JP3355874B2 - オンチップレンズの製造方法 - Google Patents
オンチップレンズの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オンチップレンズの製
造方法に関し、さらに詳しくは、固体撮像装置等のセン
サ部の受光感度を向上させるためのオンチップレンズの
製造方法に関する。
造方法に関し、さらに詳しくは、固体撮像装置等のセン
サ部の受光感度を向上させるためのオンチップレンズの
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）をはじめとする固体撮像素子は、ビデ
オカメラやカメラ一体型ビデオテープレコーダ等に用い
るエリアセンサと、ファクシミリやバーコードリーダ等
に用いるラインセンサとに大別されるが、いずれも情報
化社会における電子の目として必要不可欠のデバイスと
なっている。ＣＣＤに対する小型化と高解像度化の要請
は高く、高集積化の進展にともない単位画素あたりの占
有面積は縮小され、同時にセンサ部の開口面積も縮小の
方向にある。
Ｄｅｖｉｃｅ）をはじめとする固体撮像素子は、ビデ
オカメラやカメラ一体型ビデオテープレコーダ等に用い
るエリアセンサと、ファクシミリやバーコードリーダ等
に用いるラインセンサとに大別されるが、いずれも情報
化社会における電子の目として必要不可欠のデバイスと
なっている。ＣＣＤに対する小型化と高解像度化の要請
は高く、高集積化の進展にともない単位画素あたりの占
有面積は縮小され、同時にセンサ部の開口面積も縮小の
方向にある。
【０００３】かかるセンサ部の開口面積の縮小により、
センサ部に採り込まれる光量が不足し、Ｓ／Ｎ比を確保
するのに充分な光誘起電荷を確保することが困難となっ
てきた。そこで、高集積度と高感度の両特性をともに満
たす要求に鑑みて採用されている構造がオンチップレン
ズである。オンチップレンズを採用したＣＣＤ撮像装置
の垂直レジスタ方向の概略断面図を、図２を参照して説
明する。シリコン等の半導体基板１上に第１層ポリシリ
コンゲート３および第２層ポリシリコンゲート４を形成
し、これらゲート電極をマスクとしてセルフアラインで
イオン注入および活性化熱処理を施すことにより、セン
サ部２を形成する。つぎに全面にアルミニウムを堆積
し、センサ部上部を開口して遮光層５を形成する。遮光
層の開口平面形状は一例として１．５μｍ×２．５μｍ
の長方形である。この後Ｓｉ3 Ｎ4等の保護層６を全面
に形成し、さらに第１層ポリシリコンゲート３および第
２層ポリシリコンゲート４により形成された段差を埋め
てアクリル樹脂等による平坦化層７を形成し、さらにカ
ラーフィルタ層８を形成する。この後センサ部２上部に
位置するように、オンチップレンズ１４を形成する。か
かる構造により、オンチップレンズ１２で集光された入
射光はセンサ部２に集光され、入射光の利用効率を数倍
以上に向上することが可能となる。
センサ部に採り込まれる光量が不足し、Ｓ／Ｎ比を確保
するのに充分な光誘起電荷を確保することが困難となっ
てきた。そこで、高集積度と高感度の両特性をともに満
たす要求に鑑みて採用されている構造がオンチップレン
ズである。オンチップレンズを採用したＣＣＤ撮像装置
の垂直レジスタ方向の概略断面図を、図２を参照して説
明する。シリコン等の半導体基板１上に第１層ポリシリ
コンゲート３および第２層ポリシリコンゲート４を形成
し、これらゲート電極をマスクとしてセルフアラインで
イオン注入および活性化熱処理を施すことにより、セン
サ部２を形成する。つぎに全面にアルミニウムを堆積
し、センサ部上部を開口して遮光層５を形成する。遮光
層の開口平面形状は一例として１．５μｍ×２．５μｍ
の長方形である。この後Ｓｉ3 Ｎ4等の保護層６を全面
に形成し、さらに第１層ポリシリコンゲート３および第
２層ポリシリコンゲート４により形成された段差を埋め
てアクリル樹脂等による平坦化層７を形成し、さらにカ
ラーフィルタ層８を形成する。この後センサ部２上部に
位置するように、オンチップレンズ１４を形成する。か
かる構造により、オンチップレンズ１２で集光された入
射光はセンサ部２に集光され、入射光の利用効率を数倍
以上に向上することが可能となる。
【０００４】オンチップレンズ１４の製造方法として
は、本願出願人が先に出願した特開平１−１０６６６号
公報で開示したように、カラーフィルタ層８上に有機高
分子材料層を形成し、有機高分子材料層上に選択的にレ
ジストパターンを形成した後、熱処理を加えてこのレジ
ストパターンをリフローし、略球面の一部をなす表面形
状を有するリフローレジストパターンを形成する。この
段階でオンチップレンズの形状は確定するのであるが、
後に述べる理由によりリフローレジストパターンと有機
高分子材料層をともにエッチバックし、リフローレジス
トパターンをエッチオフするとともにリフローレジスト
パターンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高
分子材料層に転写し、オンチップレンズ１４を完成す
る。
は、本願出願人が先に出願した特開平１−１０６６６号
公報で開示したように、カラーフィルタ層８上に有機高
分子材料層を形成し、有機高分子材料層上に選択的にレ
ジストパターンを形成した後、熱処理を加えてこのレジ
ストパターンをリフローし、略球面の一部をなす表面形
状を有するリフローレジストパターンを形成する。この
段階でオンチップレンズの形状は確定するのであるが、
後に述べる理由によりリフローレジストパターンと有機
高分子材料層をともにエッチバックし、リフローレジス
トパターンをエッチオフするとともにリフローレジスト
パターンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高
