクルＲｃとの位置合わせを行い、その後、９チップ毎に順次ウエハに対する露光処理を行う。

ところで、このようなマイクロレンズを備えた固体撮像装置では、隣接するマイクロレンズの距離を縮小することにより、集光率を高めて感度を向上させることができるが、上述したマイクロレンズの形成方法では、全てのマイクロレンズを同時に形成するため、以下のような問題があった。

すなわち、フォトリソグラフィー技術の解像度には限界があり、レンズ材料層のパターニングを解像度以下のパターニング寸法で行う場合、所望の寸法パターンを確実に形成することは非常に困難である。また、パターニングされたレンズ材料層の間隔が狭くなると、熱処理で溶融した隣接するレンズ材料層同士が接触し、これによって、隣接するマイクロレンズが接触する部分の表面形状が１つの連続した曲面形状となり、不良形状のマイクロレンズが形成される恐れがある。従って、マイクロレンズの凸レンズ形状を維持しながら、マイクロレンズ間の間隔を狭めることは困難であった。

そこで、以下の特許文献１〜８に開示されているように、従来からマイクロレンズの形成を２工程に分けて行う方法が提案されている。

これらの文献開示のマイクロレンズの形成方法は、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上にマイクロレンズを、マイクロレンズが形成された画素領域と、マイクロレンズが形成されない画素領域とが市松格子形状をなすよう、選択的に形成する第１のマイクロレンズ工程と、該画素アレイの残りの画素領域にマイクロレンズを形成する第２のマイクロレンズ形成工程とを含むものである。

このように画素アレイ上にマイクロレンズを形成する工程を２工程に分けることにより、隣接するマイクロレンズの融着を招くことなく、画素アレイ上でのレンズ未形成領域の発生が抑えられることとなる。これにより、マイクロレンズ間のレンズ未形成領域を最小限にでき、集光効率を向上させた固体撮像装置を得ることができる。

以下、マイクロレンズの形成を２工程に分けて行う方法について説明する。

この場合、第１のマイクロレンズ工程および第２のマイクロレンズ工程では、それぞれウエハ上に形成された所定のアライメントマークを用いて、露光マスク（レチクル）をウエハに対して位置合わせすることとなる。

図１２は、図１１に示すウエハＷｆの表面領域を拡大して示す図であり、固体撮像素子チップ（固体撮像装置）が形成される領域（チップ領域）Ｒｃ、およびウエハＷｆから各チップを切り出す際に切断されるスクライブ領域ＳＬｈおよびＳＬｖを拡大して示している。

図１２に示すウエハＷｆは、回路素子や配線などの形成を行う前半工程が完了した段階のものである。つまり、このウエハＷｆ上には、固体撮像素子チップが形成されるべきチップ領域Ｒｃがマトリクス状に配列され、各チップ領域Ｒｃには、前半工程で作成された複数の画素Ｐｘからなる画素アレイＡｐと、該画素アレイＡｐの周辺に位置する周辺回路（図示せず）とが形成されている。

また、隣接するチップ領域列間の領域は縦方向スクライブ領域ＳＬｖとなっており、隣接するチップ領域行間の領域は横方向スクライブ領域ＳＬｈとなっている。これらの横方向スクライブ領域ＳＬｈには、ウエハに対するレチクルの水平方向の位置決めを行うための水平アライメントマークＡｍ１１およびＡｍ１２が形成され、また、これらの縦方向スクライブ領域ＳＬｖには、ウエハに対するレチクルの垂直方向の位置決めを行うための垂直アライメントマークＡｍ２１およびＡｍ２２が形成されている。ここでは、アライメントマークＡｍ１１およびＡｍ２１は、例えば、回路素子などを構成するゲート電極の形成工程でポリシリコン層などのパターニングにより形成されたものであり、アライメントマークＡｍ１２およびＡｍ２２は、金属配線の形成工程で金属膜のパターニングにより形成されたものである。

そして、後半工程では、例えば、カラーフィルタの形成処理を行った後、マイクロレンズの形成処理を上記のように２工程に分けて行う。

つまり、上記ウエハＷｆ上に感光性のレンズ材料を塗布した後、該ウエハＷｆ上のレンズ材料を図１０に示す露光装置１１０により露光する。

具体的には、第１のマイクロレンズ形成工程で用いる露光マスク（第１工程レチクル）を、上記配線工程で形成されたアライメントマークＡｍ１２およびＡｍ２２を用いてウエハに対して位置合わせし、ウエハ上に塗布されたレンズ材料を露光する。その後、露光されたレンズ材料を現像して、該レンズ材料が所定の画素（奇数画素行と奇数画素列との交差部に位置する画素、および偶数画素行と偶数画素列との交差部に位置する画素）上にのみ残るようパターニングし、その後、該現像されたレンズ材料（レンズ用部材）を熱処理により溶融して硬化させる。これにより、各チップの画素アレイにおける奇数画素行と奇数画素列との交差部に位置する画素、および偶数画素行と偶数画素列との交差部に位置する画素上に、第１のマイクロレンズが形成される。

