JP3401804B2 - オンチップマイクロレンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイクロレンズを備えた光学素子 - Google Patents
オンチップマイクロレンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイクロレンズを備えた光学素子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば固体撮像素子あ
るいは液晶表示素子上に形成されるオンチップマイクロ
レンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイク
ロレンズを備えた光学素子に関する。
るいは液晶表示素子上に形成されるオンチップマイクロ
レンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイク
ロレンズを備えた光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、固体撮像素子には複数のオンチ
ップマイクロレンズが備えられている。オンチップマイ
クロレンズは固体撮像素子の受光部分の上方に形成さ
れ、受光部分への集光効率を高める機能を有する。
ップマイクロレンズが備えられている。オンチップマイ
クロレンズは固体撮像素子の受光部分の上方に形成さ
れ、受光部分への集光効率を高める機能を有する。
【０００３】通常、オンチップマイクロレンズは、以下
の工程によって作製することができる。尚、各工程を説
明するためのオンチップマイクロレンズの模式的な一部
断面図を図３３に示す。尚、図面において、縦方向断面
とは受光部分の中心を通る受光部分の縦方向の断面を意
味し、横方向断面とは受光部分の中心を通る受光部分の
横方向の断面を意味する。
の工程によって作製することができる。尚、各工程を説
明するためのオンチップマイクロレンズの模式的な一部
断面図を図３３に示す。尚、図面において、縦方向断面
とは受光部分の中心を通る受光部分の縦方向の断面を意
味し、横方向断面とは受光部分の中心を通る受光部分の
横方向の断面を意味する。
【０００４】［工程−１０］
受光部分１０や電荷転送部分が形成された固体撮像素子
上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明平坦化層１００
を形成する（図３３の（Ａ）参照）。かかる透明平坦化
層１００は透明樹脂から構成され、固体撮像素子の凹凸
の平坦化のために形成されている。尚、全ての図面にお
いて、受光部分１０の領域を模式的に表し、電荷転送部
分の図示は省略した。
上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明平坦化層１００
を形成する（図３３の（Ａ）参照）。かかる透明平坦化
層１００は透明樹脂から構成され、固体撮像素子の凹凸
の平坦化のために形成されている。尚、全ての図面にお
いて、受光部分１０の領域を模式的に表し、電荷転送部
分の図示は省略した。
【０００５】［工程−２０］
次に、透明平坦化層１００表面に、オンチップマイクロ
レンズの材料であるレンズ材層１０２を形成する（図３
３の（Ｂ）参照）。かかるレンズ材層は、フォトレジス
ト等の熱変形樹脂から成る。
レンズの材料であるレンズ材層１０２を形成する（図３
３の（Ｂ）参照）。かかるレンズ材層は、フォトレジス
ト等の熱変形樹脂から成る。
【０００６】［工程−３０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によってレンズ
材層１０２をパターニングして、受光部分１０の上方
に、パターニングされたレンズ材層１０２を形成する
（図３３の（Ｃ）参照）。
材層１０２をパターニングして、受光部分１０の上方
に、パターニングされたレンズ材層１０２を形成する
（図３３の（Ｃ）参照）。
【０００７】［工程−４０］
その後、加熱処理を施し、パターニングされたレンズ材
層１０２を変形（リフロー）させて、受光部分１０の上
方に凸状のレンズ形状のレンズ部１０４（オンチップマ
イクロレンズ）を形成する（図３３の（Ｄ）参照）。
層１０２を変形（リフロー）させて、受光部分１０の上
方に凸状のレンズ形状のレンズ部１０４（オンチップマ
イクロレンズ）を形成する（図３３の（Ｄ）参照）。
【０００８】あるいは又、特開昭６４−１０６６６号公
報に開示されたオンチップマイクロレンズの作製方法
は、以下の工程から成る。尚、各工程を説明するための
オンチップマイクロレンズの模式的な一部断面図を図３
４に示す。
報に開示されたオンチップマイクロレンズの作製方法
は、以下の工程から成る。尚、各工程を説明するための
オンチップマイクロレンズの模式的な一部断面図を図３
４に示す。
【０００９】［工程−１０Ａ］
受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成された
固体撮像素子上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明平
坦化層１００を形成する。かかる透明平坦化層１００は
透明樹脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化の
ために形成されている。
固体撮像素子上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明平
坦化層１００を形成する。かかる透明平坦化層１００は
透明樹脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化の
ために形成されている。
【００１０】［工程−２０Ａ］
次に、透明平坦化層１００の上に透明材料層１０６を形
成する（図３４の（Ａ）参照）。透明材料層１０６は、
透明樹脂、酸化シリコン、窒化シリコン等から構成する
ことができる。透明材料層１０６が、オンチップマイク
ロレンズの材料であるレンズ材層に相当する。
成する（図３４の（Ａ）参照）。透明材料層１０６は、
透明樹脂、酸化シリコン、窒化シリコン等から構成する
ことができる。透明材料層１０６が、オンチップマイク
ロレンズの材料であるレンズ材層に相当する。
【００１１】［工程−３０Ａ］
次に、透明材料層１０６表面に熱変形樹脂層１０８を形
成する（図３４の（Ｂ）参照）。熱変形樹脂層１０８
は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。この熱変
形樹脂層１０８は、透明材料層１０６をレンズ状に加工
するためのマスクとして機能する。
成する（図３４の（Ｂ）参照）。熱変形樹脂層１０８
は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。この熱変
形樹脂層１０８は、透明材料層１０６をレンズ状に加工
するためのマスクとして機能する。
【００１２】［工程−４０Ａ］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって熱変形
樹脂層１０８をパターニングして、受光部分１０の上方
に、パターニングされた熱変形樹脂層１０８を形成す
る。
樹脂層１０８をパターニングして、受光部分１０の上方
に、パターニングされた熱変形樹脂層１０８を形成す
る。
【００１３】［工程−５０Ａ］
その後、加熱処理を施し、パターニングされた熱変形樹
脂層１０８を変形（リフロー）させて、受光部分１０の
上方に凸状のレンズ形状の熱変形樹脂層１０８Ａを形成
する（図３４の（Ｃ）参照）。
脂層１０８を変形（リフロー）させて、受光部分１０の
上方に凸状のレンズ形状の熱変形樹脂層１０８Ａを形成
する（図３４の（Ｃ）参照）。
【００１４】［工程−６０Ａ］
次に、レンズ形状の熱変形樹脂層１０８Ａをマスクとし
て、透明材料層１０６の垂直方向の選択的なエッチング
を行う。エッチングは、例えば酸素を用いたリアクティ
ブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）等の異方性エッチン
グとすることができる。これによって、透明材料層１０
６は、熱変形樹脂層１０８Ａのレンズ形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図３４の（Ｄ）に
示す。熱変形樹脂層１０８Ａの全部又は一部が除去さ
れ、透明材料層１０６が所定の形状に加工された時点で
エッチングを終了させる。こうして、透明材料層１０６
から成り凸状のレンズ形状を有するオンチップマイクロ
レンズが形成される。
て、透明材料層１０６の垂直方向の選択的なエッチング
を行う。エッチングは、例えば酸素を用いたリアクティ
ブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）等の異方性エッチン
グとすることができる。これによって、透明材料層１０
６は、熱変形樹脂層１０８Ａのレンズ形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図３４の（Ｄ）に
示す。熱変形樹脂層１０８Ａの全部又は一部が除去さ
れ、透明材料層１０６が所定の形状に加工された時点で
エッチングを終了させる。こうして、透明材料層１０６
から成り凸状のレンズ形状を有するオンチップマイクロ
レンズが形成される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】オンチップマイクロレ
ンズのレンズ形状は、レンズ材層１０２又は熱変形樹脂
層１０８（以下、単に、熱変形樹脂層等ともいう）のパ
ターニング及び加熱処理によって決定される。固体撮像
素子のアスペクト比は、例えば４：３であり、そして、
例えば２５万程度の画素から構成されており、１つの受
光部分の面積は１つの画素の面積の３０％程度である。
そして、一般に、受光部分の平面形状は長方形である。