分子材料層に転写し、オンチップレンズ１４を完成す
る。
【０００５】リフローレジストパターンを直接オンチッ
プレンズとして用いない理由は、下層のカラーフィルタ
層８を熱退色させない例えば１８０℃以下でリフロー可
能な性質と、後処理工程でワイアボンディングや樹脂モ
ールド工程時に加わる１５０℃程度の温度では逆にリフ
ローしない性質とを合わせ持つレジスト材料の選択が困
難であることによる。また１５０℃から１８０℃の狭い
温度範囲でリフロー可能なレジスト材料が選択できたと
しても、温度管理の点から実際のプロセスウィンドウが
狭く、使用には困難が伴うことによる。そこで低温リフ
ロー性に優れたレジスト材料と、耐熱性や光学特性に優
れた有機高分子材料層を個別に材料選択して使用するの
である。
プレンズとして用いない理由は、下層のカラーフィルタ
層８を熱退色させない例えば１８０℃以下でリフロー可
能な性質と、後処理工程でワイアボンディングや樹脂モ
ールド工程時に加わる１５０℃程度の温度では逆にリフ
ローしない性質とを合わせ持つレジスト材料の選択が困
難であることによる。また１５０℃から１８０℃の狭い
温度範囲でリフロー可能なレジスト材料が選択できたと
しても、温度管理の点から実際のプロセスウィンドウが
狭く、使用には困難が伴うことによる。そこで低温リフ
ロー性に優れたレジスト材料と、耐熱性や光学特性に優
れた有機高分子材料層を個別に材料選択して使用するの
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】リフローレジストパタ
ーンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高分子
材料層に転写する場合には、Ｏ2 を用いた異方性エッチ
ングを施すのであるが、この際同時ににＯ* （酸素ラジ
カル）による等方性エッチング、すなわちアンダーカッ
トが発生しやすい。そこで正確なパターン転写を意図し
て入射イオンエネルギを高めたスパッタ性の強いエッチ
ング条件を採用すると、スパッタリングイールドの関係
から、エッチバック後の有機高分子材料層の断面形状が
３角形化する現象が生じる。この問題を図３を参照して
説明する。
ーンの形状をオンチップレンズ材料層である有機高分子
材料層に転写する場合には、Ｏ2 を用いた異方性エッチ
ングを施すのであるが、この際同時ににＯ* （酸素ラジ
カル）による等方性エッチング、すなわちアンダーカッ
トが発生しやすい。そこで正確なパターン転写を意図し
て入射イオンエネルギを高めたスパッタ性の強いエッチ
ング条件を採用すると、スパッタリングイールドの関係
から、エッチバック後の有機高分子材料層の断面形状が
３角形化する現象が生じる。この問題を図３を参照して
説明する。
【０００７】まず図３（ａ）に示すように下地基板１１
上にオンチップレンズの材料となる有機高分子材料層１
２を形成し、さらにリフローレジストパターン１３ａを
形成する。リフローレジストパターン１３ａはオンチッ
プレンズの原形となる略球面の表面形状を有する。
上にオンチップレンズの材料となる有機高分子材料層１
２を形成し、さらにリフローレジストパターン１３ａを
形成する。リフローレジストパターン１３ａはオンチッ
プレンズの原形となる略球面の表面形状を有する。
【０００８】この状態からＯ2 ガスを用いたイオン性の
強い異方性エッチングにより全面エッチバックしてリフ
ローレジストパターン１３ａの形状を有機高分子材料層
１２に転写した状態を図３（ｂ）に示す。同図に見られ
るように、エッチバック後の有機高分子材料層１２はリ
フローレジストパターン１３ａの表面形状が正確に転写
されずに、断面形状が３角形化した形状異常のオンチッ
プレンズ１４ａとなる場合が見られる。形状異常の理由
は先に述べたように、被エッチング基板に垂直入射する
Ｏ+ とリフローレジストパターン１３ａの表面がなす角
度により、スパッタリングイールドが変化し特定の入射
角部分が優先的にエッチングされるためと考えられる。
形状異常のオンチップレンズ１４ａが形成された場合に
は、入射光がセンサ部へ正常に収束せず、ＣＣＤの光感
度を向上する目的が達成されない。
強い異方性エッチングにより全面エッチバックしてリフ
ローレジストパターン１３ａの形状を有機高分子材料層
１２に転写した状態を図３（ｂ）に示す。同図に見られ
るように、エッチバック後の有機高分子材料層１２はリ
フローレジストパターン１３ａの表面形状が正確に転写
されずに、断面形状が３角形化した形状異常のオンチッ
プレンズ１４ａとなる場合が見られる。形状異常の理由
は先に述べたように、被エッチング基板に垂直入射する
Ｏ+ とリフローレジストパターン１３ａの表面がなす角
度により、スパッタリングイールドが変化し特定の入射
角部分が優先的にエッチングされるためと考えられる。
形状異常のオンチップレンズ１４ａが形成された場合に
は、入射光がセンサ部へ正常に収束せず、ＣＣＤの光感
度を向上する目的が達成されない。
【０００９】本発明は上述した従来技術の問題点を解決
することをその課題とする。すなわち、本発明の課題は
リフローレジストパターンの表面形状が正確に有機高分
子材料層にパターン転写できるオンチップレンズの製造
方法を提供することである。
することをその課題とする。すなわち、本発明の課題は
リフローレジストパターンの表面形状が正確に有機高分
子材料層にパターン転写できるオンチップレンズの製造
方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のオンチップレン
ズの製造方法は、有機高分子材料層上にレジストパター
ンを形成する工程、このレジストパターンをリフローし
てリフローレジストパターンを形成する工程、このリフ
ローレジストパターンと前記有機高分子材料層をともに
エッチバックして前記リフローレジストパターンを除去