次に、上記第１のマイクロレンズの形成されたウエハＷｆ上に、感光性のレンズ材料を塗布した後、該ウエハＷｆ上のレンズ材料を図１０に示す露光装置１１０により露光する。具体的には、第２のマイクロレンズ形成工程で用いる露光マスク（第２工程レチクル）を、上記第１のマイクロレンズ形成工程と同様に、上記配線工程で形成されたアライメントマークＡｍ１２およびＡｍ２２を用いてウエハに対して位置合わせし、ウエハ上に塗布されたレンズ材料を露光する。その後、露光されたレンズ材料を現像して、該レンズ材料が、上記第１のマイクロレンズが形成された画素以外の画素上にのみ残るようパターニングし、その後、該現像されたレンズ材料（レンズ用部材）を熱処理により溶融して硬化させる。これにより、各チップの画素アレイにおける上記第１のマイクロレンズが形成された画素以外の画素（奇数画素行と偶数画素列との交差部の画素、および偶数画素行と奇数画素列との交差部に位置する画素）上に、第２のマイクロレンズが形成される。

ところが、上記のように、第１のマイクロレンズ形成工程と第２のマイクロレンズ形成工程で、第１のマイクロレンズより下層である配線層などの形成工程で形成されたアライメントマークを用いる場合は、第１のマイクロレンズおよび第２のマイクロレンズの配置パターンはいずれも、配線層のパターンに対して位置合わせされることとなり、第１および第２のマイクロレンズの両者のアライメント精度は、それぞれの位置合わせにおけるばらつきを含むこととなる。
特開２０００−２２１１７号公報 特開２０００−２６０９６８号公報 特開２０００−２６９４７４号公報 特開２０００−３３２２２６号公報 特開２００３−３３２５４７号公報 特開２００６−６６９３１号公報 特開２００３−２２９５５０号公報 特開２００７−４７５６９号公報

以上説明したように、従来のマイクロレンズの形成方法では、マイクロレンズの形成を２工程に分けて行う場合は、第１マイクロレンズ形成工程で形成されるマイクロレンズより下層で形成されたアライメントマークを用いて、第２マイクロレンズ形成工程で形成するマイクロレンズに対する位置合わせを行うが、この場合は第１マイクロレンズ形成工程と第２のマイクロレンズ形成工程で形成されるマイクロレンズは、２回のマスク合わせにより位置合わせされることとなる。

このようにマイクロレンズの形成工程を２工程に分けることで、レンズ未形成領域を最小限にできより多くの光の集光が可能となるが、マイクロレンズを２回分けて形成するため、第１工程で形成するマイクロレンズと第２工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレが発生しやすい。このマイクロレンズ間の位置ズレはシェーディング不良の発生に繋がるため、このマイクロレンズ間の形成位置のズレは最小限に制御する必要がある。ところが、現在のところ、マイクロレンズを２分割で形成する技術においてマイクロレンズ間の形成位置（第１工程で形成したマイクロレンズと第２工程で形成したマイクロレンズとの間のアライメントズレ）の制御性については報告事例はない。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、マイクロレンズの形成を２工程に分けて形成する際に、第１工程で作成するマイクロレンズと第２工程で作成するマイクロレンズとの位置あわせ精度を高めることができ、これによりレンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができるマイクロレンズの形成方法、このようなマイクロレンズの形成方法を用いた固体撮像装置の製造方法、ならびに、該固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を備えた電子情報機器を得ることを目的とする。

本発明に係るマイクロレンズの形成方法は、下地層上にマトリクス状に配列された複数のマイクロレンズを形成する方法であって、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、該第１レンズ工程は、該第１のマイクロレンズとアライメントマークとを同一のマスクを用いてパターニングする工程を含み、該第２レンズ工程は、該第１レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第１レンズ工程は、前記下地層上に感光性レンズ材料を塗布して前記レンズ材料層を形成する工程と、該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光されたレンズ材料層の現像により、該複数の第１画素領域の各々の上に第１レンズ用部材を形成するとともに、該下地層の所定領域上にマーク用部材を形成する工程と、該第１レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第１のマイクロレンズを形成する工程とを含むことが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第１レンズ工程で用いる露光マスクは、前記レンズ材料層の露光現像により平面円形形状の第１レンズ用部材が形成されるよう、前記第１画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状とし、かつ、該レンズ材料層の露光現像により平面矩形形状のマーク用部材が形成されるよう、該マーク用部材が形成される領域に対応する部分の開口パターンを矩形形状としたものであることが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第２レンズ工程は、前記下地層および前記第１のマイクロレンズ上に感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光されたレンズ材料層を現像して、前記複数の第２画素領域の各々の上に第２レンズ用部材を形成する工程と、該第２レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第２のマイクロレンズを形成する工程とを含むことが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第２レンズ工程で用いる露光マスクは、前記レンズ材料層の露光現像により平面円形形状の前記第２レンズ用部材が形成されるよう、前記第２画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状としたものであることが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第１レンズ工程は、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含むことが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材への紫外線照射と、前記レンズ用部材への紫外線照射とを同一条件で行う工程であることが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材への紫外線照射と、前記レンズ用部材への紫外線照射とを異なる条件で行う工程であることが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該レンズ用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程であることが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第１ＵＶ工程と、該マーク用部材および前記レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第２ＵＶ工程とを含むことが好ましい。