そのため、オンチップマイクロレンズの平面形状も、受
光部分の平面形状と相似形の略長方形あるいはドーム状
である。従って、オンチップマイクロレンズの或る方向
（例えば、横方向）の曲率半径とその方向と直角方向
（例えば、縦方向）の曲率半径は、一般に等しくない。
ンズのレンズ形状は、レンズ材層１０２又は熱変形樹脂
層１０８（以下、単に、熱変形樹脂層等ともいう）のパ
ターニング及び加熱処理によって決定される。固体撮像
素子のアスペクト比は、例えば４：３であり、そして、
例えば２５万程度の画素から構成されており、１つの受
光部分の面積は１つの画素の面積の３０％程度である。
そして、一般に、受光部分の平面形状は長方形である。
そのため、オンチップマイクロレンズの平面形状も、受
光部分の平面形状と相似形の略長方形あるいはドーム状
である。従って、オンチップマイクロレンズの或る方向
（例えば、横方向）の曲率半径とその方向と直角方向
（例えば、縦方向）の曲率半径は、一般に等しくない。
【００１６】例えば、受光部分の横方向の集光効率が最
適となるように、オンチップマイクロレンズの平面形状
及び横方向の曲率半径を設定した場合、オンチップマイ
クロレンズの縦方向の曲率半径は自動的に決定されてし
まい、縦方向に関しては最適な曲率半径とはならない。
従って、受光部分の縦方向の集光効率の最適化が図れな
い。その結果、受光部分の縦方向にはオンチップマイク
ロレンズによって完全に集光されず、図３５に模式的に
図示するように、ケラレが生じる。このような場合、固
体撮像素子の撮像出力にシェーディング現象が生じた
り、十分な固体撮像素子の感度向上が得られない。
適となるように、オンチップマイクロレンズの平面形状
及び横方向の曲率半径を設定した場合、オンチップマイ
クロレンズの縦方向の曲率半径は自動的に決定されてし
まい、縦方向に関しては最適な曲率半径とはならない。
従って、受光部分の縦方向の集光効率の最適化が図れな
い。その結果、受光部分の縦方向にはオンチップマイク
ロレンズによって完全に集光されず、図３５に模式的に
図示するように、ケラレが生じる。このような場合、固
体撮像素子の撮像出力にシェーディング現象が生じた
り、十分な固体撮像素子の感度向上が得られない。
【００１７】通常、横方向及び縦方向にアレイ状に配列
された固体撮像素子の画素の受光部分に対応して、複数
のオンチップマイクロレンズがアレイ状に配列されてお
り、オンチップマイクロレンズアレイを構成する。そし
て、個々のオンチップマイクロレンズのレンズ形状は同
一である。テレセントリックにオンチップマイクロレン
ズに入射する光に対しては、オンチップマイクロレンズ
アレイのどの部分に位置するオンチップマイクロレンズ
も同じように集光するので、受光部分の感度等は均一で
ある。
された固体撮像素子の画素の受光部分に対応して、複数
のオンチップマイクロレンズがアレイ状に配列されてお
り、オンチップマイクロレンズアレイを構成する。そし
て、個々のオンチップマイクロレンズのレンズ形状は同
一である。テレセントリックにオンチップマイクロレン
ズに入射する光に対しては、オンチップマイクロレンズ
アレイのどの部分に位置するオンチップマイクロレンズ
も同じように集光するので、受光部分の感度等は均一で
ある。
【００１８】ところが、オンチップマイクロレンズから
出射される光の経路は、例えばＦ値や射出瞳距離に依存
して変化する。即ち、オンチップマイクロレンズアレイ
の中央部を介して受光部分に入射する光と、オンチップ
マイクロレンズアレイの周辺部を介して受光部分に入射
する光では、受光部分への入射角が異なる。通常、オン
チップマイクロレンズアレイの周辺部を介して受光部分
に入射する光の入射角は大きくなり、オンチップマイク
ロレンズの集光点が受光部分の外側にずれる（図３６参
照）。
出射される光の経路は、例えばＦ値や射出瞳距離に依存
して変化する。即ち、オンチップマイクロレンズアレイ
の中央部を介して受光部分に入射する光と、オンチップ
マイクロレンズアレイの周辺部を介して受光部分に入射
する光では、受光部分への入射角が異なる。通常、オン
チップマイクロレンズアレイの周辺部を介して受光部分
に入射する光の入射角は大きくなり、オンチップマイク
ロレンズの集光点が受光部分の外側にずれる（図３６参
照）。
【００１９】その結果、オンチップマイクロレンズアレ
イの周辺部に対応する受光部分においては、受光部分に
入射する光にケラレが生じる。この現象は、オンチップ
マイクロレンズのＦ値が小さいほど、また射出瞳距離が
短いほど、顕著になる。そして、この場合、固体撮像素
子の撮像出力にシェーディング現象が生じたり、十分な
固体撮像素子の感度向上が得られない。
イの周辺部に対応する受光部分においては、受光部分に
入射する光にケラレが生じる。この現象は、オンチップ
マイクロレンズのＦ値が小さいほど、また射出瞳距離が
短いほど、顕著になる。そして、この場合、固体撮像素
子の撮像出力にシェーディング現象が生じたり、十分な
固体撮像素子の感度向上が得られない。
【００２０】以上のように、従来のオンチップマイクロ
レンズは、例えば、その横方向と縦方向における曲率半
径の最適化がなされておらず、また、オンチップマイク
ロレンズアレイにおける個々のオンチップマイクロレン
ズは同一レンズ形状を有しているため、上述したケラ
レ、シェーディング現象、スミアといった問題が発生す
る。
レンズは、例えば、その横方向と縦方向における曲率半
径の最適化がなされておらず、また、オンチップマイク
ロレンズアレイにおける個々のオンチップマイクロレン
ズは同一レンズ形状を有しているため、上述したケラ
レ、シェーディング現象、スミアといった問題が発生す
る。
【００２１】従って、本発明の第１の目的は、異なる方
向における曲率半径が最適化されたオンチップマイクロ
レンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイク
ロレンズを備えた光学素子を提供することにある。
向における曲率半径が最適化されたオンチップマイクロ
レンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイク
ロレンズを備えた光学素子を提供することにある。
【００２２】又、本発明の第２の目的は、個々のオンチ
ップマイクロレンズのレンズ形状が最適化されたオンチ
ップマイクロレンズアレイ及びその作製方法、並びに係
るオンチップマイクロレンズアレイを備えた光学素子を
提供することにある。
ップマイクロレンズのレンズ形状が最適化されたオンチ
ップマイクロレンズアレイ及びその作製方法、並びに係
るオンチップマイクロレンズアレイを備えた光学素子を
提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様にか
かるオンチップマイクロレンズは、上記の目的を達成す
るために、垂直方向に組み合わされた２つ以上のレンズ
部を有することを特徴とする。尚、垂直方向とはオンチ
ップマイクロレンズの光軸に平行な方向を意味する。
かるオンチップマイクロレンズは、上記の目的を達成す
るために、垂直方向に組み合わされた２つ以上のレンズ
部を有することを特徴とする。尚、垂直方向とはオンチ
ップマイクロレンズの光軸に平行な方向を意味する。
【００２４】この第１の態様にかかるオンチップマイク
ロレンズにおいては、下側レンズ部の形状は円筒状であ
り、上側レンズ部の形状はドーム状であることが好まし
い。あるいは又、下側レンズ部及び上側レンズ部の各々
の形状はドーム状であることが好ましい。
ロレンズにおいては、下側レンズ部の形状は円筒状であ
り、上側レンズ部の形状はドーム状であることが好まし
い。あるいは又、下側レンズ部及び上側レンズ部の各々
の形状はドーム状であることが好ましい。
【００２５】本発明の第２の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズは、上記の目的を達成するために、水平方
向に組み合わされた２つ以上のレンズ部を有することを
特徴とする。尚、水平方向とはオンチップマイクロレン
ズの光軸に垂直な方向を意味する。
イクロレンズは、上記の目的を達成するために、水平方
向に組み合わされた２つ以上のレンズ部を有することを
特徴とする。尚、水平方向とはオンチップマイクロレン
ズの光軸に垂直な方向を意味する。
【００２６】本発明のオンチップマイクロレンズアレイ
は、上記の目的を達成するために、複数のオンチップマ
イクロレンズが配列されており、オンチップマイクロレ
ンズアレイの中央部から周辺部に向かってオンチップマ
イクロレンズの焦点距離が変化していることを特徴とす
る。
は、上記の目的を達成するために、複数のオンチップマ
イクロレンズが配列されており、オンチップマイクロレ
ンズアレイの中央部から周辺部に向かってオンチップマ
イクロレンズの焦点距離が変化していることを特徴とす
る。
【００２７】本発明のオンチップマイクロレンズアレイ
においては、少なくともオンチップマイクロレンズアレ
イの周辺部に配置されたオンチップマイクロレンズは、
垂直方向に組み合わされた２つ以上のレンズ部を有する
ことが好ましい。あるいは又、少なくともオンチップマ
イクロレンズアレイの周辺部に配置されたオンチップマ
イクロレンズは、水平方向に組み合わされた２つ以上の
レンズ部を有することが望ましい。
においては、少なくともオンチップマイクロレンズアレ
イの周辺部に配置されたオンチップマイクロレンズは、
垂直方向に組み合わされた２つ以上のレンズ部を有する
ことが好ましい。あるいは又、少なくともオンチップマ
イクロレンズアレイの周辺部に配置されたオンチップマ
イクロレンズは、水平方向に組み合わされた２つ以上の
レンズ部を有することが望ましい。
【００２８】本発明の第１の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成するため
に、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加熱