するとともに先のリフローレジストパターンの表面形状
を有機高分子層に転写する工程を有するオンチップレズ
の形成方法において、このエッチバック工程は、酸素系
化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種以外のハロ
ゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガスを用いて
プラズマエッチングする工程であることを特徴とするも
のである。ここで述べるフッ素系化学種以外のハロゲン
系化学種を発生しうるガスとは、Ｃｌ2 やＨＣｌ等の塩
素系化学種を発生しうるガス、ＨＢｒやＢｒ2 等の臭素
系化学種を発生しうるガス、ならびにＨＩ等の沃素系化
学種を発生しうるガスを表すものである。
ズの製造方法は、有機高分子材料層上にレジストパター
ンを形成する工程、このレジストパターンをリフローし
てリフローレジストパターンを形成する工程、このリフ
ローレジストパターンと前記有機高分子材料層をともに
エッチバックして前記リフローレジストパターンを除去
するとともに先のリフローレジストパターンの表面形状
を有機高分子層に転写する工程を有するオンチップレズ
の形成方法において、このエッチバック工程は、酸素系
化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種以外のハロ
ゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガスを用いて
プラズマエッチングする工程であることを特徴とするも
のである。ここで述べるフッ素系化学種以外のハロゲン
系化学種を発生しうるガスとは、Ｃｌ2 やＨＣｌ等の塩
素系化学種を発生しうるガス、ＨＢｒやＢｒ2 等の臭素
系化学種を発生しうるガス、ならびにＨＩ等の沃素系化
学種を発生しうるガスを表すものである。
【００１１】本発明の好ましい態様においては、ハロゲ
ン系化学種を発生しうるガスは、放電解離条件下でプラ
ズマ中に遊離のイオウを生成しうるガスであることを特
徴とする。かかるガスとしては、Ｘ／Ｓ比（Ｘはハロゲ
ン元素を表す）が６未満のＳ2 Ｃｌ2 、Ｓ3 Ｃｌ2 、Ｓ
Ｃｌ2 等の塩化イオウ系ガスを例示できる。
ン系化学種を発生しうるガスは、放電解離条件下でプラ
ズマ中に遊離のイオウを生成しうるガスであることを特
徴とする。かかるガスとしては、Ｘ／Ｓ比（Ｘはハロゲ
ン元素を表す）が６未満のＳ2 Ｃｌ2 、Ｓ3 Ｃｌ2 、Ｓ
Ｃｌ2 等の塩化イオウ系ガスを例示できる。
【００１２】
【作用】本発明はリフローレジストパターンの表面形状
をオンチップレンズ材料層であある有機高分子材料層に
転写するエッチバック工程において、エッチングガスと
して酸素系化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種
以外のハロゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガ
スを用いてプラズマエッチングする点に特徴を有する。
をオンチップレンズ材料層であある有機高分子材料層に
転写するエッチバック工程において、エッチングガスと
して酸素系化学種を発生しうるガスと、フッ素系化学種
以外のハロゲン系化学種を発生しうるガスを含む混合ガ
スを用いてプラズマエッチングする点に特徴を有する。
【００１３】本発明者は先に多層レジストマスクの下層
レジストのパターニングにおいて、サイドエッチングを
防止するためにＯ2 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いてプラズマ
エッチングする技術を、特開平２−２４４６２５号公報
と特開平４−７８２９号公報に開示した。この先願は垂
直な側壁を有するレジストパターンを形成する目的であ
るが、この技術を球面形状のレジストパターン転写に応
用したところ、思わぬ好結果を収めることができたこと
に本発明は立脚する。
レジストのパターニングにおいて、サイドエッチングを
防止するためにＯ2 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いてプラズマ
エッチングする技術を、特開平２−２４４６２５号公報
と特開平４−７８２９号公報に開示した。この先願は垂
直な側壁を有するレジストパターンを形成する目的であ
るが、この技術を球面形状のレジストパターン転写に応
用したところ、思わぬ好結果を収めることができたこと
に本発明は立脚する。
【００１４】Ｏ2 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いてプラズマエ
ッチングする場合には、同時進行的にＣＣｌx を主体と
する反応生成物がレジストマスクや被エッチング層のパ
ターン側面に堆積し、入射イオンやラジカルのアタック
からパターンを保護しサイドエッチングや形状異常を防
ぐことができる。この反応生成物中の炭素は、レジスト
パターンから供給されるものであるが、被エッチング層
が有機高分子材料層の場合には直接被エッチング層から
も供給されるものである。一方従来技術であるＯ2 単独
ガスによるエッチバックの場合には、反応生成物はＣＯ
やＣＯ2 のみであるので被エッチング基板上に堆積せ
ず、レジストマスクや被エッチング層のパターンを保護
する効果はない。したがって、先述したスパッタリング
イールドの関係からリフローレジストパターンは最初の
表面形状を維持することができず、その断面の３角形状
化が進み、この結果形成されるオンチップレンズの断面
形状も異常形状となる。
ッチングする場合には、同時進行的にＣＣｌx を主体と
する反応生成物がレジストマスクや被エッチング層のパ
ターン側面に堆積し、入射イオンやラジカルのアタック
からパターンを保護しサイドエッチングや形状異常を防
