JP3307364B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置の製造
方法に関する。特に、固体撮像装置等に設けられるマイ
クロレンズ（微小集光体）の製造方法に関する。
方法に関する。特に、固体撮像装置等に設けられるマイ
クロレンズ（微小集光体）の製造方法に関する。
【０００２】近年、固体撮像装置のうち、２次元ＣＣＤ
（Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ：電荷結
合素子）においては、撮像領域に小型のフォトダイオー
ドが縦横のマトリックス状に配置され、前記フォトダイ
オードは入力された光信号を電気信号に変換する。各フ
ォトダイオード上には、感度向上のために半球状の集光
用レンズ（マイクロレンズ）が形成されている。係るマ
イクロレンズを通って入ってきた光はＣＣＤの撮像領域
に投影され、光量に応じた電荷が各フォトダイオードに
蓄積される。
（Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ：電荷結
合素子）においては、撮像領域に小型のフォトダイオー
ドが縦横のマトリックス状に配置され、前記フォトダイ
オードは入力された光信号を電気信号に変換する。各フ
ォトダイオード上には、感度向上のために半球状の集光
用レンズ（マイクロレンズ）が形成されている。係るマ
イクロレンズを通って入ってきた光はＣＣＤの撮像領域
に投影され、光量に応じた電荷が各フォトダイオードに
蓄積される。
【０００３】例えば、特公昭６０−５９７５２号に開示
された従来の固体撮像装置におけるマイクロレンズの製
造工程を図４に示される断面フロー図に示す。図４
（ａ）において、基板１００は、Ｎ型基板１上にＰ型ウ
エル層２が形成され、前記Ｐ型ウエル層２上に第１のＮ
型領域よりなる受光部３及び第２のＮ型領域よりなるＣ
ＣＤチャネル４が形成され、前記受光部３及びＣＣＤチ
ャネル４を分離するＰ＋型よりなる素子分離５が形成さ
れ、さらにその上にシリコン酸化膜よりなるゲート絶縁
膜６、多結晶シリコン膜よりなるゲート電極７、ＣＣＤ
へ入射する光を遮る遮光膜８が順に積層されてなる。な
お、図４においては、１〜８を総称して下地部１１０と
する。前記下地部１１０上には、シリコン酸化膜あるい
は透明樹脂よりなる平坦化層１１１が形成され、前記受
光部３上には、前記平坦化層１１１を介して、集光する
ためのマイクロレンズ１１２が設置されてなる。
された従来の固体撮像装置におけるマイクロレンズの製
造工程を図４に示される断面フロー図に示す。図４
（ａ）において、基板１００は、Ｎ型基板１上にＰ型ウ
エル層２が形成され、前記Ｐ型ウエル層２上に第１のＮ
型領域よりなる受光部３及び第２のＮ型領域よりなるＣ
ＣＤチャネル４が形成され、前記受光部３及びＣＣＤチ
ャネル４を分離するＰ＋型よりなる素子分離５が形成さ
れ、さらにその上にシリコン酸化膜よりなるゲート絶縁
膜６、多結晶シリコン膜よりなるゲート電極７、ＣＣＤ
へ入射する光を遮る遮光膜８が順に積層されてなる。な
お、図４においては、１〜８を総称して下地部１１０と
する。前記下地部１１０上には、シリコン酸化膜あるい
は透明樹脂よりなる平坦化層１１１が形成され、前記受
光部３上には、前記平坦化層１１１を介して、集光する
ためのマイクロレンズ１１２が設置されてなる。
【０００４】次に、前記マイクロレンズ１１２の製造工
程について図４を参照して説明する。Ｎ型基板１上のＰ
型ウエル層２上に受光部３、電荷転送用ＣＣＤチャネル
４、多結晶シリコン膜よりなるゲート電極７等が作り込
まれた下地部１１０上に、下地の段差を平坦化し且つマ
イクロレンズの集光性を向上させるため、透明樹脂又は
シリコン酸化膜を形成することにより平坦化層１１１と
する（図４（ａ）・図４（ｂ）参照）。続いて、マイク
ロレンズ母材である透明熱軟化性樹脂からなるマイクロ
レンズパターン１１２ａを、フォトリソグラフィ技術を
用いて受光部３上に形成した後（図４（ｃ）参照）、加
熱を行いマイクロレンズパターン１１２ａを熱リフロー
させてマイクロレンズ１１２を形成する（図４（ｄ）参
照）。
程について図４を参照して説明する。Ｎ型基板１上のＰ
型ウエル層２上に受光部３、電荷転送用ＣＣＤチャネル
４、多結晶シリコン膜よりなるゲート電極７等が作り込
まれた下地部１１０上に、下地の段差を平坦化し且つマ
イクロレンズの集光性を向上させるため、透明樹脂又は
シリコン酸化膜を形成することにより平坦化層１１１と
する（図４（ａ）・図４（ｂ）参照）。続いて、マイク
ロレンズ母材である透明熱軟化性樹脂からなるマイクロ
レンズパターン１１２ａを、フォトリソグラフィ技術を
用いて受光部３上に形成した後（図４（ｃ）参照）、加
熱を行いマイクロレンズパターン１１２ａを熱リフロー
させてマイクロレンズ１１２を形成する（図４（ｄ）参
照）。
【０００５】しかしながら、前述したマイクロレンズの
製造工程においては、熱軟化性の透光性材料からなるマ
イクロレンズパターン１１２ａを熱により軟化させて形
成するので、得られるマイクロレンズ１１２の形状は、
マイクロレンズ母材の熱履歴、平坦化層１１１の表面状
態、マイクロレンズパターンの膜圧、寸法等により決定
される。そのため、熱リフローの際の温度やマイクロレ
ンズパターン１１２ａの寸法・膜圧等のばらつきにより
マイクロレンズ１１２の形状にばらつきが発生するう
え、マイクロレンズ１１２形成後の熱履歴に対する信頼
性が低いため、高集光性に適した形状のレンズを再現性
よく形成できないという問題があった。
製造工程においては、熱軟化性の透光性材料からなるマ
イクロレンズパターン１１２ａを熱により軟化させて形
成するので、得られるマイクロレンズ１１２の形状は、
マイクロレンズ母材の熱履歴、平坦化層１１１の表面状
態、マイクロレンズパターンの膜圧、寸法等により決定
される。そのため、熱リフローの際の温度やマイクロレ
ンズパターン１１２ａの寸法・膜圧等のばらつきにより
マイクロレンズ１１２の形状にばらつきが発生するう
え、マイクロレンズ１１２形成後の熱履歴に対する信頼
性が低いため、高集光性に適した形状のレンズを再現性
よく形成できないという問題があった。
【０００６】係る問題を解決するために、特開平５−３
２６９００号においては、前記下地部１１０上に、透明
樹脂又はシリコン酸化膜を形成することにより平坦化層
２１１とした後（図４（ｂ）参照）、係る工程に引き続
いて、前記平坦化層２１１上にフォトレジスト１３ａを
塗布しフォトリソグラフィ技術を用いて各受光部３間の
境界領域２１１ｂを開孔し（図５（ａ）参照）、前記平
坦化層２１１をエッチングした後フォトレジスト１３ａ
を剥離して境界領域２１１ｂに凹部２１１ａを設け（図
５（ｂ）参照）、続いてマイクロレンズ母材である透明
熱軟化性樹脂を積層し、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示
される工程と同様にフォトリソグラフィ技術等を用い
て、隣接する境界領域２１１ｂの凹部２１１ａに挟まれ
た部分にマイクロレンズパターン２１２ａを形成した後
（図５（ｃ）参照）、最後に加熱しマイクロレンズパタ
ーン２１２ａを熱リフローさせてマイクロレンズ２１２
を形成する（図５（ｄ）参照）。或いは、前記下地部１
１０上に平坦化層２１１を形成した後（図５（ｂ）参
照）前記平坦化層２１１上にフォトレジスト１３ｂを塗
布しフォトリソグラフィ技術を用いて各受光部３間の境
界領域３１１ｂを開孔し（図６（ａ）参照）、前記平坦
化層２１１をエッチングした後フォトレジスト１３ｂを
剥離して境界領域３１１ｂに凸部３１１ａを設け（図６
（ｂ）参照）、続いてマイクロレンズ母材である透明熱
軟化性樹脂を積層し、フォトリソグラフィ技術等を用い
て、隣接する境界領域３１１ｂの凸部３１１ａに挟まれ
た部分にマイクロレンズパターン３１２ａを形成した後
（図６（ｃ）参照）、最後に加熱しマイクロレンズパタ
ーン３１２ａを熱リフローさせてマイクロレンズ３１２
を形成する（図６（ｄ）参照）。図５及び図６に示され
る特開平５−３２６９００号にの製造工程においては、
境界領域２１１ｂの凹部２１１ａのエッジ及び境界領域
３１１ｂの凸部３１１ａのエッジにより、それぞれマイ
クロレンズパターン２１２ａ・３１２ａの熱リフロー形
成時のマイクロレンズ２１２・３１２の広がりを制御す
ることにより、マイクロレンズ２１２・３１２の形状の
ばらつきを少なくすることが試みられている。
２６９００号においては、前記下地部１１０上に、透明
樹脂又はシリコン酸化膜を形成することにより平坦化層
２１１とした後（図４（ｂ）参照）、係る工程に引き続
いて、前記平坦化層２１１上にフォトレジスト１３ａを
塗布しフォトリソグラフィ技術を用いて各受光部３間の
境界領域２１１ｂを開孔し（図５（ａ）参照）、前記平