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第１ＵＶ工程における紫外線照射パワーは、前記第２ＵＶ工程における紫外線照射パワーより大きいことが好ましい。

この発明に係るアライメントマーク最適化方法は、複数のマイクロレンズを第１および第２の２工程に分けて形成する際に該第１工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第２工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法であって、該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、該各試料における、該第１工程でマイクロレンズと同時に形成された第１位置確認用マークと、該第２工程でマイクロレンズと同時に形成された第２位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第１および第２位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記アライメントマーク最適化方法において、前記第１工程は、複数のレンズ形成領域を行列状に配列してなる格子状レンズ領域上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１レンズ形成領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２レンズ形成領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する工程であり、前記第２工程は、該格子状レンズ領域の、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２レンズ形成領域に第２のマイクロレンズを形成する工程であることが好ましい。

本発明は、上記アライメントマーク最適化方法において、前記第１工程は、前記基板上に感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光されたレンズ材料層を現像して、該複数の第１レンズ形成領域の各々の上に第１レンズ用部材を形成するとともに、該基板の所定領域上に、前記アライメントマークとなるべきマーク用部材を形成する工程と、該第１レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第１のマイクロレンズを形成する工程とを含むことが好ましい。

本発明は、上記アライメントマーク最適化方法において、前記第１工程は、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含むことが好ましい。

本発明は、上記アライメントマーク最適化方法において、前記アライメントマークの形成処理におけるパラメータは、前記第１工程における紫外線照射工程での紫外線照射量であることが好ましい。

本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、複数の画素をマトリクス状に配列してなる画素部、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路部とを有する固体撮像装置を製造する方法であって、ウエハの各チップ領域に該画素部および該周辺回路部を形成する前半工程と、該ウエハの各チップ領域に複数のマイクロレンズを形成する後半工程とを含み、該後半工程は、該各チップ領域の画素部上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、該第１レンズ工程は、該第１のマイクロレンズとアライメントマークとを同一のマスクを用いてパターニングする工程を含み、該第２レンズ工程は、該第１レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第１レンズ工程は、前記ウエハの全面に感光性レンズ材料を塗布して前記レンズ材料層を形成する工程と、該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光されたレンズ材料層を現像して、該複数の第１画素領域の各々の上に第１レンズ用部材を形成するとともに、該ウエハのスクライブ部上にマーク用部材を形成する工程と、該第１レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第１のマイクロレンズを形成する工程とを含むことが好ましい。

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第１レンズ工程は、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含むことが好ましい。

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該レンズ用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程であることが好ましい。

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第１ＵＶ工程と、該マーク用部材および前記レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第２ＵＶ工程とを含むことが好ましい。

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第１ＵＶ工程における紫外線照射パワーは、前記第２工程における紫外線照射パワーより大きいことが好ましい。

本発明に係る電子情報機器は、撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部として、上記固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明においては、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、該第２レンズ工程では、該第１レンズ工程で第１のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第１のマイクロレンズに対して第２のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、２工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは１回となり、第１工程で形成するマイクロレンズと第２工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。

また、本発明によれば、第１レンズ工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射し、このマーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該レンズ用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行うので、マーク用部材のだれを抑制してマーク用材料から得られたアライメントマークによる位置あわせ精度をさらに向上することができる。

つまり、画素アレイにおける市松格子模様を構成する第１領域にマイクロレンズを形成すると同時に、画素アレイ以外の領域にアライメントマークを形成し、さらに熱処理によるだれが抑制されるようアライメントマークに紫外線を照射するので、アライメントマーク部の形状の丸まりを防ぎ、アライメントマークの画像信号としてコントラストの良好な信号波形が得られる。この結果、画素アレイの格子模様を構成する第２領域にマイクロレンズを形成する際、該アライメントマークを用いた位置あわせを高い精度で行うことができる。

本発明においては、複数のマイクロレンズを第１および第２の２工程に分けて形成する際に該第１工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第２工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法において、各試料における、該第１工程でマイクロレンズと同時に形成された第１位置確認用マークと、該第２工程でマイクロレンズと同時に形成された第２位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第１および第２位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含むので、第２工程では、第１工程で形成するアライメントマークとして最適化したものを用いることができ、マイクロレンズによる集光効率を、隣接するマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を回避しつつ高めることができる。

以上のように、本発明によれば、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、該第２レンズ工程では、該第１レンズ工程で第１のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第１のマイクロレンズに対して第２のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、２工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは１回となり、第１工程で形成するマイクロレンズと第２工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。