ぐことができる。この反応生成物中の炭素は、レジスト
パターンから供給されるものであるが、被エッチング層
が有機高分子材料層の場合には直接被エッチング層から
も供給されるものである。一方従来技術であるＯ2 単独
ガスによるエッチバックの場合には、反応生成物はＣＯ
やＣＯ2 のみであるので被エッチング基板上に堆積せ
ず、レジストマスクや被エッチング層のパターンを保護
する効果はない。したがって、先述したスパッタリング
イールドの関係からリフローレジストパターンは最初の
表面形状を維持することができず、その断面の３角形状
化が進み、この結果形成されるオンチップレンズの断面
形状も異常形状となる。
【００１５】しかし本発明によれば、リフローレジスト
パターンの表面はＣＣｌx を主体とする反応生成物の堆
積がエッチングと競合して起こることにより保護され、
特定の入射角度部分のみが優先的にエッチングされるこ
とがない。したがって、略球面の表面形状を正確に有機
高分子材料層に転写することが可能である。堆積する反
応生成物は、ハロゲン系化学種の種類により、ＣＢｒx
やＣＩx となるが、いずれの場合にもイオン入射耐性を
高める効果がある点ではＣＣｌx と同様である。
パターンの表面はＣＣｌx を主体とする反応生成物の堆
積がエッチングと競合して起こることにより保護され、
特定の入射角度部分のみが優先的にエッチングされるこ
とがない。したがって、略球面の表面形状を正確に有機
高分子材料層に転写することが可能である。堆積する反
応生成物は、ハロゲン系化学種の種類により、ＣＢｒx
やＣＩx となるが、いずれの場合にもイオン入射耐性を
高める効果がある点ではＣＣｌx と同様である。
【００１６】フッ素系化学種以外のハロゲン系化学種を
発生しうるガスとして、放電解離条件下でプラズマ中に
遊離のイオウを生成しうるガスを用いた場合には、ＣＣ
ｌx等に加えてイオウの堆積をも利用できるので、パタ
ーン保護効果は一層高まり、正確なパターン転写が可能
である。なおこのイオウ系ガスと同時にＮ2 やＮ2 Ｈ4
あるいはＮＦ3 等のＮ系ガスを併用すれば、ポリチアジ
ル（ＳＮ）x の堆積が利用でき、この場合にはさらに高
いパターン保護効果が得られる。なお、これらイオウ系
材料は昇華性であるので、被エッチング基板温度が略室
温以下に制御されている場合に効果的な堆積が期待でき
る。逆に被エッチング基板をイオウにおいては９０℃以
上、ポリチアジルにおいては１５０℃以上に減圧雰囲気
中で加熱すれば、被エッチング基板にコンタミネーショ
ンやパーティクルを残さずに除去することが可能であ
る。
発生しうるガスとして、放電解離条件下でプラズマ中に
遊離のイオウを生成しうるガスを用いた場合には、ＣＣ
ｌx等に加えてイオウの堆積をも利用できるので、パタ
ーン保護効果は一層高まり、正確なパターン転写が可能
である。なおこのイオウ系ガスと同時にＮ2 やＮ2 Ｈ4
あるいはＮＦ3 等のＮ系ガスを併用すれば、ポリチアジ
ル（ＳＮ）x の堆積が利用でき、この場合にはさらに高
いパターン保護効果が得られる。なお、これらイオウ系
材料は昇華性であるので、被エッチング基板温度が略室
温以下に制御されている場合に効果的な堆積が期待でき
る。逆に被エッチング基板をイオウにおいては９０℃以
上、ポリチアジルにおいては１５０℃以上に減圧雰囲気
中で加熱すれば、被エッチング基板にコンタミネーショ
ンやパーティクルを残さずに除去することが可能であ
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図３中の構成部分と同様の構成部分については、同じ参
照番号を付すものとする。
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図３中の構成部分と同様の構成部分については、同じ参
照番号を付すものとする。
【００１８】実施例１ 本実施例はＯ2 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いてオンチップレ
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを図１を参照して説明する。図１（ａ）に
示すように下地基板１１上に有機高分子材料層１２の一
例としてノボラック系レジストであるＯＦＰＲ−８００
をスピンコーティングし熱硬化する。有機高分子材料層
１２は耐熱性と光学特性を満たす材料であればよく、感
光性やリフロー特性は必要としない。つぎに有機高分子
材料層１２上に同じく一例としてノボラック系レジスト
であるＴＳＭＲ−Ｖ３をスピンコーティングし、露光・
現像処理してレジストパターン１３を形成する。レジス
トパターンの材料としては、感光性とリフロー性を満た
せば他の材料であってもよい。下地基板１１は、前述し
たＣＣＤ撮像装置の垂直レジスタ方向の概略断面図を示
す図２に対応して説明すると、半導体基板１からカラー
フィルタ層８までが形成されたものである。したがっ
て、レジストパターン１３はセンサ部２の直上に選択的
にパターニングされている。
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを図１を参照して説明する。図１（ａ）に
示すように下地基板１１上に有機高分子材料層１２の一
例としてノボラック系レジストであるＯＦＰＲ−８００
をスピンコーティングし熱硬化する。有機高分子材料層
１２は耐熱性と光学特性を満たす材料であればよく、感
光性やリフロー特性は必要としない。つぎに有機高分子
材料層１２上に同じく一例としてノボラック系レジスト
であるＴＳＭＲ−Ｖ３をスピンコーティングし、露光・
現像処理してレジストパターン１３を形成する。レジス
トパターンの材料としては、感光性とリフロー性を満た
せば他の材料であってもよい。下地基板１１は、前述し