坦化層２１１をエッチングした後フォトレジスト１３ａ
を剥離して境界領域２１１ｂに凹部２１１ａを設け（図
５（ｂ）参照）、続いてマイクロレンズ母材である透明
熱軟化性樹脂を積層し、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示
される工程と同様にフォトリソグラフィ技術等を用い
て、隣接する境界領域２１１ｂの凹部２１１ａに挟まれ
た部分にマイクロレンズパターン２１２ａを形成した後
（図５（ｃ）参照）、最後に加熱しマイクロレンズパタ
ーン２１２ａを熱リフローさせてマイクロレンズ２１２
を形成する（図５（ｄ）参照）。或いは、前記下地部１
１０上に平坦化層２１１を形成した後（図５（ｂ）参
照）前記平坦化層２１１上にフォトレジスト１３ｂを塗
布しフォトリソグラフィ技術を用いて各受光部３間の境
界領域３１１ｂを開孔し（図６（ａ）参照）、前記平坦
化層２１１をエッチングした後フォトレジスト１３ｂを
剥離して境界領域３１１ｂに凸部３１１ａを設け（図６
（ｂ）参照）、続いてマイクロレンズ母材である透明熱
軟化性樹脂を積層し、フォトリソグラフィ技術等を用い
て、隣接する境界領域３１１ｂの凸部３１１ａに挟まれ
た部分にマイクロレンズパターン３１２ａを形成した後
（図６（ｃ）参照）、最後に加熱しマイクロレンズパタ
ーン３１２ａを熱リフローさせてマイクロレンズ３１２
を形成する（図６（ｄ）参照）。図５及び図６に示され
る特開平５−３２６９００号にの製造工程においては、
境界領域２１１ｂの凹部２１１ａのエッジ及び境界領域
３１１ｂの凸部３１１ａのエッジにより、それぞれマイ
クロレンズパターン２１２ａ・３１２ａの熱リフロー形
成時のマイクロレンズ２１２・３１２の広がりを制御す
ることにより、マイクロレンズ２１２・３１２の形状の
ばらつきを少なくすることが試みられている。
【０００７】一方、特開平４−６１２７７号において
は、前述した問題を解決するために、図７に示されるよ
うに、製造すべきマイクロレンズと同様の形状（パター
ン）を有する溝部１３１が設けられてなる金型１３２を
製造し、前記金型１３２に光硬化性又は熱硬化性のマイ
クロレンズ母材１３３を流し込んだ後（図７（ａ）参
照）光硬化又は熱硬化を行うことにより複数のマイクロ
レンズ１３４が薄膜部１３５を介して一体化されたレン
ズ群１３６を作製してから（図７（ｂ）・図７（ｃ）参
照）、このレンズ群１３６を半導体基板１３７上のカラ
ーフィルタ１３８に貼着することにより固体撮像装置を
製造する方法（図７（ｄ）・図７（ｅ）参照）が開示さ
れている。
は、前述した問題を解決するために、図７に示されるよ
うに、製造すべきマイクロレンズと同様の形状（パター
ン）を有する溝部１３１が設けられてなる金型１３２を
製造し、前記金型１３２に光硬化性又は熱硬化性のマイ
クロレンズ母材１３３を流し込んだ後（図７（ａ）参
照）光硬化又は熱硬化を行うことにより複数のマイクロ
レンズ１３４が薄膜部１３５を介して一体化されたレン
ズ群１３６を作製してから（図７（ｂ）・図７（ｃ）参
照）、このレンズ群１３６を半導体基板１３７上のカラ
ーフィルタ１３８に貼着することにより固体撮像装置を
製造する方法（図７（ｄ）・図７（ｅ）参照）が開示さ
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平５−３２６９００号及び特開平４−６１２７７
号に開示された従来の固体撮像装置の製造方法において
は、以下に示すような問題が生じていた。
た特開平５−３２６９００号及び特開平４−６１２７７
号に開示された従来の固体撮像装置の製造方法において
は、以下に示すような問題が生じていた。
【０００９】特開平５−３２６９００号に開示された従
来の固体撮像装置の製造方法においては、図５及び図６
に示されるように、平坦化層１１１・２１１に隣接する
マイクロレンズを隔てるための境界領域を設けることに
より、それぞれマイクロレンズ２１２・３１２を形成す
る際の熱リフロー時におけるマイクロレンズの広がりを
抑えることでマイクロレンズの幅Ｘ（図５（ｄ）・図６
（ｄ）参照）を制御する。一方、前述したような熱リフ
ロー工程によりマイクロレンズを形成する場合、マイク
ロレンズの幅・大きさは一般にマイクロレンズの製造に
用いる材質や熱処理の温度を適宜制御することにより決
定される。このため、前述の図５及び図６に示される工
程においては、マイクロレンズの幅Ｘをある程度制御す
ることができたとしても、マイクロレンズの厚さＹは、
マイクロレンズの幅Ｘ、材料の体積によりある程度決定
されるものであるため（図５（ｄ）・図６（ｄ）参照）
厚さＹを希望する所定値に制御することは困難である。
また、下地部１０上に異なる大きさのマイクロレンズを
設置する必要が生じた場合、異なる大きさのマイクロレ
ンズを形成しようとしても、前述の熱リフロー工程によ
り、複数のマイクロレンズをそれぞれ異なる大きさに制
御することが困難であった。さらには、感度を向上する
ためにはマイクロレンズの大きさは、レンズとレンズ間
の幅を狭め、なるべく大きく形成した方が有効である
が、図５及び図６の製造方法では、ある一定の幅Ｗが必
要であり、これによりレンズとレンズ間の幅が制限さ
れ、感度を向上させるためには不利な製造方法となって
いる。
来の固体撮像装置の製造方法においては、図５及び図６
に示されるように、平坦化層１１１・２１１に隣接する
マイクロレンズを隔てるための境界領域を設けることに
より、それぞれマイクロレンズ２１２・３１２を形成す
る際の熱リフロー時におけるマイクロレンズの広がりを
抑えることでマイクロレンズの幅Ｘ（図５（ｄ）・図６
（ｄ）参照）を制御する。一方、前述したような熱リフ
ロー工程によりマイクロレンズを形成する場合、マイク
ロレンズの幅・大きさは一般にマイクロレンズの製造に
用いる材質や熱処理の温度を適宜制御することにより決
定される。このため、前述の図５及び図６に示される工
程においては、マイクロレンズの幅Ｘをある程度制御す
ることができたとしても、マイクロレンズの厚さＹは、
マイクロレンズの幅Ｘ、材料の体積によりある程度決定
されるものであるため（図５（ｄ）・図６（ｄ）参照）
厚さＹを希望する所定値に制御することは困難である。
また、下地部１０上に異なる大きさのマイクロレンズを
設置する必要が生じた場合、異なる大きさのマイクロレ
ンズを形成しようとしても、前述の熱リフロー工程によ
り、複数のマイクロレンズをそれぞれ異なる大きさに制
御することが困難であった。さらには、感度を向上する
ためにはマイクロレンズの大きさは、レンズとレンズ間
の幅を狭め、なるべく大きく形成した方が有効である
が、図５及び図６の製造方法では、ある一定の幅Ｗが必
要であり、これによりレンズとレンズ間の幅が制限さ
れ、感度を向上させるためには不利な製造方法となって
いる。
【００１０】一方、特開平４−６１２７７号に開示され
た固体撮像装置の製造方法においては、図７に示される
ように、レンズ群１３６は各マイクロレンズ１３４が薄
膜部１３５を介して一体化されて形成されているため、
各マイクロレンズ１３４は薄膜部１３５の高さＺに相当
する分膜厚が大きくなる（図７（ｄ）・図７（ｅ）参
照）。次に、図７に示される前記製造方法により得られ
た固体撮像装置を用いて、カメラレンズ１３９から各マ
イクロレンズ１３４に光を入射させる場合の模式図を図
８（ａ）に示す。図８（ａ）において、カメラレンズ１
３９から比較的離れた位置に設置されるマイクロレンズ
１３４ａ・１３４ｃ、及びカメラレンズ１３９から近い
位置に設置されるマイクロレンズ１３４ｂの拡大図を図
８（ｂ）に示す。この場合、カメラレンズ１３９から近
い位置に設置されるマイクロレンズ１３４ｂには半導体
基板１３７のマイクロレンズ設置面に対して垂直に入射
する光が多いのに対し、カメラレンズ１３９から比較的
離れ、カメラレンズからの焦点を合わせる位置に設置さ
れるマイクロレンズ１３４ａ・１３４ｃには、マイクロ
レンズ１３４ｂと比較して、半導体基板１３７のマイク
ロレンズ設置面に対して斜めに入射する光が多い。一
方、前述したように、各マイクロレンズ１３４は薄膜部
１３５の高さＺに相当する分膜厚が大きくなっている
（図８（ｂ）参照）。マイクロレンズ１３４が薄膜部１
３５の分膜厚が大きくなれば受光部３とマイクロレンズ
１３４との距離も同様に大きくなる。この場合、マイク
ロレンズ１３４ｂのように、カメラレンズ１３９から近
い位置に設置されるマイクロレンズでは、半導体基板１
３７のマイクロレンズ設置面に対して垂直に入射する光
が多いため、薄膜部１３５の高さＺに相当する分膜厚が
大きくなることにより受光部３とマイクロレンズ１３４
との距離が大きくなっても、受光部１３３に光が到達す
るが、マイクロレンズ１３４ａ・１３４ｃのように、カ
メラレンズ１３９から比較的離れた位置に設置されるマ
イクロレンズでは、マイクロレンズ表面に対して斜めに