また、本発明によれば、複数のマイクロレンズを第１および第２の２工程に分けて形成する際に該第１工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第２工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法において、該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、該各試料における、該第１工程でマイクロレンズと同時に形成された第１位置確認用マークと、該第２工程でマイクロレンズと同時に形成された第２位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第１および第２位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含むので、第２工程では、第１工程で形成するアライメントマークとして最適化したものを用いることができ、マイクロレンズによる集光効率を、隣接するマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を回避しつつ高めることができる。

本発明によれば、複数の画素をマトリクス状に配列してなる画素部、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路部とを有する固体撮像装置を製造する方法において、ウエハの各チップ領域に該画素部および該周辺回路部を形成する前半工程と、該ウエハの各チップ領域に複数のマイクロレンズを形成する後半工程とを含み、該後半工程は、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、該第２レンズ工程では、該第１レンズ工程で第１のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第１のマイクロレンズに対して第２のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、２工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは１回となり、第１工程で形成するマイクロレンズと第２工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１による固体撮像装置の製造方法は、前半工程でウエハ領域の各チップ領域に画素部および周辺回路部を形成した後、後半工程では、各チップ領域の画素部上にカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成する方法において、マイクロレンズの形成を２工程に分けて行い、しかも、第２工程で形成されるべき第２のマイクロレンズを、第１工程でマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて位置あわせするものであり、以下このようなマイクロレンズの形成方法について説明する。

図１〜図４は、このマイクロレンズの形成方法を説明する図であり、図１は、上記第１のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマークを説明する図である。図２は、第１のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光（図２（ａ））、現像（図２（ｂ））、ブリーチ処理（図２（ｃ））を示している。図３は、第１のマイクロレンズの熱処理（図３（ａ））、第２のマイクロレンズの現像（図３（ｂ））、熱処理工程（図３（ｃ））を順に示す断面図である。さらに、図４は、上記第１及び第２のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第１のマイクロレンズの現像処理後（図４（ａ））、その熱処理後（図４（ｂ））、第２のマイクロレンズの現像処理後（図４（ｃ））、及びその熱処理後（図４（ｄ））のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。

まず、半導体基板（ウエハ）１の表面領域上に、複数の画素を配列してなる画素部（図示せず）およびその周辺回路部（図示せず）を形成し、さらに、全面に平坦化膜２を形成した後、この平坦化膜２上に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０を形成する。続いて、該レンズ材料層１０を、露光マスク（レチクル）５０を用いて露光光Ｌにより選択的に露光する（図２（ａ））。このとき、露光マスク５０は、図９に示す配線層の形成工程で形成されたアライメントマークＡｍ１２およびＡｍ２２を用いてウエハＷｆに対して位置合わせされる。また、この露光マスク５０は、ガラスなどの透明基板５０ａの表面に所定のパターンを有する遮光膜（クロム）５０ｂを形成してなるものである。このレンズ材料層１０の露光された部分（露光部分）１０ａは、現像液に溶ける部分であり、このレンズ材料層１０の露光されていない部分（非露光部分）１０ｂは、現像液に溶けない部分である。

次に、レンズ材料層１０の現像を行って、該レンズ材料層１０の露光部分１０ａを選択的に除去して、非露光部分１０ｂのみ上記平坦化膜２上にアライメントマーク（マーク用部材）１１ｈ及びレンズ用部材１１ｐとして残す（図２（ｂ））。図４（ａ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１１ｈ（図１のＡ部参照）、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成されたパターニングされたレンズ形成部１１ｐ（図１のＢ部参照）の平面形状を示している。

その後、レンズ形成部１１ｐ及びアライメントマーク１１ｈを紫外線（ＵＶ）照射によりブリーチ処理する（図２（ｃ））。続いて、レンズ形成部１１ｐ及びアライメントマーク１１ｈに対する熱処理により、レンズ形成部１１ｐを溶融して硬化させてマイクロレンズ１２ｐを形成する（図３（ａ））。このとき、アライメントマーク１１ｈも溶融して硬化して丸みを帯びたマーク１２ｈとなる。図４（ｂ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１２ｈ、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成された第１のマイクロレンズ１２ｐの平面形状を示している。

さらに、第１のマイクロレンズの形成工程と同様に、全面に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第２のマイクロレンズのレンズ材料層を形成し、続いてこのレンズ材料層を、露光マスク（レチクル）を用いて露光光により選択的に露光する。

このとき、露光マスクは、図１に示す第１のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマーク１１ｈおよび１１ｖを用いてウエハＷｆに対して位置合わせされる。

次に、この第２のマイクロレンズのレンズ材料層の現像を行って、該レンズ材料層の非露光部分を選択的に除去して、露光部分のみ上記平坦化膜２上にレンズ形成部２１ｐとして残す（図３（ｂ））。図４（ｃ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１２ｈ、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成されたパターニングされたレンズ形成部２１ｐの平面形状を、第１のマイクロレンズ１２ｐとともに示している。