たＣＣＤ撮像装置の垂直レジスタ方向の概略断面図を示
す図２に対応して説明すると、半導体基板１からカラー
フィルタ層８までが形成されたものである。したがっ
て、レジストパターン１３はセンサ部２の直上に選択的
にパターニングされている。
【００１９】つぎに図１（ｂ）に示すように、１６０℃
のポストベークを施してレジストパターン１３をリフロ
ーし、略球面のなだらかな表面形状を有するリフローレ
ジストパターン１３ａを形成する。この温度では、カラ
ーフィルタ層の退色を招くことはない。
のポストベークを施してレジストパターン１３をリフロ
ーし、略球面のなだらかな表面形状を有するリフローレ
ジストパターン１３ａを形成する。この温度では、カラ
ーフィルタ層の退色を招くことはない。
【００２０】図１（ｂ）に示す被エッチング基板を基板
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン１３ａおよび
有機高分子材料層１２をともにエッチバックする。 Ｏ2 流量 ４０ ｓｃｃｍ Ｃｌ2 流量 １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３ Ｐａ マイクロ波電源パワー １５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス電源パワー ２００ Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン１３ａや有機高分子材料層１２とＣｌ2 との反応生成
物であるＣＣｌx が、リフローレジストパターン１３ａ
の表面やパターニングされつつある有機高分子材料層１
２上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状
異常を効果的に防止した。エッチバックは下地基板１１
表面のカラーフィルタ層が露出する前に終了し、この結
果リフローレジストパターン１３ａの表面形状が正確に
転写されたオンチップレンズ１４が形成された。エッチ
ングレートは５００ｎｍ／分であった。
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン１３ａおよび
有機高分子材料層１２をともにエッチバックする。 Ｏ2 流量 ４０ ｓｃｃｍ Ｃｌ2 流量 １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３ Ｐａ マイクロ波電源パワー １５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス電源パワー ２００ Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン１３ａや有機高分子材料層１２とＣｌ2 との反応生成
物であるＣＣｌx が、リフローレジストパターン１３ａ
の表面やパターニングされつつある有機高分子材料層１
２上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状
異常を効果的に防止した。エッチバックは下地基板１１
表面のカラーフィルタ層が露出する前に終了し、この結
果リフローレジストパターン１３ａの表面形状が正確に
転写されたオンチップレンズ１４が形成された。エッチ
ングレートは５００ｎｍ／分であった。
【００２１】本実施例によれば、Ｃｌ2 ／Ｏ2 混合ガス
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定して製造することが可能で
ある。
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定して製造することが可能で
ある。
【００２２】実施例２ 本実施例はＯ2 ／ＨＢｒ混合ガスを用いてオンチップレ
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを再び図１を参照して説明する。本実施例
で用いた図１（ｂ）に示す被エッチング基板は前実施例
１と同じであるので、重複する説明を省略する。
ンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバックした
例でありこれを再び図１を参照して説明する。本実施例
で用いた図１（ｂ）に示す被エッチング基板は前実施例
１と同じであるので、重複する説明を省略する。
【００２３】図１（ｂ）に示す被エッチング基板を基板
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン１３ａおよび
有機高分子材料層１２をエッチバックする。 Ｏ2 流量 ４０ ｓｃｃｍ ＨＢｒ流量 １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３ Ｐａ マイクロ波電源パワー ２０００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス電源パワー ２５０ Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン１３ａや有機高分子材料層１２とＨＢｒとの反応生成
物であるＣＢｒx がリフローレジストパターン１３ａの
表面やパターニングされつつある有機高分子材料層１２
上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状異
常を効果的に防止した。ＣＢｒx は前実施例のＣＣｌx
よりイオン入射耐性が高く、基板バイアスを実施例１よ
り高めても異常スパッタリングは発生しなかった。エッ
チバックは下地基板１１表面のカラーフィルタ層が露出
する前に終了し、この結果リフローパターニング１３ａ
の表面形状が正確に転写されたオンチップレンズ１４が
形成された。エッチングレートは実施例１の場合より高