入射する光が多いため、薄膜部１３５の高さＺに相当す
る分膜厚が大きくなることにより受光部３とマイクロレ
ンズ１３４との距離が大きくなると、入射しても受光部
１３３に到達しない光が多くなるため、感度が低下する
という問題が生じていた。また、図７に示される前記従
来の固体撮像装置の製造方法においては、金型１３２に
流し込んだ光硬化又は熱硬化性材料を硬化させることに
よりレンズ群１３６を作製し、このレンズ群１３６を半
導体基板１３７上のカラーフィルタ１３８に貼着するこ
とにより固体撮像装置を製造する。この場合、前記レン
ズ群１３６は光硬化又は熱硬化により硬化されて形成さ
れたものであるため、硬い材質からなる。このため、前
記レンズ群１３６を半導体基板１３７に貼着する工程に
おいて、前記レンズ群１３６と半導体基板１３７との位
置合わせの際に、カラーフィルタ１３８等半導体基板１
３７側が硬い材質からなる前記レンズ群１３６と接触し
傷が発生し、画面上にすり傷が表れるという問題が生じ
ていた。さらには、前記レンズ群１３６による接触キズ
を避けるためには、前記レンズ群１３６を受光部に関係
のない外壁により浮かせ、前記レンズ群１３６とカラー
フィルタ１３８との間を中空にする方法も考えられる
が、この場合、この中空の領域での屈折率は前記レンズ
群１３６及びカラーフィルタ１３８とは異なることによ
り設計が難しくなる。さらには、レンズまでの高さが高
くなることから、前に説明した通り受光部中央における
感度と比較して端部における感度は低下する。
た固体撮像装置の製造方法においては、図７に示される
ように、レンズ群１３６は各マイクロレンズ１３４が薄
膜部１３５を介して一体化されて形成されているため、
各マイクロレンズ１３４は薄膜部１３５の高さＺに相当
する分膜厚が大きくなる（図７（ｄ）・図７（ｅ）参
照）。次に、図７に示される前記製造方法により得られ
た固体撮像装置を用いて、カメラレンズ１３９から各マ
イクロレンズ１３４に光を入射させる場合の模式図を図
８（ａ）に示す。図８（ａ）において、カメラレンズ１
３９から比較的離れた位置に設置されるマイクロレンズ
１３４ａ・１３４ｃ、及びカメラレンズ１３９から近い
位置に設置されるマイクロレンズ１３４ｂの拡大図を図
８（ｂ）に示す。この場合、カメラレンズ１３９から近
い位置に設置されるマイクロレンズ１３４ｂには半導体
基板１３７のマイクロレンズ設置面に対して垂直に入射
する光が多いのに対し、カメラレンズ１３９から比較的
離れ、カメラレンズからの焦点を合わせる位置に設置さ
れるマイクロレンズ１３４ａ・１３４ｃには、マイクロ
レンズ１３４ｂと比較して、半導体基板１３７のマイク
ロレンズ設置面に対して斜めに入射する光が多い。一
方、前述したように、各マイクロレンズ１３４は薄膜部
１３５の高さＺに相当する分膜厚が大きくなっている
（図８（ｂ）参照）。マイクロレンズ１３４が薄膜部１
３５の分膜厚が大きくなれば受光部３とマイクロレンズ
１３４との距離も同様に大きくなる。この場合、マイク
ロレンズ１３４ｂのように、カメラレンズ１３９から近
い位置に設置されるマイクロレンズでは、半導体基板１
３７のマイクロレンズ設置面に対して垂直に入射する光
が多いため、薄膜部１３５の高さＺに相当する分膜厚が
大きくなることにより受光部３とマイクロレンズ１３４
との距離が大きくなっても、受光部１３３に光が到達す
るが、マイクロレンズ１３４ａ・１３４ｃのように、カ
メラレンズ１３９から比較的離れた位置に設置されるマ
イクロレンズでは、マイクロレンズ表面に対して斜めに
入射する光が多いため、薄膜部１３５の高さＺに相当す
る分膜厚が大きくなることにより受光部３とマイクロレ
ンズ１３４との距離が大きくなると、入射しても受光部
１３３に到達しない光が多くなるため、感度が低下する
という問題が生じていた。また、図７に示される前記従
来の固体撮像装置の製造方法においては、金型１３２に
流し込んだ光硬化又は熱硬化性材料を硬化させることに
よりレンズ群１３６を作製し、このレンズ群１３６を半
導体基板１３７上のカラーフィルタ１３８に貼着するこ
とにより固体撮像装置を製造する。この場合、前記レン
ズ群１３６は光硬化又は熱硬化により硬化されて形成さ
れたものであるため、硬い材質からなる。このため、前
記レンズ群１３６を半導体基板１３７に貼着する工程に
おいて、前記レンズ群１３６と半導体基板１３７との位
置合わせの際に、カラーフィルタ１３８等半導体基板１
３７側が硬い材質からなる前記レンズ群１３６と接触し
傷が発生し、画面上にすり傷が表れるという問題が生じ
ていた。さらには、前記レンズ群１３６による接触キズ
を避けるためには、前記レンズ群１３６を受光部に関係
のない外壁により浮かせ、前記レンズ群１３６とカラー
フィルタ１３８との間を中空にする方法も考えられる
が、この場合、この中空の領域での屈折率は前記レンズ
群１３６及びカラーフィルタ１３８とは異なることによ
り設計が難しくなる。さらには、レンズまでの高さが高
くなることから、前に説明した通り受光部中央における
感度と比較して端部における感度は低下する。
【００１１】本発明は、以上の従来技術における問題に
鑑みてなされたものである。本発明の目的は、精度及び
信頼性の向上を図ることができる固体撮像装置の製造方
法を提供することである。また、本発明の目的は、感度
の向上を図ることができる固体撮像装置の製造方法を提
供することである。
鑑みてなされたものである。本発明の目的は、精度及び
信頼性の向上を図ることができる固体撮像装置の製造方
法を提供することである。また、本発明の目的は、感度
の向上を図ることができる固体撮像装置の製造方法を提
供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め提供する本出願第１の発明は、半導体基板上に受光部
及び信号読出部を形成する工程と、前記半導体基板表面
に光透過性材料層を形成する工程と、前記光透過性材料
層上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パ
ターンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工
程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法
である。
め提供する本出願第１の発明は、半導体基板上に受光部
及び信号読出部を形成する工程と、前記半導体基板表面
に光透過性材料層を形成する工程と、前記光透過性材料
層上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パ
ターンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工
程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法
である。
【００１３】本出願にいうマイクロレンズパターンと
は、第一義的には、所定のパターンを有する光透過性材
料層をいう。上記構成を有する本出願第１の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、半導体基板上に受光部及
び信号読出部を形成する工程と、前記半導体基板表面に
光透過性材料層を形成する工程と、前記光透過性材料層
上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パタ
ーンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工程
とを有することにより、光透過性材料層が変形し、所定
のパターンを有するマイクロレンズパターンが得られ
る。これにより、所望の形状・大きさを有するマイクロ
レンズを簡便に形成することができるため、精度の向上
を図ることができる。また、異なる形状・大きさを有す
るマイクロレンズを同時に形成することができるため、
高感度の固体撮像装置を得ることができる。
は、第一義的には、所定のパターンを有する光透過性材
料層をいう。上記構成を有する本出願第１の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、半導体基板上に受光部及
び信号読出部を形成する工程と、前記半導体基板表面に
光透過性材料層を形成する工程と、前記光透過性材料層
上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パタ
ーンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工程
とを有することにより、光透過性材料層が変形し、所定
のパターンを有するマイクロレンズパターンが得られ
る。これにより、所望の形状・大きさを有するマイクロ