処理を施して、第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形
状を有する下側レンズ部を形成する工程と、 （ロ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして下側レン
ズ部の所定領域上に第２の熱変形樹脂層を残し、次いで
加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂層から所定
のレンズ形状を有する上側レンズ部を形成する工程、か
ら成ることを特徴とし、垂直方向に組み合わされた下側
及び上側レンズ部を有するオンチップマイクロレンズが
作製される。
イクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成するため
に、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加熱
処理を施して、第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形
状を有する下側レンズ部を形成する工程と、 （ロ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして下側レン
ズ部の所定領域上に第２の熱変形樹脂層を残し、次いで
加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂層から所定
のレンズ形状を有する上側レンズ部を形成する工程、か
ら成ることを特徴とし、垂直方向に組み合わされた下側
及び上側レンズ部を有するオンチップマイクロレンズが
作製される。
【００２９】本発明の第１の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズの作製方法においては、下側レンズ部の所
定のレンズ形状は円筒状であり、上側レンズ部の所定の
レンズ形状はドーム状であることが望ましい。あるいは
又、下側レンズ部及び上側レンズ部の所定のレンズ形状
はドーム状であることが望ましい。
イクロレンズの作製方法においては、下側レンズ部の所
定のレンズ形状は円筒状であり、上側レンズ部の所定の
レンズ形状はドーム状であることが望ましい。あるいは
又、下側レンズ部及び上側レンズ部の所定のレンズ形状
はドーム状であることが望ましい。
【００３０】本発明の第２の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成するため
に、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加熱
処理を施して、第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状
にする工程と、 （ロ）レンズ状の第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変
形樹脂層を形成した後、第２の熱変形樹脂層をパターニ
ングして第１の熱変形樹脂層の所定領域上に第２の熱変
形樹脂層を残し、次いで加熱処理を施して、かかる第２
の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にする工程と、 （ハ）垂直方向に組み合わされた第１及び第２の熱変形
樹脂層をマスクとして、レンズ材層をエッチングする工
程、から成ることを特徴とし、レンズ材層から構成さ
れ、垂直方向に組み合わされた下側及び上側レンズ部を
有するオンチップマイクロレンズが作製される。
イクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成するため
に、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加熱
処理を施して、第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状
にする工程と、 （ロ）レンズ状の第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変
形樹脂層を形成した後、第２の熱変形樹脂層をパターニ
ングして第１の熱変形樹脂層の所定領域上に第２の熱変
形樹脂層を残し、次いで加熱処理を施して、かかる第２
の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にする工程と、 （ハ）垂直方向に組み合わされた第１及び第２の熱変形
樹脂層をマスクとして、レンズ材層をエッチングする工
程、から成ることを特徴とし、レンズ材層から構成さ
れ、垂直方向に組み合わされた下側及び上側レンズ部を
有するオンチップマイクロレンズが作製される。
【００３１】この第２の態様にかかるオンチップマイク
ロレンズの作製方法が第１の態様と相違する点は、オン
チップマイクロレンズがレンズ材層から形成される点に
ある。
ロレンズの作製方法が第１の態様と相違する点は、オン
チップマイクロレンズがレンズ材層から形成される点に
ある。
【００３２】本発明の第３の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成するため
に、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加熱
処理を施して、第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状
にする工程と、 （ロ）第１の熱変形樹脂層をマスクとして、レンズ材層
をエッチングして、レンズ材層から下側レンズ部を形成
する工程と、 （ハ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして下側レン
ズ部の所定領域上に第２の熱変形樹脂層を残し、次いで
加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂層を所定の
レンズ形状にする工程、から成ることを特徴とし、垂直
方向に組み合わされた下側及び上側レンズ部を有するオ
ンチップマイクロレンズが作製される。
イクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成するため
に、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加熱
処理を施して、第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状
にする工程と、 （ロ）第１の熱変形樹脂層をマスクとして、レンズ材層
をエッチングして、レンズ材層から下側レンズ部を形成
する工程と、 （ハ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして下側レン
ズ部の所定領域上に第２の熱変形樹脂層を残し、次いで
加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂層を所定の
レンズ形状にする工程、から成ることを特徴とし、垂直
方向に組み合わされた下側及び上側レンズ部を有するオ
ンチップマイクロレンズが作製される。
【００３３】この第３の態様にかかるオンチップマイク
ロレンズの作製方法が第２の態様と相違する点は、オン
チップマイクロレンズの上側レンズ部が熱変形樹脂層か
ら形成され、下側レンズ部がレンズ材層から形成される
点にある。
ロレンズの作製方法が第２の態様と相違する点は、オン
チップマイクロレンズの上側レンズ部が熱変形樹脂層か
ら形成され、下側レンズ部がレンズ材層から形成される
点にある。
【００３４】本発明の第３の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズの作製方法においては、前記（ハ）の工程
の後、 （ニ）前記第２の熱変形樹脂層をマスクとして、レンズ
材層をエッチングして、レンズ材層から上側レンズ部を
形成する工程、を加えることができる。この態様による
作製方法が上記第３の態様と相違する点は、オンチップ
マイクロレンズの上側レンズ部もレンズ材層から形成さ
れる点にあり、上記第２の態様と相違する点は、上側レ
ンズ部の形成手順にある。
イクロレンズの作製方法においては、前記（ハ）の工程
の後、 （ニ）前記第２の熱変形樹脂層をマスクとして、レンズ
材層をエッチングして、レンズ材層から上側レンズ部を
形成する工程、を加えることができる。この態様による
作製方法が上記第３の態様と相違する点は、オンチップ
マイクロレンズの上側レンズ部もレンズ材層から形成さ
れる点にあり、上記第２の態様と相違する点は、上側レ
ンズ部の形成手順にある。
【００３５】更に、本発明の第４の態様にかかるオンチ
ップマイクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成す
るために、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層を
形成した後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして、
第１の熱変形樹脂層に隣接した第２の熱変形樹脂層を形
成する工程と、 （ハ）第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形状を有する
第１のレンズ部を形成し、且つ第２の熱変形樹脂層から
所定のレンズ形状を有する第２のレンズ部を形成する工
程、から成ることを特徴とし、水平方向に組み合わされ
た第１及び第２のレンズ部を有するオンチップマイクロ
レンズが作製される。
ップマイクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成す
るために、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層を