まり、７００ｎｍ／分であった。
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン１３ａおよび
有機高分子材料層１２をエッチバックする。 Ｏ2 流量 ４０ ｓｃｃｍ ＨＢｒ流量 １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３ Ｐａ マイクロ波電源パワー ２０００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス電源パワー ２５０ Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本エッチング工程においては、リフローレジストパター
ン１３ａや有機高分子材料層１２とＨＢｒとの反応生成
物であるＣＢｒx がリフローレジストパターン１３ａの
表面やパターニングされつつある有機高分子材料層１２
上に堆積し、入射イオンのスパッタリングによる形状異
常を効果的に防止した。ＣＢｒx は前実施例のＣＣｌx
よりイオン入射耐性が高く、基板バイアスを実施例１よ
り高めても異常スパッタリングは発生しなかった。エッ
チバックは下地基板１１表面のカラーフィルタ層が露出
する前に終了し、この結果リフローパターニング１３ａ
の表面形状が正確に転写されたオンチップレンズ１４が
形成された。エッチングレートは実施例１の場合より高
まり、７００ｎｍ／分であった。
【００２４】本実施例によれば、ＨＢｒ／Ｏ2 混合ガス
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定してしかもスループット高
く製造することが可能である。
を用いたエッチバック条件の採用により、良好な表面形
状のオンチップレンズを安定してしかもスループット高
く製造することが可能である。
【００２５】実施例３ 本実施例はＯ2 ／Ｓ2 Ｃｌ2 混合ガスを用いてオンチッ
プレンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバック
した例でありこれを再度図１を参照して説明する。本実
施例で用いた図１（ｂ）に示す被エッチング基板は前実
施例１と同じであるので、ここでも重複する説明を省略
する。
プレンズ材料層である有機高分子材料層をエッチバック
した例でありこれを再度図１を参照して説明する。本実
施例で用いた図１（ｂ）に示す被エッチング基板は前実
施例１と同じであるので、ここでも重複する説明を省略
する。
【００２６】図１（ｂ）に示す被エッチング基板を基板
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン１３ａおよび
有機高分子材料層１２をエッチバックする。 Ｏ2 流量 ４０ ｓｃｃｍ Ｓ2 Ｃｌ2 流量 １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３ Ｐａ マイクロ波電源パワー ２５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス電源パワー ３５０ Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本エッチング工程においては、Ｓ2 Ｃｌ2 を添加した混
合ガスを用いているので、リフローレジストパターン１
３ａや有機高分子材料層１２と塩素との反応生成物であ
るＣＣｌx とともに、Ｓ2 Ｃｌ2 の解離により生じたイ
オウがリフローレジストパターン１３ａの表面やパター
ニングされつつある有機高分子材料層１２上に堆積し、
入射イオンのスパッタリングによる形状異常を極めて効
果的に防止した。これら混合堆積膜はイオン入射耐性が
非常に高く、基板バイアスを実施例２よりさらに高めて
も異常スパッタリングは発生しなかった。エッチバック
は下地基板１１表面のカラーフィルタ層が露出する前に
終了し、この結果リフローレジストパターン１３ａの表
面形状が正確に転写されたオンチップレンズ１４が形成
された。エッチングレートは実施例２の場合よりさらに
高まり、８００ｎｍ／分であった。
バイアス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置の基板ス
テージ上にセッティングし、一例として下記プラズマエ
ッチング条件でリフローレジストパターン１３ａおよび
有機高分子材料層１２をエッチバックする。 Ｏ2 流量 ４０ ｓｃｃｍ Ｓ2 Ｃｌ2 流量 １０ ｓｃｃｍ ガス圧力 １．３ Ｐａ マイクロ波電源パワー ２５００ Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板バイアス電源パワー ３５０ Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 基板温度 ０ ℃ 本エッチング工程においては、Ｓ2 Ｃｌ2 を添加した混
合ガスを用いているので、リフローレジストパターン１
３ａや有機高分子材料層１２と塩素との反応生成物であ
るＣＣｌx とともに、Ｓ2 Ｃｌ2 の解離により生じたイ
オウがリフローレジストパターン１３ａの表面やパター
ニングされつつある有機高分子材料層１２上に堆積し、
入射イオンのスパッタリングによる形状異常を極めて効
果的に防止した。これら混合堆積膜はイオン入射耐性が
非常に高く、基板バイアスを実施例２よりさらに高めて
も異常スパッタリングは発生しなかった。エッチバック
は下地基板１１表面のカラーフィルタ層が露出する前に
終了し、この結果リフローレジストパターン１３ａの表
面形状が正確に転写されたオンチップレンズ１４が形成
された。エッチングレートは実施例２の場合よりさらに
高まり、８００ｎｍ／分であった。
【００２７】本実施例によれば、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｏ2 混合