レンズを簡便に形成することができるため、精度の向上
を図ることができる。また、異なる形状・大きさを有す
るマイクロレンズを同時に形成することができるため、
高感度の固体撮像装置を得ることができる。
【００１４】また、本出願第２の発明の固体撮像装置の
製造方法は、本出願第１の固体撮像装置の製造方法であ
って、前記光透過性材料層上に所定のパターンを有する
金型を押しつけて前記パターンを転写させマイクロレン
ズパターンを形成する工程の後に、マイクロレンズパタ
ーンを熱処理により硬化させマイクロレンズを形成する
工程とを有することを特徴とする。
製造方法は、本出願第１の固体撮像装置の製造方法であ
って、前記光透過性材料層上に所定のパターンを有する
金型を押しつけて前記パターンを転写させマイクロレン
ズパターンを形成する工程の後に、マイクロレンズパタ
ーンを熱処理により硬化させマイクロレンズを形成する
工程とを有することを特徴とする。
【００１５】上記構成を有する本出願第２の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、前記光透過性材料層上に
所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パターン
を転写させマイクロレンズパターンを形成する工程の後
に、マイクロレンズパターンを熱処理により硬化させマ
イクロレンズを形成する工程とを有することにより、熱
処理により所定の形状を有するマイクロレンズを簡便に
形成することができるため、生産性の向上を図ることが
できる。さらに、前記マイクロレンズパターンを半導体
基板表面に直接形成することにより、密着性に優れたマ
イクロレンズを形成することができるため、精度の向上
を図ることができるうえ、半導体基板側に損傷を与える
ことなくマイクロレンズを形成することができるため、
生産性の向上を図ることができる。
撮像装置の製造方法によると、前記光透過性材料層上に
所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パターン
を転写させマイクロレンズパターンを形成する工程の後
に、マイクロレンズパターンを熱処理により硬化させマ
イクロレンズを形成する工程とを有することにより、熱
処理により所定の形状を有するマイクロレンズを簡便に
形成することができるため、生産性の向上を図ることが
できる。さらに、前記マイクロレンズパターンを半導体
基板表面に直接形成することにより、密着性に優れたマ
イクロレンズを形成することができるため、精度の向上
を図ることができるうえ、半導体基板側に損傷を与える
ことなくマイクロレンズを形成することができるため、
生産性の向上を図ることができる。
【００１６】また、本出願第３の発明の固体撮像装置の
製造方法は、本出願第２の固体撮像装置の製造方法であ
って、前記光透過性材料層上に前記金型を設置した状態
で熱処理を行うことことを特徴とする。
製造方法は、本出願第２の固体撮像装置の製造方法であ
って、前記光透過性材料層上に前記金型を設置した状態
で熱処理を行うことことを特徴とする。
【００１７】上記構成を有する本出願第３の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、前記光透過性材料層上に
前記金型を設置した状態で熱処理を行うことにより、形
状を保持したままの状態で前記光透過性材料層が熱硬化
するため、所望の形状を有するマイクロレンズを得るこ
とができるため、高精度のマイクロレンズを有する固体
撮像装置を得ることができる。
撮像装置の製造方法によると、前記光透過性材料層上に
前記金型を設置した状態で熱処理を行うことにより、形
状を保持したままの状態で前記光透過性材料層が熱硬化
するため、所望の形状を有するマイクロレンズを得るこ
とができるため、高精度のマイクロレンズを有する固体
撮像装置を得ることができる。
【００１８】また、本出願第４の発明は、本出願第１の
固体撮像装置の製造方法であって、前記光透過性材料層
上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パタ
ーンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工程
の後に、マイクロレンズパターンを光硬化させマイクロ
レンズを形成する工程とを有してなることを特徴とする
固体撮像装置の製造方法である。
固体撮像装置の製造方法であって、前記光透過性材料層
上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パタ
ーンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工程
の後に、マイクロレンズパターンを光硬化させマイクロ
レンズを形成する工程とを有してなることを特徴とする
固体撮像装置の製造方法である。
【００１９】上記構成を有する本出願第４の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、半導体基板上に受光部及
び信号読出部を形成する工程と、前記半導体基板表面に
光透過性材料層を形成する工程と、前記光透過性材料層
上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パタ
ーンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工程
と、マイクロレンズパターンを光硬化させマイクロレン
ズを形成する工程とを有してなることにより、所望の形
状・大きさを有するマイクロレンズを簡便に形成するこ
とができるため、精度が高いマイクロレンズを有する固
体撮像装置を得ることができる。また、異なる形状・大
きさを有するマイクロレンズを同時に形成することがで
きるため、設計の自由度が高い。さらには、特開平５−
３２６９００で必要とされる幅Ｗが本発明では必要とさ
れない事から、感度が高いマイクロレンズを有する固体
撮像装置を得ることができる。さらに、前記パターンを
転写させマイクロレンズパターンを形成することによ
り、密着性の良いマイクロレンズを形成することができ
るうえ、マイクロレンズの形成の際に半導体基板側に損
傷を与えることがない。
撮像装置の製造方法によると、半導体基板上に受光部及
び信号読出部を形成する工程と、前記半導体基板表面に
光透過性材料層を形成する工程と、前記光透過性材料層
上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パタ
ーンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工程
と、マイクロレンズパターンを光硬化させマイクロレン
ズを形成する工程とを有してなることにより、所望の形
状・大きさを有するマイクロレンズを簡便に形成するこ
とができるため、精度が高いマイクロレンズを有する固
体撮像装置を得ることができる。また、異なる形状・大
きさを有するマイクロレンズを同時に形成することがで
きるため、設計の自由度が高い。さらには、特開平５−
３２６９００で必要とされる幅Ｗが本発明では必要とさ
れない事から、感度が高いマイクロレンズを有する固体
撮像装置を得ることができる。さらに、前記パターンを
転写させマイクロレンズパターンを形成することによ
り、密着性の良いマイクロレンズを形成することができ
るうえ、マイクロレンズの形成の際に半導体基板側に損
傷を与えることがない。
【００２０】また、本出願第５の発明の固体撮像装置の
製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第４の発明の何
れか１の固体撮像装置の製造方法であって、前記光透過
性材料層が透明な有機膜であることを特徴とする。
製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第４の発明の何
れか１の固体撮像装置の製造方法であって、前記光透過
性材料層が透明な有機膜であることを特徴とする。
【００２１】上記構成を有する本出願第５の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、前記光透過性材料層が透
明な有機膜であることにより、金型を押しつけることに
より形状が容易に変化し、熱又は光によって硬化し所望
のパターンを有するマイクロレンズを得ることができる
ため、生産性の向上を図ることができるとともに、高精
度のマイクロレンズを得ることができる。
撮像装置の製造方法によると、前記光透過性材料層が透
明な有機膜であることにより、金型を押しつけることに
より形状が容易に変化し、熱又は光によって硬化し所望
のパターンを有するマイクロレンズを得ることができる
ため、生産性の向上を図ることができるとともに、高精
