JP3116464B2 - Method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents
Method for manufacturing solid-state imaging deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像装置の製造
方法に関し、更に詳しくは、オンチップレンズの微細化
に係わるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state image pickup device, and more particularly, to miniaturization of an on-chip lens.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の固体撮像装置としては、
特開昭64−10666号公報記載の技術が知られてい
る。この技術は、先ず、図2(A)に示すように、配列
して形成される受光部1aと電荷転送部(図示省略す
る)等を備えた半導体基板1上に、樹脂材で成る透明平
坦化層2,耐熱性を有する透明材料層3を順次形成す
る。次に、図2(B)に示すように、透明材料層3上
に、例えばレジストで成る熱変形樹脂層4をパターニン
グする。この熱変形樹脂層4は、透明材料層3をレンズ
形状に加工するためのマスク層として機能する層である
ため、夫々の受光部1aの上方にパターニングされる。
次に、図2(C)に示すように、熱変形樹脂層4を加熱
し、レンズ形状に変形させる。次に、図2(D)に示す
ように、異方性エッチングを行なって熱変形樹脂層4A
の形状を透明材料層3にレンズ形状を転写させることに
よりレンズ3Aが形成できる。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of solid-state imaging device,
The technique described in JP-A-64-10666 is known. In this technique, first, as shown in FIG. 2A, a transparent flat plate made of a resin material is formed on a semiconductor substrate 1 having a light receiving unit 1a and a charge transfer unit (not shown) formed in an array. And a heat-resistant transparent material layer 3 are sequentially formed. Next, as shown in FIG. 2B, a thermally deformable resin layer 4 made of, for example, a resist is patterned on the transparent material layer 3. Since the heat-deformable resin layer 4 is a layer that functions as a mask layer for processing the transparent material layer 3 into a lens shape, it is patterned above each light receiving portion 1a.
Next, as shown in FIG. 2C, the heat-deformable resin layer 4 is heated and deformed into a lens shape. Next, as shown in FIG. 2D, anisotropic etching is performed to form the heat-deformable resin layer 4A.
The lens 3 </ b> A can be formed by transferring the lens shape to the transparent material layer 3.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の固体撮像装置の製造方法にあっては、熱変形
樹脂層4を微細化した場合、透明材料層3へ異方性加工
によりレンズ形状を良好に転写することが困難となる問
題がある。即ち、熱変形樹脂層3自体をレンズ形状に形
成すること自体が困難となる他に、異方性加工によりレ
ンズ形成を忠実に透明材料層3へ反映することが難しく
なり、加工されたレンズ3Aに歪みが生ずることが危惧
されている。However, in such a conventional method of manufacturing a solid-state imaging device, when the heat-deformable resin layer 4 is miniaturized, the transparent material layer 3 is formed into a lens shape by anisotropic processing. There is a problem that it is difficult to transfer satisfactorily. That is, it becomes difficult to form the heat-deformable resin layer 3 itself into a lens shape itself, and it becomes difficult to faithfully reflect the lens formation on the transparent material layer 3 by anisotropic processing. It is feared that distortion will occur in the image.
【0004】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、今後予想されるセンサ部
の微細化に充分対応できる固体撮像装置の製造方法を得
んとするものである。The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a solid-state imaging device which can sufficiently cope with miniaturization of a sensor unit expected in the future. Things.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、セン
サ部上にカラーフィルタ膜を介してレンズが形成される
固体撮像装置の製造方法において、センサ部が形成され
た半導体基板上に、カラーフィルタ膜を形成し、このカ
ラーフィルタ膜上にレジスト膜を塗布し、このレジスト
膜の上記センサ部上方に位置する部位に開口を形成し、
前記レジスト膜にレジスト材料膜を蒸着すると共に、上
記開口の底部にレンズ材料膜を蒸着して開口底部上にレ
ンズ材料膜を形成し、次に、リフトオフ法により、前記
レジスト膜とこのレジスト膜上のレンズ材料膜を除去し
て、上記カラーフィルタ膜上にレンズ材料膜のみを残す
ことを、その解決方法としている。Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a solid-state imaging device in which a lens is formed on a sensor section via a color filter film, wherein the sensor section is formed.
A color filter film is formed on a semiconductor substrate
A resist film is applied on the color filter film,
Forming an opening in a portion of the membrane located above the sensor section;
While depositing a resist material film on the resist film,
A lens material film is deposited on the bottom of the opening, and the lens material is deposited on the bottom of the opening.
Film material, and then lift-off method
Remove the resist film and the lens material film on this resist film
The only solution is to leave only the lens material film on the color filter film .