形成した後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして、
第１の熱変形樹脂層に隣接した第２の熱変形樹脂層を形
成する工程と、 （ハ）第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形状を有する
第１のレンズ部を形成し、且つ第２の熱変形樹脂層から
所定のレンズ形状を有する第２のレンズ部を形成する工
程、から成ることを特徴とし、水平方向に組み合わされ
た第１及び第２のレンズ部を有するオンチップマイクロ
レンズが作製される。
【００３６】本発明の第４の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズの作製方法においては、加熱処理時の粘度
が異なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び第
２の熱変形樹脂層を使用することが望ましい。あるいは
又、パターニングされた第１の熱変形樹脂層の厚さと、
パターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さが異なる
ことが望ましい。
イクロレンズの作製方法においては、加熱処理時の粘度
が異なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び第
２の熱変形樹脂層を使用することが望ましい。あるいは
又、パターニングされた第１の熱変形樹脂層の厚さと、
パターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さが異なる
ことが望ましい。
【００３７】第４の態様にかかるオンチップマイクロレ
ンズの作製方法が第１の態様と相違する点は、オンチッ
プマイクロレンズが水平方向に組み合わされたレンズ部
から形成される点にある。
ンズの作製方法が第１の態様と相違する点は、オンチッ
プマイクロレンズが水平方向に組み合わされたレンズ部
から形成される点にある。
【００３８】更に、本発明の第５の態様にかかるオンチ
ップマイクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成す
るために、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層を
形成した後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして、
第１の熱変形樹脂層に隣接した第２の熱変形樹脂層を形
成する工程と、 （ハ）第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、且つ
第２の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にする工程と、 （ニ）水平方向に組み合わされた第１及び第２の熱変形
樹脂層をマスクとして、レンズ材層をエッチングする工
程、から成ることを特徴とし、レンズ材層から構成さ
れ、水平方向に組み合わされた第１及び第２のレンズ部
を有するオンチップマイクロレンズが作製される。
ップマイクロレンズの作製方法は、上記の目的を達成す
るために、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層を
形成した後、第２の熱変形樹脂層をパターニングして、
第１の熱変形樹脂層に隣接した第２の熱変形樹脂層を形
成する工程と、 （ハ）第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、且つ
第２の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にする工程と、 （ニ）水平方向に組み合わされた第１及び第２の熱変形
樹脂層をマスクとして、レンズ材層をエッチングする工
程、から成ることを特徴とし、レンズ材層から構成さ
れ、水平方向に組み合わされた第１及び第２のレンズ部
を有するオンチップマイクロレンズが作製される。
【００３９】本発明の第５の態様にかかるオンチップマ
イクロレンズの作製方法においては、加熱処理時の粘度
が異なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び第
２の熱変形樹脂層を使用することが望ましい。あるいは
又、パターニングされた第１の熱変形樹脂層の厚さと、
パターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さが異なる
ことが望ましい。
イクロレンズの作製方法においては、加熱処理時の粘度
が異なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び第
２の熱変形樹脂層を使用することが望ましい。あるいは
又、パターニングされた第１の熱変形樹脂層の厚さと、
パターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さが異なる
ことが望ましい。
【００４０】第５の態様にかかるオンチップマイクロレ
ンズの作製方法が第４の態様と相違する点は、オンチッ
プマイクロレンズがレンズ材層から形成される点にあ
る。
ンズの作製方法が第４の態様と相違する点は、オンチッ
プマイクロレンズがレンズ材層から形成される点にあ
る。
【００４１】本発明の光学素子は、上述した各種変形を
含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様にかかるオ
ンチップマイクロレンズ、あるいは又、上述した各種変
形を含む本発明のオンチップマイクロレンズアレイを備
えていることを特徴とする。ここで、光学素子には、固
体撮像素子あるいは液晶表示素子が包含される。
含む本発明の第１の態様あるいは第２の態様にかかるオ
ンチップマイクロレンズ、あるいは又、上述した各種変
形を含む本発明のオンチップマイクロレンズアレイを備
えていることを特徴とする。ここで、光学素子には、固
体撮像素子あるいは液晶表示素子が包含される。
【００４２】
【作用】本発明のオンチップマイクロレンズあるいは係
るオンチップマイクロレンズを備えた光学素子において
は、垂直方向あるいは水平方向に組み合わされた２つ以
上のレンズ部を有しているので、１つのオンチップマイ
クロレンズは、正確に制御された複数の焦点距離を有す
ることができる。
るオンチップマイクロレンズを備えた光学素子において
は、垂直方向あるいは水平方向に組み合わされた２つ以
上のレンズ部を有しているので、１つのオンチップマイ
クロレンズは、正確に制御された複数の焦点距離を有す
ることができる。
【００４３】本発明のオンチップマイクロレンズアレイ
あるいは係るオンチップマイクロレンズアレイを備えた
光学素子においては、オンチップマイクロレンズアレイ
の中央部から周辺部に向かってオンチップマイクロレン
ズの焦点距離が変化しているので、周辺部においてもオ
ンチップマイクロレンズによって受光部分に確実に集光
させることができる。
あるいは係るオンチップマイクロレンズアレイを備えた
光学素子においては、オンチップマイクロレンズアレイ
の中央部から周辺部に向かってオンチップマイクロレン
ズの焦点距離が変化しているので、周辺部においてもオ
ンチップマイクロレンズによって受光部分に確実に集光
させることができる。
【００４４】本発明の第１乃至第５の態様にかかるオン
チップマイクロレンズの作製方法により、本発明のオン
チップマイクロレンズあるいはオンチップマイクロレン
ズアレイを容易に且つ正確に制御された状態で作製する
ことができる。
チップマイクロレンズの作製方法により、本発明のオン
チップマイクロレンズあるいはオンチップマイクロレン
ズアレイを容易に且つ正確に制御された状態で作製する
ことができる。
【００４５】
【実施例】以下、実施例に基づき、本発明を図面を参照
して説明する。尚、実施例の各図において、同一参照番
号は同一の要素を指す。
して説明する。尚、実施例の各図において、同一参照番
号は同一の要素を指す。
【００４６】（実施例−１）
実施例−１のオンチップマイクロレンズは、本発明のオ
ンチップマイクロレンズの第１の態様に関し、垂直方向
に組み合わされた２つのレンズ部を有する。下側レンズ
部の形状は円筒状であり、上側レンズ部の形状はドーム
状である。下側及び上側レンズ部は、熱変形樹脂層から
成る。
ンチップマイクロレンズの第１の態様に関し、垂直方向
に組み合わされた２つのレンズ部を有する。下側レンズ
部の形状は円筒状であり、上側レンズ部の形状はドーム
状である。下側及び上側レンズ部は、熱変形樹脂層から
成る。
【００４７】実施例−１のオンチップマイクロレンズに
おける、受光部分１０と下側レンズ部３２と上側レンズ
部４２の配置関係を、図１の平面図に模式的に示す。
尚、図１において、受光部分１０を破線で示した。下側
レンズ部３２の母線の方向は図１の縦方向である。
おける、受光部分１０と下側レンズ部３２と上側レンズ
部４２の配置関係を、図１の平面図に模式的に示す。
尚、図１において、受光部分１０を破線で示した。下側
レンズ部３２の母線の方向は図１の縦方向である。
【００４８】また、図１の線ＩＩ（Ａ）−ＩＩ（Ａ）に
沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式的な断面
図を図２の（Ａ）に、図１の線ＩＩ（Ｂ）−ＩＩ（Ｂ）
に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式的な断
面図を図２の（Ｂ）に、図１の線ＩＩ（Ｃ）−ＩＩ
（Ｃ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式
的な断面図を図２の（Ｃ）に、それぞれ示す。尚、図２
の（Ａ）は縦方向の断面図であり、図２の（Ｂ）及び
（Ｃ）は横方向の断面図である。図２において、参照番