度のマイクロレンズを得ることができる。
【００２２】また、本出願第６の発明の固体撮像装置の
製造方法は、本出願第２の発明、本出願第３の発明、及
び本出願第５の発明のうち何れか１に記載の固体撮像装
置の製造方法であって、前記熱硬化の際の熱処理温度が
２００〜３００℃であることを特徴とする。
製造方法は、本出願第２の発明、本出願第３の発明、及
び本出願第５の発明のうち何れか１に記載の固体撮像装
置の製造方法であって、前記熱硬化の際の熱処理温度が
２００〜３００℃であることを特徴とする。
【００２３】前記熱硬化の際の熱処理温度が２００℃未
満であると、前記光透過性材料層が十分に硬化しないこ
とが考えられる。一方、前記熱硬化の際の熱処理温度が
３００℃以上である場合、半導体基板−絶縁膜界面の準
位密度が増大し、暗電流が高くなり歩留まりの低下が起
こる。したがって、上記構成を有する本出願第６の発明
の固体撮像装置の製造方法によると、前記熱硬化の際の
熱処理温度が２００〜３００℃であることにより、半導
体基板内部に影響を与えることなく、所定のパターンを
有するマイクロレンズを得ることができ、生産性の向上
を図ることができる。
満であると、前記光透過性材料層が十分に硬化しないこ
とが考えられる。一方、前記熱硬化の際の熱処理温度が
３００℃以上である場合、半導体基板−絶縁膜界面の準
位密度が増大し、暗電流が高くなり歩留まりの低下が起
こる。したがって、上記構成を有する本出願第６の発明
の固体撮像装置の製造方法によると、前記熱硬化の際の
熱処理温度が２００〜３００℃であることにより、半導
体基板内部に影響を与えることなく、所定のパターンを
有するマイクロレンズを得ることができ、生産性の向上
を図ることができる。
【００２４】また、本出願第７の発明の固体撮像装置の
製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第６の発明の何
れか１の固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板
上に受光部及び信号読出部を形成する工程の後、平坦化
層を形成することを特徴とする。
製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第６の発明の何
れか１の固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板
上に受光部及び信号読出部を形成する工程の後、平坦化
層を形成することを特徴とする。
【００２５】上記構成を有する本出願第７の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、半導体基板上に受光部及
び信号読出部を形成する工程の後、平坦化層を形成する
ことにより、下地の段差を平坦化するためマイクロレン
ズ形状が安定することにより、信頼性の向上したマイク
ロレンズを有する固体撮像装置を得ることができる。
撮像装置の製造方法によると、半導体基板上に受光部及
び信号読出部を形成する工程の後、平坦化層を形成する
ことにより、下地の段差を平坦化するためマイクロレン
ズ形状が安定することにより、信頼性の向上したマイク
ロレンズを有する固体撮像装置を得ることができる。
【００２６】また、本出願第８の発明の固体撮像装置の
製造方法は、本出願第７の発明の固体撮像装置の製造方
法であって、前記平坦化層内にカラーフィルタ層を設置
することを特徴とする。
製造方法は、本出願第７の発明の固体撮像装置の製造方
法であって、前記平坦化層内にカラーフィルタ層を設置
することを特徴とする。
【００２７】上記構成を有する本出願第８の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、前記平坦化層内にカラー
フィルタ層を設置することにより、カラーの固体撮像装
置を製造することができる。
撮像装置の製造方法によると、前記平坦化層内にカラー
フィルタ層を設置することにより、カラーの固体撮像装
置を製造することができる。
【００２８】また、本出願第９の発明の固体撮像装置の
製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第８の発明の何
れか１の固体撮像装置の製造方法であって、前記金型
は、タングステン、アルミニウム、銅、若しくはこれら
の金属からなる合金で形成されてなることを特徴とす
る。
製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第８の発明の何
れか１の固体撮像装置の製造方法であって、前記金型
は、タングステン、アルミニウム、銅、若しくはこれら
の金属からなる合金で形成されてなることを特徴とす
る。
【００２９】上記構成を有する本出願第９の発明の固体
撮像装置の製造方法によると、前記金型は、タングステ
ン、アルミニウム、銅、若しくはこれらの金属からなる
合金で形成されてなることにより、透明有機層と接着性
が悪いことから、前記金型を前記光透過性材料層から容
易に剥がすことができるため、生産性の向上を図ること
ができる。
撮像装置の製造方法によると、前記金型は、タングステ
ン、アルミニウム、銅、若しくはこれらの金属からなる
合金で形成されてなることにより、透明有機層と接着性
が悪いことから、前記金型を前記光透過性材料層から容
易に剥がすことができるため、生産性の向上を図ること
ができる。
【００３０】また、本出願第１０の発明の固体撮像装置
の製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第９の発明の
何れか１の固体撮像装置の製造方法であって、前記金型
は、製造すべきマイクロレンズと同様のパターンを有す
る複数の溝部と、隣接する溝部間に光透過性材料層を退
避させるための退避部とが設けられてなることを特徴と
する。
の製造方法は、本出願第１の発明〜本出願第９の発明の
何れか１の固体撮像装置の製造方法であって、前記金型
は、製造すべきマイクロレンズと同様のパターンを有す
る複数の溝部と、隣接する溝部間に光透過性材料層を退
避させるための退避部とが設けられてなることを特徴と
する。
【００３１】上記構成を有する本出願第１０の発明の固
体撮像装置の製造方法によると、前記金型は、製造すべ
きマイクロレンズと同様のパターンを有する複数の溝部
と、隣接する溝部間に光透過性材料層を退避させるため
の退避部とが設けられてなることにより、前記光透過性
材料層上に金型を押しつけて前記パターンを転写する際
に、前記溝部からはみ出た前記光透過性材料を退避させ
ることができるため、希望するパターンを有するマイク
ロレンズを確実に得ることができる。これにより、希望
する形状のマイクロレンズを有する高精度の固体撮像装
置を得ることができる。
体撮像装置の製造方法によると、前記金型は、製造すべ
きマイクロレンズと同様のパターンを有する複数の溝部
と、隣接する溝部間に光透過性材料層を退避させるため
の退避部とが設けられてなることにより、前記光透過性
材料層上に金型を押しつけて前記パターンを転写する際
に、前記溝部からはみ出た前記光透過性材料を退避させ
ることができるため、希望するパターンを有するマイク
ロレンズを確実に得ることができる。これにより、希望
する形状のマイクロレンズを有する高精度の固体撮像装
置を得ることができる。
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
固体撮像装置の製造方法を、図面を参照して説明する
が、以下に示す実施の形態は、本発明に係る固体撮像装
置の製造工程の一例にすぎない。図１は、本実施の形態
に係る固体撮像装置の一製造工程を示す図である。図２
は、本実施の形態の一実施例に係る固体撮像装置の一製
造工程を示す図である。図３は、本実施の形態の一実施
例に係る固体撮像装置の一製造工程を示す図である。
固体撮像装置の製造方法を、図面を参照して説明する
が、以下に示す実施の形態は、本発明に係る固体撮像装
置の製造工程の一例にすぎない。図１は、本実施の形態
に係る固体撮像装置の一製造工程を示す図である。図２
は、本実施の形態の一実施例に係る固体撮像装置の一製
造工程を示す図である。図３は、本実施の形態の一実施
例に係る固体撮像装置の一製造工程を示す図である。
【００３７】本実施の形態に係る固体撮像装置の製造工
程について、図１を参照して説明する。まず、従来例と
同様に、図１（ａ）に示されるように、Ｎ型基板１上に
形成されたＰ型ウエル層２上に、第１のＮ型領域よりな
る受光部３、第２のＮ型領域よりなり信号読出部である
ＣＣＤチャネル４、及びゲート絶縁膜７等が作りこまれ
た下地部１０上に、下地の段差を平坦化し且つマイクロ
レンズの集光性を向上（光路長を確保）させるために、
シリコン酸化膜又は透明樹脂からなる平坦化層１１を形