続いて、レンズ形成部２１ｐに対する熱処理により、レンズ形成部２１ｐを溶融して硬化させてマイクロレンズ２２ｐを形成する（図３（ｃ））。図４（ｄ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１２ｈ、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成された第１及び第２のマイクロレンズ１２ｐ及び２２ｐの平面形状を示している。

このように第１のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマーク１１ｈ及び１１ｖを用いて、第２のマイクロレンズの形成工程で露光マスクの位置合わせを行う場合、第１のマイクロレンズに対して第２のマイクロレンズを位置合わせして形成するため、マスク合わせは１回となる。

このように本実施形態１では、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第１のマイクロレンズ１２ｐを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズ２２ｐを形成する第２レンズ工程とを含み、該第２レンズ工程では、該第１レンズ工程で第１のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマーク１１ｖおよび１１ｈを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第１のマイクロレンズに対して第２のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、２工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは１回となり、第１工程で形成するマイクロレンズと第２工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。

なお、上記実施形態１では、第２のマイクロレンズ工程で形成するマイクロレンズの平面形状は円形としているが、これは略矩形形状であってもよい。

（実施形態２）
本発明の実施形態２の固体撮像装置の製造方法は、実施形態１と同様、前半工程でウエハ領域の各チップ領域に画素部および周辺回路部を形成した後、後半工程では、各チップ領域の画素部上にカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成する方法において、マイクロレンズの形成を２工程に分けて行い、しかも、第２工程で形成されるべき第２のマイクロレンズを、第１工程でマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて位置あわせするものであるが、この実施形態では、第１レンズ工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射し、このマーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該レンズ用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行うことで、マーク用部材のだれを抑制してマーク用材料から得られたアライメントマークによる位置あわせ精度をさらに向上するようにしている。

以下、本実施形態２のマイクロレンズの形成方法について説明する。

図５〜図７は、このマイクロレンズの形成方法を説明する図であり、図５は、第１のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光（図５（ａ））、現像（図５（ｂ））、第１ブリーチ処理（図５（ｃ））を示している。図６は、第２ブリーチ処理（図６（ａ））、第１のマイクロレンズの熱処理（図６（ｂ））、第２のマイクロレンズの現像（図６（ｃ））、熱処理工程（図６（ｄ））を順に示す断面図である。さらに、図７は、上記第１及び第２のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第１のマイクロレンズの現像処理後（図７（ａ））、その熱処理後（図７（ｂ））、第２のマイクロレンズの現像処理後（図７（ｃ））、及びその熱処理後（図７（ｄ））のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。

まず、半導体基板１の表面領域上に、複数の画素を配列してなる画素部（図示せず）およびその周辺回路（図示せず）を形成し、さらに、全面に平坦化膜２を形成した後、この平坦化膜２上に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０を形成する。続いて、該レンズ材料層１０を、露光マスク（レチクル）５０を用いて露光光Ｌにより選択的に露光する（図５（ａ））。このとき、露光マスク５０は、図１に示す、配線層などの遮光膜の形成工程で形成されたアライメントマークＡｍ１２およびＡｍ２２を用いてウエハＷｆに対して位置合わせされる。また、この露光マスク５０は、実施形態１と同一のものである。このレンズ材料層１０の露光された部分（露光部分）１０ａは、現像液に溶ける部分であり、このレンズ材料層１０の露光されていない部分（非露光部分）１０ｂは、現像液に溶けない部分である。

次に、実施形態１と同様、レンズ材料層１０の現像を行って、該レンズ材料層１０の露光部分１０ａを選択的に除去して、非露光部分１０ｂのみ上記平坦化膜２上にアライメントマーク１１ｈ及びレンズ形成部１１ｐとして残す（図５（ｂ））。図７（ａ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１１ｈ、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成されたパターニングされたレンズ形成部１１ｐの平面形状を示している。

その後、透明ガラス基板６０ａと遮光部６０ｂとからなる遮光マスク６０を用いて、レンズ形成部（レンズ用部材）１１ｐ及びアライメントマーク１１ｈのうちのアライメントマーク１１ｈに対してのみ、紫外線（ＵＶ）Ｌｕｖ１の照射により第１ブリーチ処理をする（図５（ｃ））。続いて、レンズ形成部（レンズ用部材）１１ｐ及びアライメントマーク１１ｈに対して、紫外線（ＵＶ）Ｌｕｖ２の照射により第２ブリーチ処理をする（図６（ａ））。ここで、第１ブリーチ処理は、第２ブリーチ処理よりも高い紫外線照射パワーで行う。その後、レンズ形成部１１ｐ及びアライメントマーク１１ｈに対する熱処理により、レンズ形成部１１ｐを溶融して硬化させてマイクロレンズ１２ｐを形成する（図６（ｂ））。このとき、アライメントマーク１１ｈでは、上記２回のブリーチ処理が施されているので、だれの発生はない。図７（ｂ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１１１ｈ、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成された第１のマイクロレンズ１２ｐの平面形状を示している。