【0006】[0006]
【作用】レジスト膜に微細な開口を形成することは、リ
ソグラフィー技術の進歩に伴ない制御性良く行なうこと
が可能であるため、この開口を利用してレンズ材料膜を
蒸着させることにより、開口底部に良好な形状のレンズ
を形成することが可能となる。リフトオフ法を用いるこ
とにより、不要なレンズ材料膜は、レジスト膜を除去す
ると同時に一緒に除去することができる。このため、熱
処理,エッチング処理を要することがなく、プロセスを
簡単なものにする。The formation of a fine opening in a resist film can be performed with good controllability with the progress of lithography technology. It is possible to form a lens having a good shape. By using the lift-off method, unnecessary lens material films can be removed together with the removal of the resist film. Therefore, heat treatment and etching are not required, and the process is simplified.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の製造方法
の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.
【0008】本実施例は、図1(A)に示すように、シ
リコンで成る半導体基板11に受光部(センサ部)11
aを形成し(この他、電荷転送部等も形成する)、この
半導体基板11上にカラーフィルタ12を形成し、カラ
ーフィルタ12上に、後記するレンズ材料層14とこの
カラーフィルタ12に対してエッチングされ易い膜とし
て、レジスト13を塗布する。In this embodiment, as shown in FIG. 1A, a light receiving section (sensor section) 11 is provided on a semiconductor substrate 11 made of silicon.
a (the charge transfer portion and the like are also formed), a color filter 12 is formed on the semiconductor substrate 11, and a lens material layer 14 described later and the color filter 12 are formed on the color filter 12. A resist 13 is applied as a film that is easily etched.
【0009】次に、図1(B)に示すように、受光部1
1aの上方に位置する部分のレジスト13に開口を形成
する。なお、本実施例においては、下方に向けて開口が
拡がるようなオーバハング形状に形成する。例えば、レ
ジスト13にネガ型レジストを用いて所定条件の露光を
行なうことにより、このようなオーバハング形状に形成
することができる。このとき、多数の受光部11aの上
方にあるレジスト13に、夫々に対応する開口形状を均
一に形成することが可能となる。なお、レジスト13と
しては、ネガ型の他、ポジ型レジストを用いることも可
能であり、近年では、高精度の化学増幅型レジストも開
発されており、充分な開口精度を得ることができる。Next, as shown in FIG.
An opening is formed in a portion of the resist 13 located above 1a. In the present embodiment, it is formed in an overhang shape such that the opening expands downward. For example, by performing exposure under predetermined conditions using a negative resist as the resist 13, it is possible to form such an overhang shape. At this time, it is possible to uniformly form the corresponding opening shapes in the resist 13 above the large number of light receiving portions 11a. As the resist 13, a positive resist other than a negative resist can be used. In recent years, a chemically amplified resist with high accuracy has been developed, and sufficient opening accuracy can be obtained.
【0010】次に、図1(C)に示すように、レンズ材
料を蒸着させ、カラーフィルタ12上及びレジスト13
上にレンズ材料層14を形成する。このとき、開口内の
カラーフィルタ12上には、レンズ14Aが形成され
る。本実施例においては、レジスト13の開口を上記し
たようにオーバハング形状としたことにより、同図
(C)に示したように、レンズ14Aとレジスト13上
のレンズ材料層14とは確実に分離して形成することが
できる。なお、本実施例のように、レジスト13の開口
をオーバハング状としなくとも、カラーフィルタ12に
対して垂直な内周面を持つ開口であっても、レジスト1
3の開口のアスペクト比を調整することにより、レンズ
とレンズ材料層を分離することが可能である。また、こ
れらレンズとレンズ材料層が分離しなくとも、開口円周
面に形成されるレンズ材料層は非常に薄い膜であるた
め、レンズの形状に影響を与えずにすぐに除去すること
が可能である。Next, as shown in FIG. 1C, a lens material is deposited on the color filter 12 and the resist 13.
A lens material layer 14 is formed thereon. At this time, a lens 14A is formed on the color filter 12 in the opening. In the present embodiment, by forming the opening of the resist 13 in the overhang shape as described above, the lens 14A and the lens material layer 14 on the resist 13 are reliably separated as shown in FIG. Can be formed. As in the present embodiment, even if the opening of the resist 13 does not have an overhang shape, even if the opening has an inner peripheral surface perpendicular to the color filter 12,
By adjusting the aspect ratio of the opening 3, the lens and the lens material layer can be separated. Even if these lenses and the lens material layer do not separate, the lens material layer formed on the circumference of the opening is a very thin film, so it can be removed immediately without affecting the shape of the lens It is.
【0011】次に、図1(D)に示すように、レジスト
13をレジスト溶媒で除去することにより、レジスト1
3上のレンズ材料層14も除去(リフトオフ)すること
ができ、カラーフィルタ12に付着したレンズ14Aの
みが残る。Next, as shown in FIG. 1D, the resist 13 is removed by using a resist solvent.
The lens material layer 14 on 3 can also be removed (lifted off), and only the lens 14A attached to the color filter 12 remains.