成する。次に、前記平坦化層１１上に光透過性材料層１
２ａを形成する。続いて、製造すべきマイクロレンズと
同様の形状（パターン）を有する溝部３１が設けられて
なる金型１４を透過性材料層１２ａに押しつけて前記パ
ターンを転写させ、前記パターンを有するマイクロレン
ズパターン１２ｂを形成する（（図１（ｂ）・図１
（ｃ）参照）。さらに、前記マイクロレンズパターン１
２ｂを熱処理又は光照射により硬化させ、マイクロレン
ズ１２を形成する（図１（ｄ）参照）。
程について、図１を参照して説明する。まず、従来例と
同様に、図１（ａ）に示されるように、Ｎ型基板１上に
形成されたＰ型ウエル層２上に、第１のＮ型領域よりな
る受光部３、第２のＮ型領域よりなり信号読出部である
ＣＣＤチャネル４、及びゲート絶縁膜７等が作りこまれ
た下地部１０上に、下地の段差を平坦化し且つマイクロ
レンズの集光性を向上（光路長を確保）させるために、
シリコン酸化膜又は透明樹脂からなる平坦化層１１を形
成する。次に、前記平坦化層１１上に光透過性材料層１
２ａを形成する。続いて、製造すべきマイクロレンズと
同様の形状（パターン）を有する溝部３１が設けられて
なる金型１４を透過性材料層１２ａに押しつけて前記パ
ターンを転写させ、前記パターンを有するマイクロレン
ズパターン１２ｂを形成する（（図１（ｂ）・図１
（ｃ）参照）。さらに、前記マイクロレンズパターン１
２ｂを熱処理又は光照射により硬化させ、マイクロレン
ズ１２を形成する（図１（ｄ）参照）。
【００３８】図１に示されるように、前記光透過性材料
層上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パ
ターンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工
程により、光透過性材料層に対して金型を押し付けるこ
とにより、柔らかい光透過性材料層が変形し、所定のパ
ターンを有するマイクロレンズパターンが得られる。こ
のマイクロレンズパターンを、熱処理により硬化させる
ことにより、所望の形状・大きさを有するマイクロレン
ズを簡便に形成することができるため、高精度のマイク
ロレンズを得ることができる。さらに、光透過性材料層
１２ａを形成してから、金型１４を用いて前記パターン
を転写させマイクロレンズパターン１２ｂを形成するこ
とにより、密着性に優れたマイクロレンズ１２を形成す
ることができるため、精度の高いマイクロレンズを得る
ことができる。そのうえ、基板側に損傷を与えることな
くマイクロレンズ１２を形成することができるため、生
産性の向上を図ることができる。
層上に所定のパターンを有する金型を押しつけて前記パ
ターンを転写させマイクロレンズパターンを形成する工
程により、光透過性材料層に対して金型を押し付けるこ
とにより、柔らかい光透過性材料層が変形し、所定のパ
ターンを有するマイクロレンズパターンが得られる。こ
のマイクロレンズパターンを、熱処理により硬化させる
ことにより、所望の形状・大きさを有するマイクロレン
ズを簡便に形成することができるため、高精度のマイク
ロレンズを得ることができる。さらに、光透過性材料層
１２ａを形成してから、金型１４を用いて前記パターン
を転写させマイクロレンズパターン１２ｂを形成するこ
とにより、密着性に優れたマイクロレンズ１２を形成す
ることができるため、精度の高いマイクロレンズを得る
ことができる。そのうえ、基板側に損傷を与えることな
くマイクロレンズ１２を形成することができるため、生
産性の向上を図ることができる。
【００３９】また、受光部３及び信号読出部であるＣＣ
Ｄチャネル４を形成した後、平坦化層１１を形成する代
わりに、カラーフィルタ層を設置してもよい。この場合
前記カラーフィルタ層は光を受光部３に確実に集光させ
るのに十分な厚みを有する必要がある。また、平坦化層
中にカラーフィルタ層を設置してもよい。
Ｄチャネル４を形成した後、平坦化層１１を形成する代
わりに、カラーフィルタ層を設置してもよい。この場合
前記カラーフィルタ層は光を受光部３に確実に集光させ
るのに十分な厚みを有する必要がある。また、平坦化層
中にカラーフィルタ層を設置してもよい。
【００４０】前記光透過性材料層１２ａは、熱硬化材又
は光硬化材を加えることにより熱処理又は光照射により
硬化する性質を有する光透過性層であり、例えば、フェ
ノールノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂、ポリノルボ
ルネン樹脂、ゼラチン・カゼイン等があてはまる。
は光硬化材を加えることにより熱処理又は光照射により
硬化する性質を有する光透過性層であり、例えば、フェ
ノールノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂、ポリノルボ
ルネン樹脂、ゼラチン・カゼイン等があてはまる。
【００４１】前記熱処理は、金型１４により前記パター
ンを転写させてマイクロレンズパターン１２ｂを形成し
た後、金型１４を設置したまま行ってもよいし、金型１
４を設置した状態で行ってもよい。また、熱処理により
マイクロレンズパターン１２ｂを硬化させる際の温度は
熱硬化材を加えた後の光透過性材料層１２ａの種類や半
導体基板の内部構造等により適宜決定されるものである
が、前記熱硬化の際の熱処理温度が２００℃未満である
と、前記光透過性材料層が十分に硬化せず、所定のパタ
ーンを有するマイクロレンズを得ることができないこと
が予想される。一方、前記熱硬化の際の熱処理温度が３
００℃以上である場合、半導体基板−絶縁膜界面の準位
密度が増大し、暗電流が増大するため歩留まりの低下が
起こる。したがって、前記熱処理の際の温度は２００〜
３００℃であることが望ましい。したがって、熱硬化材
を加えた後の光透過性材料層１２ａも２００〜３００℃
で硬化するものであるのが望ましい。
ンを転写させてマイクロレンズパターン１２ｂを形成し
た後、金型１４を設置したまま行ってもよいし、金型１
４を設置した状態で行ってもよい。また、熱処理により
マイクロレンズパターン１２ｂを硬化させる際の温度は
熱硬化材を加えた後の光透過性材料層１２ａの種類や半
導体基板の内部構造等により適宜決定されるものである
が、前記熱硬化の際の熱処理温度が２００℃未満である
と、前記光透過性材料層が十分に硬化せず、所定のパタ
ーンを有するマイクロレンズを得ることができないこと
が予想される。一方、前記熱硬化の際の熱処理温度が３
００℃以上である場合、半導体基板−絶縁膜界面の準位
密度が増大し、暗電流が増大するため歩留まりの低下が
起こる。したがって、前記熱処理の際の温度は２００〜
３００℃であることが望ましい。したがって、熱硬化材
を加えた後の光透過性材料層１２ａも２００〜３００℃
で硬化するものであるのが望ましい。
【００４２】また、希望するパターンを有する金型１４
を用いて転写することによりマイクロレンズ１２の形状
を容易に設定することができる。例えば、図２（ｂ）に
示されるように、隣接する溝部３１が互いに接するよう
に形成されてなる金型２１４を用いることにより、隣接
するマイクロレンズ１２が互いに接する固体撮像装置を
容易に製造することができる（図２（ｄ）参照）。この
構造は感度を向上する為には最も適した構造である。ま
た、希望するマイクロレンズの形状・大きさに応じたパ
ターンを有する金型を作成し、前記金型を用いて光透過
性材料層１２ａに転写することにより、異なる形状・大
きさを有するマイクロレンズを同時に形成することがで
きる。
を用いて転写することによりマイクロレンズ１２の形状
を容易に設定することができる。例えば、図２（ｂ）に
示されるように、隣接する溝部３１が互いに接するよう
に形成されてなる金型２１４を用いることにより、隣接
するマイクロレンズ１２が互いに接する固体撮像装置を
容易に製造することができる（図２（ｄ）参照）。この
構造は感度を向上する為には最も適した構造である。ま
た、希望するマイクロレンズの形状・大きさに応じたパ
ターンを有する金型を作成し、前記金型を用いて光透過
性材料層１２ａに転写することにより、異なる形状・大
きさを有するマイクロレンズを同時に形成することがで
きる。
【００４３】一方、図３に示されるように、複数の溝部
３１を有してなり、隣接する溝部３１間に退避部３２が
設置されてなる金型３１４を用いてマイクロレンズを製
造してもよい。これにより、パターン転写の際に、溝部
３１以外の部分から排除される余分な光透過性材料層１
２ａを簡便に排除することができるため、正確な形状を
有するマイクロレンズを確実に得ることができる。これ
により固体撮像装置の生産性の向上を図ることができ
る。また、前記金型は、タングステン、アルミニウム、
銅、若しくはこれらの金属からなる合金で形成されてな
る。前記材料は、特に、透明な有機膜と密着性が悪いた