さらに、第１のマイクロレンズの形成工程と同様に、全面に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第２のマイクロレンズのレンズ材料層を形成し、続いてこのレンズ材料層を、露光マスク（レチクル）（図示せず）を用いて露光光Ｌにより選択的に露光する。

このとき、露光マスクは、図１に示す、第１のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマーク１１１ｈを用いてウエハＷｆに対して位置合わせされる。

次に、この第２のマイクロレンズのレンズ材料層の現像を行って、該レンズ材料層の露光部分を選択的に除去して、非露光部分のみ上記平坦化膜２上にレンズ形成部２１ｐとして残す（図６（ｃ））。図７（ｃ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１１１ｈ、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成されたパターニングされたレンズ形成部２１ｐの平面形状を、第１のマイクロレンズ１２ｐとともに示している。

続いて、レンズ形成部２１ｐに対する熱処理により、レンズ形成部２１ｐを溶融して硬化させてマイクロレンズ２２ｐを形成する（図６（ｄ））。図７（ｄ）は、この段階で、ウエハＷｆのスクライブ部ＳＬｈに第１のマイクロレンズのレンズ材料層１０により形成されたアライメントマーク１１１ｈ、及びウエハＷｆのチップ領域Ｒｃに形成された第１及び第２のマイクロレンズ１２ｐ及び２２ｐの平面形状を示している。

このように本実施形態２では、第１レンズ工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射し、このマーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該レンズ用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行うので、上記実施形態１の効果に加えて、マーク用部材のだれを抑制してマーク用材料から得られたアライメントマークによる位置あわせ精度をさらに向上することができる。

つまり、第１工程のマイクロレンズ工程で形成するアライメントマーク部のみに対してメルト処理前のブリーチング処理において、マイクロレンズ領域より強力なＵＶ照射処理を行う。これによりアライメントマーク部のみメルト量が小さくなりアライメントマーク形状の熱ダレによる形状の丸まり変化を防ぐことが可能となり矩形形状を保つことが可能となる。そのため露光処理時のアライメント処理で用いる信号波形の劣化を防ぐことが可能となり、第１工程で形成されるマイクロレンズと第２工程で形成されるマイクロレンズの位置ズレ量が低減でき、色シェーディング不良を防ぐことが可能となる。

なお、ＵＶ照射パワーによりメルト量および形状変化量が変化するため、アライメントマーク部のみのＵＶ照射パワーについては、アライメント処理精度が一番よくなるＵＶ照射パワー処理を行った後に、パターニングされたレンズ材料層をメルトすることで、第１工程と第２工程で形成されるマイクロレンズの位置ズレ量を最小限にすることが可能となる。

以下、このようなＵＶ照射パワーの最適化方法について実施形態３として説明する。
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３によるアライメントマーク最適化方法を説明する図である。なお、図８中、図１と同一符号は、実施形態１のものと同一のものを示している。

この実施形態３のアライメントマーク最適化方法は、複数のマイクロレンズを第１および第２の２工程に分けて形成する際に該第１工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第２工程で位置合わせに用いるアライメントマーク１１１ｈおよび１１１ｖの形成処理を最適化する方法である。

つまり、この実施形態３のアライメントマーク最適化方法は、該アライメントマーク１１１ｈおよび１１１ｖの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料（固体撮像素子チップ）を準備する工程と、該各試料における、該第１工程でマイクロレンズと同時に形成された第１位置確認用マークＭ２ａと、該第２工程でマイクロレンズと同時に形成された第２位置確認用マークＭ２ｂとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第１および第２位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含んでいる。

ここで、前記第１工程は、複数のレンズ形成領域（画素領域）を行列状に配列してなる格子状レンズ領域（画素アレイ）Ａｐ上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１レンズ形成領域（画素領域）と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２レンズ形成領域（画素領域）とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する工程である。また前記第２工程は、該格子状レンズ領域（画素アレイ）Ａｐの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２レンズ形成領域（画素領域）に第２のマイクロレンズを形成する工程である。

さらに、上記第１工程は、上記実施形態１および２で説明したように、前記基板（ウエハ）Ｗｆ上に感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光されたレンズ材料層を現像して、該複数の第１レンズ形成領域の各々の上に第１レンズ用部材を形成するとともに、該基板の所定領域上に、前記アライメントマークとなるべきマーク用部材を形成する工程と、該第１レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第１のマイクロレンズを形成する工程とを含んでいる。

また前記第１工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含んでいる。さらに前記アライメントマークの形成処理におけるパラメータは、前記第１工程における紫外線照射工程での紫外線照射量である。