ガスを用いたエッチバック条件の採用により、極めて良
好な表面形状のオンチップレンズを安定してしかもスル
ープット高く製造することが可能である。先に記した通
り、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｏ2 混合ガスにさらにＮ2 ガスを添加
すればポリチアジルの堆積を利用することができ、形状
異常防止効果は一層高まる。
ガスを用いたエッチバック条件の採用により、極めて良
好な表面形状のオンチップレンズを安定してしかもスル
ープット高く製造することが可能である。先に記した通
り、Ｓ2 Ｃｌ2 ／Ｏ2 混合ガスにさらにＮ2 ガスを添加
すればポリチアジルの堆積を利用することができ、形状
異常防止効果は一層高まる。
【００２８】以上本発明を３例の実施例を用いて説明し
たが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
ない。例えば、レジストパターンを２層レジストパター
ンで構成し、解像度のよい上層レジストとリフロー性に
優れた下層レジストを組み合わせて使用すれば、オンチ
ップレンズの微細化に対応可能である。かかる微細オン
チップレンズのエッチバックにおいても、本発明の混合
ガスを用いたエッチバック方法は極めて有効である。
たが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
ない。例えば、レジストパターンを２層レジストパター
ンで構成し、解像度のよい上層レジストとリフロー性に
優れた下層レジストを組み合わせて使用すれば、オンチ
ップレンズの微細化に対応可能である。かかる微細オン
チップレンズのエッチバックにおいても、本発明の混合
ガスを用いたエッチバック方法は極めて有効である。
【００２９】プラズマエッチング装置として基板バイア
ス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置を例示したが、
平行平板型ＲＩＥ装置やマグネトロンＲＩＥ装置、誘導
結合プラズマエッチング装置あるいはヘリコン波プラズ
マエッチング装置等のエッチング装置であっても好適に
用いることが可能である。
ス印加型ＥＣＲプラズマエッチング装置を例示したが、
平行平板型ＲＩＥ装置やマグネトロンＲＩＥ装置、誘導
結合プラズマエッチング装置あるいはヘリコン波プラズ
マエッチング装置等のエッチング装置であっても好適に
用いることが可能である。
【００３０】その他、ＣＣＤ撮像装置の構造も例示した
ものに限定されるものではない。本発明のオンチップレ
ンズの製造方法は、ＣＣＤに限らず有機高分子材料層に
よるマイクロレンズや回折格子を用いる各種ＯＥＩＣ等
にも用いることが可能でる。
ものに限定されるものではない。本発明のオンチップレ
ンズの製造方法は、ＣＣＤに限らず有機高分子材料層に
よるマイクロレンズや回折格子を用いる各種ＯＥＩＣ等
にも用いることが可能でる。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のオンチップレンズの製造方法によれば、リフローレジ
ストパターンの表面形状が正確に有機高分子材料層に転
写でき、形状のすぐれたオンチップレンズを安定に製造
することが可能となるので、ＣＣＤ撮像素子の感度の向
上と信頼性に寄与できる。
のオンチップレンズの製造方法によれば、リフローレジ
ストパターンの表面形状が正確に有機高分子材料層に転
写でき、形状のすぐれたオンチップレンズを安定に製造
することが可能となるので、ＣＣＤ撮像素子の感度の向
上と信頼性に寄与できる。
【図１】本発明を適用した実施例１ないし３のオンチッ
プレンズの製造方法を説明する概略断面図であり、
（ａ）は有機高分子材料層上にレジストパターンを形成
した状態、（ｂ）はレジストパターンを熱溶融してリフ
ローレジストパターンを形成した状態、（ｃ）はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックしてオンチップレンズを形成した状態である。
プレンズの製造方法を説明する概略断面図であり、
（ａ）は有機高分子材料層上にレジストパターンを形成
した状態、（ｂ）はレジストパターンを熱溶融してリフ
ローレジストパターンを形成した状態、（ｃ）はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックしてオンチップレンズを形成した状態である。
【図２】オンチップレンズを採用したＣＣＤ撮像素子の
垂直レジスタ方向の概略断面図である。
垂直レジスタ方向の概略断面図である。
【図３】従来のオンチップレンズの製造方法を説明する
概略断面図であり、（ａ）は有機高分子材料層上にリフ
ローレジストパターンを形成した状態、（ｂ）はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックして形状異常のオンチップレンズが形成された状態
である。
概略断面図であり、（ａ）は有機高分子材料層上にリフ
ローレジストパターンを形成した状態、（ｂ）はリフロ
ーレジストパターンと有機高分子材料層を共にエッチバ
ックして形状異常のオンチップレンズが形成された状態
である。
１ 半導体基板 ２ センサ部 ３ 第１層ポリシリコンゲート ４ 第２層ポリシリコンゲート ５ 遮光層 ６ 保護層 ７ 平坦化層 ８ カラーフィルタ層 １１ 下地基板 １２ 有機高分子材料層 １３ レジストパターン １３ａ リフローレジストパターン １４ オンチップレンズ １４ａ 形状異常のオンチップレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/302 H01L 27/14 - 27/148
Claims (4)