め、前記金型を用いてマイクロレンズを形成する場合、
金型から容易に剥がすことができる。これにより、所望
のパターンを有するマイクロレンズを確実に形成するこ
とができるため、生産性の向上を図ることができる。
３１を有してなり、隣接する溝部３１間に退避部３２が
設置されてなる金型３１４を用いてマイクロレンズを製
造してもよい。これにより、パターン転写の際に、溝部
３１以外の部分から排除される余分な光透過性材料層１
２ａを簡便に排除することができるため、正確な形状を
有するマイクロレンズを確実に得ることができる。これ
により固体撮像装置の生産性の向上を図ることができ
る。また、前記金型は、タングステン、アルミニウム、
銅、若しくはこれらの金属からなる合金で形成されてな
る。前記材料は、特に、透明な有機膜と密着性が悪いた
め、前記金型を用いてマイクロレンズを形成する場合、
金型から容易に剥がすことができる。これにより、所望
のパターンを有するマイクロレンズを確実に形成するこ
とができるため、生産性の向上を図ることができる。
【図１】 本発明の一実施の形態に係る固体撮像装置の
一製造工程を示す図である。
一製造工程を示す図である。
【図２】 本実施の形態の一実施例に係る固体撮像装置
の一製造工程を示す図である。
の一製造工程を示す図である。
【図３】 本実施の形態の一実施例に係る固体撮像装置
の一製造工程を示す図である。
の一製造工程を示す図である。
【図４】 従来の固体撮像装置の一製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図５】 従来の固体撮像装置の一製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図６】 従来の固体撮像装置の一製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図７】 従来の固体撮像装置の一製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図８】 図７に示される従来の固体撮像装置の一製造
工程により得られた固体撮像装置に対し、カメラレンズ
から光を入射する一例を示す模式図である。
工程により得られた固体撮像装置に対し、カメラレンズ
から光を入射する一例を示す模式図である。
１ Ｎ型基板 ２ Ｐ型ウエル層 ３ 受光部 ４ ＣＣＤチャネル ５ 素子分離 ６ ゲート絶縁膜 ７ ゲート電極 ８ 遮光膜 １３ａ・１３ｂ フォトレジスト １４・２１４・３１４ 金型 ３１ 溝部 ３２ 退避部 １００ 基板 １０・１１０ 下地部 １１１・２１１ 平坦化層 １１１ｂ １１２・２１２・３１２ マイクロレンズ １１２ａ・２１２ａ・３１２ａ マイクロレンズ
パターン １３１ 溝部 １３２ 金型 １３３ マイクロレンズ母材 １３４・１３４ａ・１３４ｂ・１３４ｃ マイ
クロレンズ １３５ 薄膜部 １３６ レンズ群 １３７ 半導体基板 １３８ カラーフィルタ １３９ カメラレンズ １４０ 絶縁膜 ２１１ａ 凹部 ２１１ｂ・３１１ｂ 境界領域 ３１１ａ 凸部 Ｗ 幅 Ｘ 幅 Ｙ 厚さ Ｚ 高さ
パターン １３１ 溝部 １３２ 金型 １３３ マイクロレンズ母材 １３４・１３４ａ・１３４ｂ・１３４ｃ マイ
クロレンズ １３５ 薄膜部 １３６ レンズ群 １３７ 半導体基板 １３８ カラーフィルタ １３９ カメラレンズ １４０ 絶縁膜 ２１１ａ 凹部 ２１１ｂ・３１１ｂ 境界領域 ３１１ａ 凸部 Ｗ 幅 Ｘ 幅 Ｙ 厚さ Ｚ 高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−61277（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−303009（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−92658（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43605（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−113616（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−32117（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−166368（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−256649（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/14 B29C 33/38 G02B 3/00 H04N 5/335
Claims (10)
- 【請求項１】半導体基板上に受光部及び信号読出部を形
成する工程と、 前記半導体基板表面に光透過性材料層を形成する工程
と、 前記光透過性材料層上に所定のパターンを有する金型を
押しつけて前記パターンを転写させマイクロレンズパタ
ーンを形成する工程とを有することを特徴とする固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項２】前記光透過性材料層上に所定のパターンを
有する金型を押しつけて前記パターンを転写させマイク
ロレンズパターンを形成する工程の後に、マイクロレン
ズパターンを熱処理により硬化させマイクロレンズを形
成する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載
の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項３】前記光透過性材料層上に前記金型を設置し
た状態で熱処理を行うことを特徴とする請求項２に記載
の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項４】前記光透過性材料層上に所定のパターンを
有する金型を押しつけて前記パターンを転写させマイク
ロレンズパターンを形成する工程の後に、マイクロレン
ズパターンを光硬化させマイクロレンズを形成する工程
とを有してなることを特徴とする請求項１に記載の固体
撮像装置の製造方法。 - 【請求項５】前記光透過性材料層が透明な有機膜である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４何れか１項に記
載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項６】前記熱硬化の際の熱処理温度が２００〜３
００℃であることを特徴とする請求項２、請求項３、及
び請求項５のうち何れか１項に記載の固体撮像装置の製
造方法。 - 【請求項７】半導体基板上に受光部及び信号読出部を形
成する工程の後、平坦化層を形成することを特徴とする
請求項１乃至請求項６何れか１項に記載の固体撮像装置
の製造方法。 - 【請求項８】前記平坦化層内にカラーフィルタ層を設置
することを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置の
製造方法。 - 【請求項９】前記金型は、透明有機層と接着性が悪く、
剥がしやすいタングステン、アルミニウム、銅、若しく
はこれらの金属からなる合金で形成されてなることを特
徴とする請求項１乃至請求項８何れか１項に記載の固体
撮像装置の製造方法。 - 【請求項１０】前記金型は、製造すべきマイクロレンズ
と同様のパターンを有する複数の溝部と、隣接する溝部
間に光透過性材料層を退避させるための退避部とが設け
られてなることを特徴とする請求項１乃至請求項９何れ
か１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13059099A JP3307364B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 固体撮像装置の製造方法 |
| TW089108358A TW465103B (en) | 1999-05-11 | 2000-05-03 | Method to form the microlens of solid state image capturing device |
| US09/567,193 US6623668B1 (en) | 1999-05-11 | 2000-05-09 | Method of forming micro lenses of a solid-state image pick-up device |