このような実施形態３のアライメントマーク最適化方法では、複数のマイクロレンズを第１および第２の２工程に分けて形成する際に該第１工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第２工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法において、該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、該各試料における、該第１工程でマイクロレンズと同時に形成された第１位置確認用マークＭ２ａと、該第２工程でマイクロレンズと同時に形成された第２位置確認用マークＭ２ｂとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第１および第２位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータ（ＵＶ照射量）を判定する工程とを含むので、第２工程では、第１工程で形成するアライメントマークとして最適化したものを用いることができ、マイクロレンズによる集光効率を、隣接するマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を回避しつつ、より一層高めることができる。
（実施形態４）
なお、上記実施形態１〜２では、特に説明しなかったが、上記実施形態１〜２の固体撮像装置の製造方法で作成した固体撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態１〜２の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、マイクロレンズの形成方法、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器の分野において、マイクロレンズの形成を２工程に分けて形成する際に、第１工程で作成するマイクロレンズと第２工程で作成するマイクロレンズとの位置あわせ精度を高めることができ、これによりレンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態１による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第１のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマークを説明する図である。 図２は、本実施形態１による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第１のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光（図２（ａ））、現像（図２（ｂ））、ブリーチ処理（図２（ｃ））を示している。 図３は、本実施形態１による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第１のマイクロレンズの熱処理（図３（ａ））、第２のマイクロレンズの現像（図３（ｂ））、熱処理工程（図３（ｃ））を順に示す断面図である。 図４は、本実施形態１による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、上記第１及び第２のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第１のマイクロレンズの現像処理後（図４（ａ））、その熱処理後（図４（ｂ））、第２のマイクロレンズの現像処理後（図４）、及びその熱処理後（図４）のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。 図５は、本発明の実施形態２による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第１のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光（図５（ａ））、現像（図５（ｂ））、第１ブリーチ処理（図５（ｃ））を示している。 図６は、本実施形態２による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第２ブリーチ処理（図６（ａ））、第１のマイクロレンズの熱処理（図６（ｂ））、第２のマイクロレンズの現像（図６（ｃ））、熱処理工程（図６（ｄ））を順に示す断面図である。 図７は、本実施形態２による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、上記第１及び第２のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第１のマイクロレンズの現像処理後（図７（ａ））、その熱処理後（図７（ｂ））、第２のマイクロレンズの現像処理後（図７（ｃ））、及びその熱処理後（図７（ｄ））のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。 図８は、本発明の実施形態３によるアライメントマークの最適化方法を図であり、各成膜処理工程で形成された位置確認用マークを示している。 図９は、従来の固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、図９（ａ）〜図９（ｃ）は特にマイクロレンズの形成工程を処理順に示している。 図１０は、上記マイクロレンズの形成に用いる露光装置を説明する図であり、その概略構成を示している。 図１１は、図１０に示す露光装置１１０を用いてウエハに対して露光処理を行う方法を説明する図である。 図１２は、図１１に示すウエハＷｆの表面領域を拡大して示す図であり、固体撮像素子チップ（固体撮像装置）が形成される領域（チップ領域）、およびウエハから各チップを切り出す際に切断されるスクライブ領域ＳＬｖおよびＳＬｈを拡大して示している。

符号の説明

１ 基板
２ 平坦化膜
１０ レンズ材料層
１０ａ 露光部分
１０ｂ 非露光部分
１１ｈ アライメントマーク（マーク用部材）
１１ｐ レンズ用部材（レンズ形成部）
１２ｐ 第１のマイクロレンズ
２２ｐ 第２のマイクロレンズ
５０ 露光マスク（レチクル）
５０ａ 透明基板
５０ｂ 遮光膜（クロム）
Ｗｆ ウエハ
ＳＬｈ、ＳＬｖ スクライブ部

Claims (23)