号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参照番
号２０は下地材料層、参照番号３２は下側レンズ部、参
照番号４２は上側レンズ部、参照番号３４及び参照番号
４４は保護膜である。
沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式的な断面
図を図２の（Ａ）に、図１の線ＩＩ（Ｂ）−ＩＩ（Ｂ）
に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式的な断
面図を図２の（Ｂ）に、図１の線ＩＩ（Ｃ）−ＩＩ
（Ｃ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式
的な断面図を図２の（Ｃ）に、それぞれ示す。尚、図２
の（Ａ）は縦方向の断面図であり、図２の（Ｂ）及び
（Ｃ）は横方向の断面図である。図２において、参照番
号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参照番
号２０は下地材料層、参照番号３２は下側レンズ部、参
照番号４２は上側レンズ部、参照番号３４及び参照番号
４４は保護膜である。
【００４９】実施例−１のオンチップマイクロレンズ
は、第１の態様のオンチップマイクロレンズの作製方法
によって作製することができる。即ち、（イ）下地材料
層２０上に第１の熱変形樹脂層３０を形成した後、第１
の熱変形樹脂層３０をパターニングし、次いで加熱処理
を施して、第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形状を
有する下側レンズ部３２を形成し、その後、（ロ）下側
レンズ部３２の上に第２の熱変形樹脂層４０を形成した
後、第２の熱変形樹脂層４０をパターニングして下側レ
ンズ部３２の所定領域上に第２の熱変形樹脂層４０を残
し、次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂
層４０から所定のレンズ形状を有する上側レンズ部４２
を形成することによって作製することができる。
は、第１の態様のオンチップマイクロレンズの作製方法
によって作製することができる。即ち、（イ）下地材料
層２０上に第１の熱変形樹脂層３０を形成した後、第１
の熱変形樹脂層３０をパターニングし、次いで加熱処理
を施して、第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形状を
有する下側レンズ部３２を形成し、その後、（ロ）下側
レンズ部３２の上に第２の熱変形樹脂層４０を形成した
後、第２の熱変形樹脂層４０をパターニングして下側レ
ンズ部３２の所定領域上に第２の熱変形樹脂層４０を残
し、次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂
層４０から所定のレンズ形状を有する上側レンズ部４２
を形成することによって作製することができる。
【００５０】以下、模式的な断面図である図３及び図４
を参照して、実施例−１のオンチップマイクロレンズの
作製方法を説明する。尚、図３、図４及び図５におい
て、縦方向断面とは、図１の線ＩＩ（Ａ）−ＩＩ（Ａ）
に沿ったオンチップマイクロレンズの断面を意味する。
また、図３、図４及び図５において、横方向断面とは、
図１の線ＩＩ（Ｂ）−ＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップマ
イクロレンズの断面を意味する。
を参照して、実施例−１のオンチップマイクロレンズの
作製方法を説明する。尚、図３、図４及び図５におい
て、縦方向断面とは、図１の線ＩＩ（Ａ）−ＩＩ（Ａ）
に沿ったオンチップマイクロレンズの断面を意味する。
また、図３、図４及び図５において、横方向断面とは、
図１の線ＩＩ（Ｂ）−ＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップマ
イクロレンズの断面を意味する。
【００５１】［工程−１００］
受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成された
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する（図３の（Ａ）参照）。かかる
透明平坦化層２０が下地材料層に相当し、透明樹脂から
構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために形成さ
れている。
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する（図３の（Ａ）参照）。かかる
透明平坦化層２０が下地材料層に相当し、透明樹脂から
構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために形成さ
れている。
【００５２】［工程−１１０］
次に、透明平坦化層２０の表面に、オンチップマイクロ
レンズの材料である第１の熱変形樹脂層３０を形成する
（図３の（Ｂ）参照）。かかる第１の熱変形樹脂層３０
は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。
レンズの材料である第１の熱変形樹脂層３０を形成する
（図３の（Ｂ）参照）。かかる第１の熱変形樹脂層３０
は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。
【００５３】［工程−１２０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第１の
熱変形樹脂層３０を帯状にパターニングして、少なくと
も受光部分１０の上方に帯状の第１の熱変形樹脂層３０
を形成する（図３の（Ｃ）参照）。
熱変形樹脂層３０を帯状にパターニングして、少なくと
も受光部分１０の上方に帯状の第１の熱変形樹脂層３０
を形成する（図３の（Ｃ）参照）。
【００５４】［工程−１３０］
その後、加熱処理を施し、帯状にパターニングされた第
１の熱変形樹脂層３０を変形（リフロー）させて、少な
くとも受光部分１０の上方に円筒レンズ形状の下側レン
ズ部３２を形成する。その後、全面を保護膜３４で被覆
する（図４の（Ａ）参照）。尚、下側レンズ部３２の母
線の方向は図１の縦方向である。
１の熱変形樹脂層３０を変形（リフロー）させて、少な
くとも受光部分１０の上方に円筒レンズ形状の下側レン
ズ部３２を形成する。その後、全面を保護膜３４で被覆
する（図４の（Ａ）参照）。尚、下側レンズ部３２の母
線の方向は図１の縦方向である。
【００５５】［工程−１４０］
次に、全面に、オンチップマイクロレンズの材料である
第２の熱変形樹脂層４０を形成する（図４の（Ｂ）参
照）。かかる第２の熱変形樹脂層４０は、フォトレジス
ト等の熱変形樹脂から成る。
第２の熱変形樹脂層４０を形成する（図４の（Ｂ）参
照）。かかる第２の熱変形樹脂層４０は、フォトレジス
ト等の熱変形樹脂から成る。
【００５６】［工程−１５０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第２の
熱変形樹脂層４０を楕円形にパターニングする（図４の
（Ｃ）参照）。楕円形のパターンは、円筒レンズ形状の
下側レンズ部３２の上に形成される。実施例−１におい
ては、各々の下側レンズ部３２上の同じ位置（領域）に
第２の熱変形樹脂層４０を形成した。
熱変形樹脂層４０を楕円形にパターニングする（図４の
（Ｃ）参照）。楕円形のパターンは、円筒レンズ形状の
下側レンズ部３２の上に形成される。実施例−１におい
ては、各々の下側レンズ部３２上の同じ位置（領域）に
第２の熱変形樹脂層４０を形成した。
【００５７】［工程−１６０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第２の熱変形樹脂層４０を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部３２の上にドーム形状の上側レンズ部４２を
形成する。次いで、全面を保護膜４４で被覆する。こう
して、図１及び図２に示したオンチップマイクロレンズ
を作製することができる。下側及び上側レンズ部３２，
４２が垂直方向に組み合わされており、下側レンズ部３
２の形状は円筒状であり、上側レンズ部４２の形状はド
ーム状である。下側及び上側レンズ部３２，４２は熱変
形樹脂層３０，４０から構成されている。
第２の熱変形樹脂層４０を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部３２の上にドーム形状の上側レンズ部４２を
形成する。次いで、全面を保護膜４４で被覆する。こう
して、図１及び図２に示したオンチップマイクロレンズ
を作製することができる。下側及び上側レンズ部３２，
４２が垂直方向に組み合わされており、下側レンズ部３
２の形状は円筒状であり、上側レンズ部４２の形状はド
ーム状である。下側及び上側レンズ部３２，４２は熱変
形樹脂層３０，４０から構成されている。
【００５８】下側レンズ部３２の形状が円筒状であるた
め、下側レンズ部３２に関しては、母線方向を含む面内
では屈折作用がなく、母線に垂直な面内では屈折作用を
有する。従って、下側及び上側レンズ部３２，４２が組
み合わされたオンチップマイクロレンズにおいては、母
線方向を含む面内（図１の縦方向）における焦点距離
と、母線に垂直な面内（図１の横方向）における焦点距
離を変えることができる。
め、下側レンズ部３２に関しては、母線方向を含む面内
では屈折作用がなく、母線に垂直な面内では屈折作用を
有する。従って、下側及び上側レンズ部３２，４２が組
み合わされたオンチップマイクロレンズにおいては、母
線方向を含む面内（図１の縦方向）における焦点距離
と、母線に垂直な面内（図１の横方向）における焦点距
離を変えることができる。
【００５９】それ故、例えば、受光部分の横方向及び縦