| KR10-2000-0025195A KR100394304B1 (ko) | 1999-05-11 | 2000-05-12 | 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈 형성 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13059099A JP3307364B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323693A JP2000323693A (ja) | 2000-11-24 |
| JP3307364B2 true JP3307364B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=15037854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13059099A Expired - Fee Related JP3307364B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 固体撮像装置の製造方法 |
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| JP (1) | JP3307364B2 (ja) |
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| TW (1) | TW465103B (ja) |
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| KR20020069846A (ko) * | 2001-02-28 | 2002-09-05 | 삼성전자 주식회사 | 마이크로렌즈를 구비한 고체 촬상 소자의 제조방법 |
| JP2002321227A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-05 | Canon Inc | 光学素子成形用母型の製造方法、及び該母型を用いた光学素子の製造方法、該製造方法による光学素子 |
| US6979588B2 (en) * | 2003-01-29 | 2005-12-27 | Hynix Semiconductor Inc. | Method for manufacturing CMOS image sensor having microlens therein with high photosensitivity |
| KR100541027B1 (ko) * | 2003-07-19 | 2006-01-11 | 주식회사 옵토메카 | 이미지 센서 및 이미지 센서 제작방법과 이에 이용되는마이크로 광집속 소자 어레이 제작용 몰드 |
| KR100589225B1 (ko) * | 2004-05-31 | 2006-06-19 | 엘지전자 주식회사 | 향상된 시야각을 갖는 마이크로렌즈 배열 시트 |
| US7329856B2 (en) * | 2004-08-24 | 2008-02-12 | Micron Technology, Inc. | Image sensor having integrated infrared-filtering optical device and related method |
| KR100731098B1 (ko) * | 2005-12-28 | 2007-06-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 그의 제조방법 |
| US7456044B2 (en) * | 2005-12-28 | 2008-11-25 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | Method for manufacturing image sensor |
| KR100788349B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2008-01-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
| KR100806781B1 (ko) * | 2006-12-29 | 2008-02-27 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6059752A (ja) | 1983-09-13 | 1985-04-06 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5225935A (en) * | 1989-10-30 | 1993-07-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical device having a microlens and a process for making microlenses |
| JPH0461277A (ja) | 1990-06-29 | 1992-02-27 | Toshiba Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| JPH05303009A (ja) | 1992-04-28 | 1993-11-16 | Dainippon Printing Co Ltd | マイクロレンズアレー原版およびマイクロレンズアレー作製方法 |
| JPH05326900A (ja) | 1992-05-18 | 1993-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置とその製造方法 |
| JP3266659B2 (ja) | 1992-09-11 | 2002-03-18 | 旭光学工業株式会社 | 光学素子成形用の成形型及び光学素子の成形方法 |
| US5581379A (en) * | 1993-02-15 | 1996-12-03 | Omron Corporation | Rectangular based convex microlenses surrounded within a frame and method of making |
| JPH06265702A (ja) * | 1993-03-12 | 1994-09-22 | Omron Corp | 光学素子及びその製造方法ならびにドットマトリクス表示装置 |
| JPH0732117A (ja) | 1993-07-20 | 1995-02-03 | Hitachi Metals Ltd | 減圧ダイカスト用金型 |
| JP3051018B2 (ja) | 1994-03-18 | 2000-06-12 | 沖電気工業株式会社 | 成形金型 |
| JP3666905B2 (ja) | 1994-08-01 | 2005-06-29 | リコー光学株式会社 | 光学デバイスおよびその製造方法 |
| JP3555626B2 (ja) | 1994-09-09 | 2004-08-18 | ソニー株式会社 | マイクロレンズの製造方法 |
| JPH08113616A (ja) | 1994-10-18 | 1996-05-07 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 活性エネルギー線硬化性組成物およびレンズシート |
| JPH10166368A (ja) | 1996-12-10 | 1998-06-23 | Nikon Corp | 成形用金型の製造方法および成形用金型 |
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| DE69911529T2 (de) * | 1998-02-05 | 2004-08-05 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Gegenstand mit unebener oberfläche, verfahren zu dessen herstellung und zusammenstellung dafür |
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1999
- 1999-05-11 JP JP13059099A patent/JP3307364B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2000-05-03 TW TW089108358A patent/TW465103B/zh not_active IP Right Cessation
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