- 【請求項１】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバックして、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、前記リフローレジス
トパターンおよび前記有機高分子材料層と反応してＣＢ
ｒｘを生成しうるガスを含む混合ガスを用いてプラズマ
エッチングする工程であることを特徴とする、オンチッ
プレンズの製造方法。 - 【請求項２】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバックして、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、遊離のイオウを発生
し、かつ前記リフローレジストパターンおよび前記有機
高分子材料層と反応してＣＣｌｘを生成しうるガスを含
む混合ガスを用いてプラズマエッチングする工程である
ことを特徴とする、オンチップレンズの製造方法。 - 【請求項３】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバック して、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、ＨＢｒガスを含む混
合ガスを用いてプラズマエッチングする工程であること
を特徴とする、オンチップレンズの製造方法。 - 【請求項４】 有機高分子材料層上にレジストパターン
を形成する工程、 前記レジストパターンをリフローしてリフローレジスト
パターンを形成する工程、 前記リフローレジストパターンと前記有機高分子材料層
をともにエッチバックして、前記リフローレジストパタ
ーンを除去するとともに前記リフローレジストパターン
の表面形状を前記有機高分子層に転写する工程を有する
オンチップレンズの形成方法において、 前記エッチバック工程は、 酸素系化学種を発生しうるガスと、Ｓ 2 Ｃｌ 2 ガスを含
む混合ガスを用いてプラズマエッチングする工程である
ことを特徴とする、オンチップレンズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15884595A JP3355874B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | オンチップレンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15884595A JP3355874B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | オンチップレンズの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098266A JPH098266A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3355874B2 true JP3355874B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=15680669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15884595A Expired - Lifetime JP3355874B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | オンチップレンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355874B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100595937C (zh) | 2002-08-01 | 2010-03-24 | 日亚化学工业株式会社 | 半导体发光元件及发光装置 |
| KR20050005357A (ko) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | 삼성전자주식회사 | 마이크로렌즈 제작방법 및 이를 이용한 광모듈 제작방법 |
| KR100613194B1 (ko) * | 2004-11-10 | 2006-08-21 | 광주과학기술원 | 마이크로렌즈가 집적된 광전소자 제조방법 |
| KR100780547B1 (ko) * | 2006-11-24 | 2007-11-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060755A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-08 | Hitachi Ltd | マイクロレンズの製造方法 |
| JP2932488B2 (ja) * | 1989-03-16 | 1999-08-09 | ソニー株式会社 | ドライエッチング方法 |
| JPH03190166A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体撮像素子用マイクロレンズの製造方法 |
| JP2950714B2 (ja) * | 1993-09-28 | 1999-09-20 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15884595A patent/JP3355874B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH098266A (ja) | 1997-01-10 |
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