方向の集光効率が最適となるように、オンチップマイク
ロレンズの焦点距離を設計することが可能になる。その
結果、図５に模式的に図示するように、オンチップマイ
クロレンズによって、受光部分の横方向及び縦方向にお
ける集光を効果的に行うことができ、ケラレの発生を効
果的に防止することができる。
方向の集光効率が最適となるように、オンチップマイク
ロレンズの焦点距離を設計することが可能になる。その
結果、図５に模式的に図示するように、オンチップマイ
クロレンズによって、受光部分の横方向及び縦方向にお
ける集光を効果的に行うことができ、ケラレの発生を効
果的に防止することができる。
【００６０】（実施例−２）
実施例−２のオンチップマイクロレンズも、垂直方向に
組み合わされた２つのレンズ部を有し、実施例−１と同
様に、下側レンズ部の形状は円筒状であり、上側レンズ
部の形状はドーム状である。実施例−１におけるオンチ
ップマイクロレンズが熱変形樹脂層から形成されるのに
対して、実施例−２においては、オンチップマイクロレ
ンズの下側及び上側レンズ部はレンズ材層から形成され
る。第１及び第２の熱変形樹脂層は、レンズ材層のエッ
チング時のマスクとして機能する。
組み合わされた２つのレンズ部を有し、実施例−１と同
様に、下側レンズ部の形状は円筒状であり、上側レンズ
部の形状はドーム状である。実施例−１におけるオンチ
ップマイクロレンズが熱変形樹脂層から形成されるのに
対して、実施例−２においては、オンチップマイクロレ
ンズの下側及び上側レンズ部はレンズ材層から形成され
る。第１及び第２の熱変形樹脂層は、レンズ材層のエッ
チング時のマスクとして機能する。
【００６１】実施例−２のオンチップマイクロレンズに
おける、受光部分１０と下側レンズ部６０と上側レンズ
部６２の配置関係を図６の平面図に模式的に示す。尚、
図６において、受光部分１０を破線で示した。下側レン
ズ部６０の母線の方向は図６の縦方向である。
おける、受光部分１０と下側レンズ部６０と上側レンズ
部６２の配置関係を図６の平面図に模式的に示す。尚、
図６において、受光部分１０を破線で示した。下側レン
ズ部６０の母線の方向は図６の縦方向である。
【００６２】また、図６の線ＶＩＩ（Ａ）−ＶＩＩ
（Ａ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式
的な断面図を図７の（Ａ）に、図６の線ＶＩＩ（Ｂ）−
ＶＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つ
の模式的な断面図を図７の（Ｂ）に、図６の線ＶＩＩ
（Ｃ）−ＶＩＩ（Ｃ）に沿ったオンチップマイクロレン
ズの１つの模式的な断面図を図７の（Ｃ）に、それぞれ
示す。尚、図７の（Ａ）は縦方向の断面図であり、図７
の（Ｂ）及び（Ｃ）は横方向の断面図である。図７にお
いて、参照番号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光
部分、参照番号２０は下地材料層、参照番号２２はレン
ズ材層、参照番号６０は下側レンズ部、参照番 号６２は
上側レンズ部、参照番号６４は保護膜である。
（Ａ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの模式
的な断面図を図７の（Ａ）に、図６の線ＶＩＩ（Ｂ）−
ＶＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つ
の模式的な断面図を図７の（Ｂ）に、図６の線ＶＩＩ
（Ｃ）−ＶＩＩ（Ｃ）に沿ったオンチップマイクロレン
ズの１つの模式的な断面図を図７の（Ｃ）に、それぞれ
示す。尚、図７の（Ａ）は縦方向の断面図であり、図７
の（Ｂ）及び（Ｃ）は横方向の断面図である。図７にお
いて、参照番号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光
部分、参照番号２０は下地材料層、参照番号２２はレン
ズ材層、参照番号６０は下側レンズ部、参照番 号６２は
上側レンズ部、参照番号６４は保護膜である。
【００６３】実施例−２のオンチップマイクロレンズ
は、第２の態様のオンチップマイクロレンズの作製方法
によって作製することができる。即ち、（イ）レンズ材
層２２上に第１の熱変形樹脂層５０を形成した後、第１
の熱変形樹脂層５０をパターニングし、次いで加熱処理
を施して、第１の熱変形樹脂層５０を所定のレンズ形状
にし、次いで、（ロ）レンズ状の第１の熱変形樹脂層５
０の上に第２の熱変形樹脂層５２を形成した後、第２の
熱変形樹脂層５２をパターニングして第１の熱変形樹脂
層５０の所定領域上に第２の熱変形樹脂層５２を残し、
次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂層５
２を所定のレンズ形状にし、その後、（ハ）垂直方向に
組み合わされた第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２
をマスクとして、レンズ材層２２をエッチングすること
によって作製することができる。
は、第２の態様のオンチップマイクロレンズの作製方法
によって作製することができる。即ち、（イ）レンズ材
層２２上に第１の熱変形樹脂層５０を形成した後、第１
の熱変形樹脂層５０をパターニングし、次いで加熱処理
を施して、第１の熱変形樹脂層５０を所定のレンズ形状
にし、次いで、（ロ）レンズ状の第１の熱変形樹脂層５
０の上に第２の熱変形樹脂層５２を形成した後、第２の
熱変形樹脂層５２をパターニングして第１の熱変形樹脂
層５０の所定領域上に第２の熱変形樹脂層５２を残し、
次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂層５
２を所定のレンズ形状にし、その後、（ハ）垂直方向に
組み合わされた第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２
をマスクとして、レンズ材層２２をエッチングすること
によって作製することができる。
【００６４】以下、模式的な断面図である図８及び図９
を参照して、実施例−２のオンチップマイクロレンズの
作製方法を説明する。尚、図８及び図９において、縦方
向断面とは、図６の線ＶＩＩ（Ａ）−ＶＩＩ（Ａ）に沿
ったオンチップマイクロレンズの断面を意味する。ま
た、図８及び図９において、横方向断面とは、図６の線
ＶＩＩ（Ｂ）−ＶＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップマイク
ロレンズの断面を意味する。
を参照して、実施例−２のオンチップマイクロレンズの
作製方法を説明する。尚、図８及び図９において、縦方
向断面とは、図６の線ＶＩＩ（Ａ）−ＶＩＩ（Ａ）に沿
ったオンチップマイクロレンズの断面を意味する。ま
た、図８及び図９において、横方向断面とは、図６の線
ＶＩＩ（Ｂ）−ＶＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップマイク
ロレンズの断面を意味する。
【００６５】［工程−２００］
受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成された
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する。かかる透明平坦化層は透明樹
脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために
形成されている。次いで、透明平坦化層２０の上にレン
ズ材層２２を形成する（図８の（Ａ）参照）。このレン
ズ材層２２が後の工程で加工されてオンチップマイクロ
レンズとなる。
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する。かかる透明平坦化層は透明樹
脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために
形成されている。次いで、透明平坦化層２０の上にレン
ズ材層２２を形成する（図８の（Ａ）参照）。このレン
ズ材層２２が後の工程で加工されてオンチップマイクロ
レンズとなる。
【００６６】［工程−２１０］
次に、レンズ材層２２の表面に、第１の熱変形樹脂層５
０を形成する。かかる第１の熱変形樹脂層５０は、フォ
トレジスト等の熱変形樹脂から成る。次いで、従来のフ
ォトリソグラフィ技術によって第１の熱変形樹脂層５０
を帯状にパターニングして、少なくとも受光部分１０の
上方に帯状の第１の熱変形樹脂層５０を形成する（図８
の（Ｂ）参照）。
０を形成する。かかる第１の熱変形樹脂層５０は、フォ
トレジスト等の熱変形樹脂から成る。次いで、従来のフ
ォトリソグラフィ技術によって第１の熱変形樹脂層５０
を帯状にパターニングして、少なくとも受光部分１０の
上方に帯状の第１の熱変形樹脂層５０を形成する（図８
の（Ｂ）参照）。
【００６７】［工程−２２０］
その後、加熱処理を施し、帯状にパターニングされた第
１の熱変形樹脂層５０を変形（リフロー）させて、少な
くとも受光部分１０の上方に円筒レンズ形状の第１の熱
変形樹脂層５０を形成する（図８の（Ｃ）参照）。尚、
円筒レンズ形状の第１の熱変形樹脂層５０の母線の方向
は図６の縦方向である。
１の熱変形樹脂層５０を変形（リフロー）させて、少な
くとも受光部分１０の上方に円筒レンズ形状の第１の熱
変形樹脂層５０を形成する（図８の（Ｃ）参照）。尚、
円筒レンズ形状の第１の熱変形樹脂層５０の母線の方向
は図６の縦方向である。
【００６８】［工程−２３０］
次に、全面に、第２の熱変形樹脂層５２を形成する。か
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。次いで、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする（図９の（Ａ）参照）。楕円形のパターン
は、第１の熱変形樹脂層５０の上に形成される。実施例