【0012】このようにして、製造された固体撮像装置
は、良好な形状のオンチップレンズを有し、光学特性に
優れたものとなる。The solid-state imaging device manufactured in this manner has an on-chip lens having a good shape and has excellent optical characteristics.
【0013】以上、実施例について説明したが、本発明
は、これに限定されるものではなく、構成の要旨に付随
する各種の設計変更が可能である。Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to this, and various design changes accompanying the gist of the configuration are possible.
【0014】例えば、上記実施例においては、リフトオ
フ法に用いられるエッチングされ易い膜としてレジスト
13を用いたが、レンズ材料及びカラーフィルタに対し
てエッチング選択比を有するものであれば、他の材料を
用いてもよい。For example, in the above-described embodiment, the resist 13 is used as a film which is easily etched for use in the lift-off method. May be used.
【0015】また、レンズ材料としては、シリコン系ガ
ラス他、樹脂材等各種の材料変更が可能である。Further, as the lens material, various materials such as a silicon-based glass and a resin material can be changed.
【0016】また、固体撮像装置の構造は、適宜設計変
更可能である。The structure of the solid-state imaging device can be appropriately changed in design.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、セン
サ部上にカラーフィルタ膜を介してレンズが形成される
固体撮像装置の製造方法において、センサ部が形成され
た半導体基板上に、カラーフィルタ膜を形成し、このカ
ラーフィルタ膜上にレジスト膜を塗布し、前記レジスト
膜の上記センサ部上方に位置する部位に開口を形成し、
上記レジスト膜にレジスト材料膜を蒸着すると共に、上
記開口の底部にレンズ材料膜を蒸着して開口底部上にレ
ンズ材料膜を形成し、次に、リフトオフ法により、前記
レジスト膜とこのレジスト膜上のレンズ材料膜を除去し
て、上記カラーフィルタ膜上にレンズ材料膜のみを残す
ものであるから、センサ部の微細化された固体撮像装置
が得られる効果がある。As described above, according to the present invention, in a method of manufacturing a solid-state imaging device in which a lens is formed on a sensor section via a color filter film, the sensor section is formed.
A color filter film is formed on a semiconductor substrate
A resist film is applied on the color filter film, and the resist
Forming an opening in a portion of the membrane located above the sensor section;
While depositing a resist material film on the above resist film,
A lens material film is deposited on the bottom of the opening, and
Film material, and then lift-off method
Remove the resist film and the lens material film on this resist film
Leaving only the lens material film on the color filter film
Therefore, there is an effect that a solid-state imaging device with a miniaturized sensor unit can be obtained.
【0018】また、製造プロセスが簡単でレンズ形状が
良好となり、固体撮像装置の光学特性を高める効果があ
る。Further, simple lens shape manufacturing process is improved, an effect of increasing the optical characteristics of the solid-state imaging device.
【図1】本発明の実施例の工程を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process of an embodiment of the present invention.
【図2】従来例の工程を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a process of a conventional example.
11…半導体基板、11a…受光部、12…カラーフィ
ルタ、13…レジスト、14…レンズ材料層、14A…
レンズ。11: semiconductor substrate, 11a: light receiving part, 12: color filter, 13: resist, 14: lens material layer, 14A ...
lens.
Claims (1)
レンズが形成される固体撮像装置の製造方法において、センサ部が形成された半導体基板上に、カラーフィルタ
膜を形成し、このカラーフィルタ膜上にレジスト膜を塗
布し、このレジスト膜の上記センサ部上方に位置する部
位に開口を形成し、上記レジスト膜にレンズ材料膜を蒸
着すると共に、上記開口の底部にレンズ材料膜を蒸着し
て開口底部上にレンズ材料膜を形成し、次に、リフトオ
フ法により、上記レジスト膜とこのレジスト膜上のレン
ズ材料膜を除去して、上記カラーフィルタ膜上にレンズ
材料膜のみを残す、ことを特徴とする 固体撮像装置の製
造方法。In a method of manufacturing a solid-state imaging device in which a lens is formed on a sensor unit via a color filter film, a color filter is formed on a semiconductor substrate on which the sensor unit is formed.
A film is formed, and a resist film is coated on this color filter film.
And a portion of the resist film located above the sensor portion.
An opening is formed at the position, and a lens material film is evaporated on the resist film.
At the same time, a lens material film is deposited on the bottom of the opening.
To form a lens material film on the bottom of the opening.
The resist film and the lens on this resist film
The lens material film is removed, and a lens is placed on the color filter film.
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein only a material film is left .
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Country | Link |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3825967C2 (en) * | 1988-07-29 | 1993-10-28 | Toyotomi Kogyo Co Ltd | Oil tank for an oil stove |
KR102240253B1 (en) * | 2014-06-18 | 2021-04-13 | 비아비 솔루션즈 아이엔씨. | Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP03285261A patent/JP3116464B2/en not_active Expired - Fee Related
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