1. 下地層上にマトリクス状に配列された複数のマイクロレンズを形成する方法であって、
   複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、
   該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、
   該第１レンズ工程は、該第１のマイクロレンズとアライメントマークとを同一のマスクを用いてパターニングする工程を含み、
   該第２レンズ工程は、該第１レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含むマイクロレンズの形成方法。
2. 前記第１レンズ工程は、
   前記下地層上に感光性レンズ材料を塗布して前記レンズ材料層を形成する工程と、
   該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
   該露光されたレンズ材料層の現像により、該複数の第１画素領域の各々の上に第１レンズ用部材を形成するとともに、該下地層の所定領域上にマーク用部材を形成する工程と、
   該第１レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第１のマイクロレンズを形成する工程とを含む請求項１に記載のマイクロレンズの形成方法。
3. 前記第１レンズ工程で用いる露光マスクは、前記レンズ材料層の露光現像により平面円形形状の第１レンズ用部材が形成されるよう、前記第１画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状とし、かつ、該レンズ材料層の露光現像により平面矩形形状のマーク用部材が形成されるよう、該マーク用部材が形成される領域に対応する部分の開口パターンを矩形形状としたものである請求項２に記載のマイクロレンズの形成方法。
4. 前記第２レンズ工程は、
   前記下地層および前記第１のマイクロレンズ上に感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、
   該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
   該露光されたレンズ材料層を現像して、前記複数の第２画素領域の各々の上に第２レンズ用部材を形成する工程と、
   該第２レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第２のマイクロレンズを形成する工程とを含む請求項２に記載のマイクロレンズの形成方法。
5. 前記第２レンズ工程で用いる露光マスクは、前記レンズ材料層の露光現像により平面円形形状の前記第２レンズ用部材が形成されるよう、前記第２画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状としたものである請求項４に記載のマイクロレンズの形成方法。
6. 前記第１レンズ工程は、
   前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含む請求項２に記載のマイクロレンズの形成方法。
7. 前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材への紫外線照射と、前記レンズ用部材への紫外線照射とを同一条件で行う工程である請求項６に記載のマイクロレンズの形成方法。
8. 前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材への紫外線照射と、前記レンズ用部材への紫外線照射とを異なる条件で行う工程である請求項６に記載のマイクロレンズの形成方法。
9. 前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該レンズ用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程である請求項８に記載のマイクロレンズの形成方法。
10. 前記紫外線照射工程は、
    前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第１ＵＶ工程と、
    該マーク用部材および前記レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第２ＵＶ工程とを含む請求項９に記載のマイクロレンズの形成方法。
11. 前記第１ＵＶ工程における紫外線照射パワーは、前記第２ＵＶ工程における紫外線照射パワーより大きい請求項１０に記載のマイクロレンズの形成方法。
12. 複数のマイクロレンズを第１および第２の２工程に分けて形成する際に該第１工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第２工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法であって、
    該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、
    該各試料における、該第１工程でマイクロレンズと同時に形成された第１位置確認用マークと、該第２工程でマイクロレンズと同時に形成された第２位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、
    該検出した各試料における該第１および第２位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含むアライメントマーク最適化方法。
13. 前記第１工程は、
    複数のレンズ形成領域を行列状に配列してなる格子状レンズ領域上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１レンズ形成領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２レンズ形成領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する工程であり、
    前記第２工程は、
    該格子状レンズ領域の、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２レンズ形成領域に第２のマイクロレンズを形成する工程である請求項１２に記載のアライメントマーク最適化方法。
14. 前記第１工程は、
    前記基板上に感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、
    該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
    該露光されたレンズ材料層を現像して、該複数の第１レンズ形成領域の各々の上に第１レンズ用部材を形成するとともに、該基板の所定領域上に、前記アライメントマークとなるべきマーク用部材を形成する工程と、
    該第１レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第１のマイクロレンズを形成する工程とを含む請求項１３に記載のアライメントマーク最適化方法。
15. 前記第１工程は、
    前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含む請求項１４に記載のアライメントマーク最適化方法。
16. 前記アライメントマークの形成処理におけるパラメータは、前記第１工程における紫外線照射工程での紫外線照射量である請求項１５に記載のアライメントマーク最適化方法。
17. 複数の画素をマトリクス状に配列してなる画素部、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路部とを有する固体撮像装置を製造する方法であって、
    ウエハの各チップ領域に該画素部および該周辺回路部を形成する前半工程と、
    該ウエハの各チップ領域に複数のマイクロレンズを形成する後半工程とを含み、
    該後半工程は、
    該各チップ領域の画素部上に第１のマイクロレンズを、該第１のマイクロレンズが形成された複数の第１画素領域と、該第１のマイクロレンズが形成されていない複数の第２画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第１レンズ工程と、
    該画素アレイの、該第１のマイクロレンズの形成されていない第２画素領域に第２のマイクロレンズを形成する第２レンズ工程とを含み、
    該第１レンズ工程は、該第１のマイクロレンズとアライメントマークとを同一のマスクを用いてパターニングする工程を含み、
    該第２レンズ工程は、該第１レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第２のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含む固体撮像装置の製造方法。
18. 前記第１レンズ工程は、
    前記ウエハの全面に感光性レンズ材料を塗布して前記レンズ材料層を形成する工程と、
    該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
    該露光されたレンズ材料層を現像して、該複数の第１画素領域の各々の上に第１レンズ用部材を形成するとともに、該ウエハのスクライブ部上にマーク用部材を形成する工程と、
    該第１レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第１のマイクロレンズを形成する工程とを含む請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
19. 前記第１レンズ工程は、
    前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含む請求項１８に記載の固体撮像装置の製造方法。
20. 前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該レンズ用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程である請求項１９に記載の固体撮像装置の製造方法。
21. 前記紫外線照射工程は、
    前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第１ＵＶ工程と、
    該マーク用部材および前記レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第２ＵＶ工程とを含む請求項２０に記載の固体撮像装置の製造方法。
22. 前記第１ＵＶ工程における紫外線照射パワーは、前記第２工程における紫外線照射パワーより大きい請求項２１に記載の固体撮像装置の製造方法。
23. 撮像部を備えた電子情報機器であって、
    該撮像部として、請求項１７〜２２のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いたものである電子情報機器。

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