−２においては、各熱変形樹脂層５０上の同じ位置（領
域）に第２の熱変形樹脂層５２を形成した。
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。次いで、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする（図９の（Ａ）参照）。楕円形のパターン
は、第１の熱変形樹脂層５０の上に形成される。実施例
−２においては、各熱変形樹脂層５０上の同じ位置（領
域）に第２の熱変形樹脂層５２を形成した。
【００６９】［工程−２４０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、第
１の熱変形樹脂層５０の上にドーム形状の第２の熱変形
樹脂層５２を形成する（図９の（Ｂ）参照）。この加熱
処理時、第１の熱変形樹脂層５０の熱変形が生じないよ
うに、第２の熱変形樹脂層の加熱処理条件を選択する。
あるいは又、この加熱処理時、第１の熱変形樹脂層５０
の熱変形が生じないように、第１及び第２の熱変形樹脂
層を構成する材料を選択する。
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、第
１の熱変形樹脂層５０の上にドーム形状の第２の熱変形
樹脂層５２を形成する（図９の（Ｂ）参照）。この加熱
処理時、第１の熱変形樹脂層５０の熱変形が生じないよ
うに、第２の熱変形樹脂層の加熱処理条件を選択する。
あるいは又、この加熱処理時、第１の熱変形樹脂層５０
の熱変形が生じないように、第１及び第２の熱変形樹脂
層を構成する材料を選択する。
【００７０】［工程−２５０］
次いで、垂直方向に組み合わされた第１及び第２の熱変
形樹脂層５０，５２をマスクとして、レンズ材層２２の
垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、
例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチングとする
ことができる。これによって、レンズ材層２２は、第１
及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図９の（Ｃ）に示
す。第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の全部又は
一部が除去され、レンズ材層２２が所定の形状に加工さ
れた時点でエッチングを終了させる。
形樹脂層５０，５２をマスクとして、レンズ材層２２の
垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、
例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチングとする
ことができる。これによって、レンズ材層２２は、第１
及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図９の（Ｃ）に示
す。第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の全部又は
一部が除去され、レンズ材層２２が所定の形状に加工さ
れた時点でエッチングを終了させる。
【００７１】こうして、レンズ材層２２から成り、垂直
方向に組み合わされた下側レンズ部６０及び上側レンズ
部６２を有するオンチップマイクロレンズが形成され
る。２つのレンズ形状が組み合わされた熱変形樹脂層が
エッチング時のマスクとして機能する。形成された実施
例−２のオンチップマイクロレンズにおいては、下側レ
ンズ部６０の母線方向を含む面内（図６の縦方向）にお
ける焦点距離と、母線に垂直な面内（図６の横方向）に
おける焦点距離を変えることができる。
方向に組み合わされた下側レンズ部６０及び上側レンズ
部６２を有するオンチップマイクロレンズが形成され
る。２つのレンズ形状が組み合わされた熱変形樹脂層が
エッチング時のマスクとして機能する。形成された実施
例−２のオンチップマイクロレンズにおいては、下側レ
ンズ部６０の母線方向を含む面内（図６の縦方向）にお
ける焦点距離と、母線に垂直な面内（図６の横方向）に
おける焦点距離を変えることができる。
【００７２】それ故、例えば、受光部分の横方向及び縦
方向の集光効率が最適となるように、オンチップマイク
ロレンズの焦点距離を設計することが可能になる。その
結果、オンチップマイクロレンズによって、受光部分の
横方向及び縦方向における集光を効果的に行うことがで
き、ケラレの発生を効果的に防止することができる。
方向の集光効率が最適となるように、オンチップマイク
ロレンズの焦点距離を設計することが可能になる。その
結果、オンチップマイクロレンズによって、受光部分の
横方向及び縦方向における集光を効果的に行うことがで
き、ケラレの発生を効果的に防止することができる。
【００７３】（実施例−３）
実施例−３のオンチップマイクロレンズは、実施例−２
で説明したオンチップマイクロレンズと概ね同様の構造
を有するが、その作製方法、及び上側レンズ部の材質が
異なる。第１の熱変形樹脂層は、第１のレンズ部を形成
するためのレンズ材層のエッチング時、マスクとして機
能する。第２の熱変形樹脂層は上側レンズ部を構成す
る。
で説明したオンチップマイクロレンズと概ね同様の構造
を有するが、その作製方法、及び上側レンズ部の材質が
異なる。第１の熱変形樹脂層は、第１のレンズ部を形成
するためのレンズ材層のエッチング時、マスクとして機
能する。第２の熱変形樹脂層は上側レンズ部を構成す
る。
【００７４】実施例−３のオンチップマイクロレンズ
は、第３の態様のオンチップマイクロレンズの作製方法
によって作製することができる。即ち、（イ）レンズ材
層２２上に第１の熱変形樹脂層５０を形成した後、第１
の熱変形樹脂層５０をパターニングし、次いで加熱処理
を施して、第１の熱変形樹脂層５０を所定のレンズ形状
とし、次いで、（ロ）第１の熱変形樹脂層５０をマスク
として、レンズ材層２２をエッチングして、レンズ材層
２２から下側レンズ部６０を形成し、その後、（ハ）下
側レンズ部６０の上に第２の熱変形樹脂層５２を形成し
た後、第２の熱変形樹脂層５２をパターニングして下側
レンズ部６０の所定領域上に第２の熱変形樹脂層５２を
残し、次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹
脂層５２を所定のレンズ形状にすることによって作製す
ることができる。
は、第３の態様のオンチップマイクロレンズの作製方法
によって作製することができる。即ち、（イ）レンズ材
層２２上に第１の熱変形樹脂層５０を形成した後、第１
の熱変形樹脂層５０をパターニングし、次いで加熱処理
を施して、第１の熱変形樹脂層５０を所定のレンズ形状
とし、次いで、（ロ）第１の熱変形樹脂層５０をマスク
として、レンズ材層２２をエッチングして、レンズ材層
２２から下側レンズ部６０を形成し、その後、（ハ）下
側レンズ部６０の上に第２の熱変形樹脂層５２を形成し
た後、第２の熱変形樹脂層５２をパターニングして下側
レンズ部６０の所定領域上に第２の熱変形樹脂層５２を
残し、次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹
脂層５２を所定のレンズ形状にすることによって作製す
ることができる。
【００７５】以下、模式的な断面図である図１０を参照
して、実施例−３のオンチップマイクロレンズの作製方
法を説明する。尚、図１０において、縦方向断面とは、
図６の線ＶＩＩ（Ａ）−ＶＩＩ（Ａ）に沿ったオンチッ
プマイクロレンズの断面を意味する。また、横方向断面
とは、図６の線ＶＩＩ（Ｂ）−ＶＩＩ（Ｂ）に沿ったオ
ンチップマイクロレンズの断面を意味する。
して、実施例−３のオンチップマイクロレンズの作製方
法を説明する。尚、図１０において、縦方向断面とは、
図６の線ＶＩＩ（Ａ）−ＶＩＩ（Ａ）に沿ったオンチッ
プマイクロレンズの断面を意味する。また、横方向断面
とは、図６の線ＶＩＩ（Ｂ）−ＶＩＩ（Ｂ）に沿ったオ
ンチップマイクロレンズの断面を意味する。
【００７６】［工程−３００］
受光部分１０や電荷転送部分が形成された固体撮像素子
１上に、透明平坦化層２０を形成し、次いで、その上に
レンズ材層２２を形成する。このレンズ材層２２が後の
工程で加工されてオンチップマイクロレンズの一部分と
なる。次に、レンズ材層２２の表面に、第１の熱変形樹
脂層５０を形成した後、従来のフォトリソグラフィ技術
によって第１の熱変形樹脂層５０を帯状にパターニング
して、少なくとも受光部分１０の上方に帯状の第１の熱
変形樹脂層５０を形成する。その後、加熱処理を施し、
帯状にパターニングされた第１の熱変形樹脂層５０を変
形（リフロー）させて、少なくとも受光部分１０の上方
に円筒レンズ形状の第１の熱変形樹脂層５０を形成する
（図８の（Ｃ）参照）。以上の工程は、実施例−２の
［工程−２００］から［工程−２２０］と同様とするこ
とができる。
１上に、透明平坦化層２０を形成し、次いで、その上に
レンズ材層２２を形成する。このレンズ材層２２が後の
工程で加工されてオンチップマイクロレンズの一部分と
なる。次に、レンズ材層２２の表面に、第１の熱変形樹
脂層５０を形成した後、従来のフォトリソグラフィ技術
によって第１の熱変形樹脂層５０を帯状にパターニング
して、少なくとも受光部分１０の上方に帯状の第１の熱
変形樹脂層５０を形成する。その後、加熱処理を施し、
帯状にパターニングされた第１の熱変形樹脂層５０を変
形（リフロー）させて、少なくとも受光部分１０の上方
に円筒レンズ形状の第１の熱変形樹脂層５０を形成する
（図８の（Ｃ）参照）。以上の工程は、実施例−２の
［工程−２００］から［工程−２２０］と同様とするこ
とができる。
【００７７】［工程−３１０］
次に、第１の熱変形樹脂層５０をマスクとして、レンズ
材層２２の垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッ
チングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチ
ングとすることができる。これによって、レンズ材層２
２は、第１の熱変形樹脂層５０の形状を反映しながらエ
ッチングされていく。この状態を図１０の（Ａ）に示
す。第１の熱変形樹脂層５０の全部又は一部が除去さ
れ、レンズ材層２２が所定の形状に加工された時点でエ
ッチングを終了させる。こうして、レンズ材層２２に下
側レンズ部６０が形成される。
材層２２の垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッ
チングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチ
ングとすることができる。これによって、レンズ材層２
２は、第１の熱変形樹脂層５０の形状を反映しながらエ
ッチングされていく。この状態を図１０の（Ａ）に示
す。第１の熱変形樹脂層５０の全部又は一部が除去さ
れ、レンズ材層２２が所定の形状に加工された時点でエ
ッチングを終了させる。こうして、レンズ材層２２に下
側レンズ部６０が形成される。
【００７８】［工程−３２０］
次に、全面に、第２の熱変形樹脂層５２を形成する。か
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。尚、実施例−３においては、第２の
熱変形樹脂層５２はオンチップマイクロレンズの上側レ
ンズ部を構成する。次いで、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする。楕円形のパターンは、下側レンズ部６０の
上に形成される。実施例−３においては、各下側レンズ
部６０上の同じ位置（領域）に第２の熱変形樹脂層５２
を形成した。
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。尚、実施例−３においては、第２の
熱変形樹脂層５２はオンチップマイクロレンズの上側レ
ンズ部を構成する。次いで、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする。楕円形のパターンは、下側レンズ部６０の
上に形成される。実施例−３においては、各下側レンズ
部６０上の同じ位置（領域）に第２の熱変形樹脂層５２
を形成した。
【００７９】［工程−３３０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部６０の上にドーム形状の第２の熱変形樹脂層
５２を形成する（図１０の（Ｂ）参照）。このドーム形
状の第２の熱変形樹脂層５２が上側レンズ部６２に相当
する。次いで、全面に保護膜（図示せず）を形成する。
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部６０の上にドーム形状の第２の熱変形樹脂層
５２を形成する（図１０の（Ｂ）参照）。このドーム形
状の第２の熱変形樹脂層５２が上側レンズ部６２に相当
する。次いで、全面に保護膜（図示せず）を形成する。
【００８０】こうして、レンズ材層２２から構成された
下側レンズ部６０と、第２の熱変形樹脂層５２から構成
された上側レンズ部６２を有し、これらのレンズ部が垂
直方向に組み合わされたオンチップマイクロレンズが作
製できる。
下側レンズ部６０と、第２の熱変形樹脂層５２から構成
された上側レンズ部６２を有し、これらのレンズ部が垂
直方向に組み合わされたオンチップマイクロレンズが作
製できる。
【００８１】（実施例−４）
実施例−４は実施例−３で説明したオンチップマイクロ
レンズの作製方法の変形である。実施例−４において
は、実施例−３で説明した工程に、更に、第２の熱変形
樹脂層５２をマスクとして、レンズ材層２２をエッチン
グして、レンズ材層２２から上側レンズ部６２を形成す
る工程が含まれる。実施例−４においては、第１及び第
２の熱変形樹脂層は、レンズ材層のエッチング時のマス
クとして機能する。上側レンズ部６２は、レンズ材層２
２から構成される。
レンズの作製方法の変形である。実施例−４において
は、実施例−３で説明した工程に、更に、第２の熱変形
樹脂層５２をマスクとして、レンズ材層２２をエッチン
グして、レンズ材層２２から上側レンズ部６２を形成す
る工程が含まれる。実施例−４においては、第１及び第
２の熱変形樹脂層は、レンズ材層のエッチング時のマス
クとして機能する。上側レンズ部６２は、レンズ材層２
２から構成される。
【００８２】実施例−４においては、実施例−３の［工
程−３００］から［工程−３３０］までは同様の工程を
経る。［工程−３３０］の後、以下に説明する工程が追
加される。
程−３００］から［工程−３３０］までは同様の工程を
経る。［工程−３３０］の後、以下に説明する工程が追
加される。
【００８３】［工程−４００］
［工程−３３０］の後、第２の熱変形樹脂層５２をマス
クとして、レンズ材層２２の垂直方向の選択的なエッチ
ングを行う。エッチングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ
等の異方性エッチングとすることができる。これによっ
て、レンズ材層２２は、下側レンズ部６０の形状及び第
２の熱変形樹脂層５２の形状を反映しながらエッチング
されていく。この状態を図１１に示す。第２の熱変形樹
脂層５２の全部又は一部が除去され、レンズ材層２２が
所定の形状に加工された時点でエッチングを終了させ
る。こうして、垂直方向に組み合わされた下側レンズ部
６０及び上側レンズ部６２を有するオンチップマイクロ
レンズが形成される。その後、全面に保護膜（図示せ
ず）を形成する。実施例−４においては、実施例−３と
異なり、下側及び上側レンズ部６０，６２は、レンズ材
層２２から成る。
クとして、レンズ材層２２の垂直方向の選択的なエッチ
ングを行う。エッチングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ
等の異方性エッチングとすることができる。これによっ
て、レンズ材層２２は、下側レンズ部６０の形状及び第
２の熱変形樹脂層５２の形状を反映しながらエッチング
されていく。この状態を図１１に示す。第２の熱変形樹
脂層５２の全部又は一部が除去され、レンズ材層２２が
所定の形状に加工された時点でエッチングを終了させ
る。こうして、垂直方向に組み合わされた下側レンズ部
６０及び上側レンズ部６２を有するオンチップマイクロ
レンズが形成される。その後、全面に保護膜（図示せ
ず）を形成する。実施例−４においては、実施例−３と
異なり、下側及び上側レンズ部６０，６２は、レンズ材
層２２から成る。
【００８４】（実施例−５）
実施例−５は、複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイに関する。実施
例−５のオンチップマイクロレンズの模式的な平面図を
図１２に示す。実施例−５のオンチップマイクロレンズ
アレイの少なくとも周辺部において、オンチップマイク
ロレンズは垂直方向に組み合わされた２つのレンズ部３
２，４２を有する。下側レンズ部３２及び上側レンズ部
４２の形状はドーム状である。下側レンズ部３２及び上
側レンズ部４２は熱変形樹脂層から構成される。
されたオンチップマイクロレンズアレイに関する。実施
例−５のオンチップマイクロレンズの模式的な平面図を
図１２に示す。実施例−５のオンチップマイクロレンズ
アレイの少なくとも周辺部において、オンチップマイク
ロレンズは垂直方向に組み合わされた２つのレンズ部３
２，４２を有する。下側レンズ部３２及び上側レンズ部
４２の形状はドーム状である。下側レンズ部３２及び上
側レンズ部４２は熱変形樹脂層から構成される。
【００８５】受光部分１０と下側レンズ部３２と上側レ
ンズ部４２の配置関係を図１２の（Ｂ）〜（Ｅ）に示
す。尚、図１２において、受光部分１０を破線で示し
た。また、下側レンズ部３２を明確に表示するため実線
で示した。図１２の（Ａ）において、参照番号７０Ａで
示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロレンズアレ
イの中央部に相当し、参照番号７０Ｃあるいは参照番号
７０Ｄで示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロレ
ンズアレイの周辺部に相当する。また、参照番号７０Ｂ
で示す円で囲まれた領域はオンチップマイクロレンズア
レイの中間部に相当する。尚、図１２の（Ａ）中、オン
チップマイクロレンズの図示は省略した。
ンズ部４２の配置関係を図１２の（Ｂ）〜（Ｅ）に示
す。尚、図１２において、受光部分１０を破線で示し
た。また、下側レンズ部３２を明確に表示するため実線
で示した。図１２の（Ａ）において、参照番号７０Ａで
示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロレンズアレ
イの中央部に相当し、参照番号７０Ｃあるいは参照番号
７０Ｄで示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロレ
ンズアレイの周辺部に相当する。また、参照番号７０Ｂ
で示す円で囲まれた領域はオンチップマイクロレンズア
レイの中間部に相当する。尚、図１２の（Ａ）中、オン
チップマイクロレンズの図示は省略した。
【００８６】図１２の（Ｂ）に、参照番号７０Ａで示す
円で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面
図を示す。図１２の（Ｃ）に、参照番号７０Ｂで示す円
で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図
を示す。図１２の（Ｄ）に、参照番号７０Ｃで示す円で
囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を
示す。図１２の（Ｅ）に、参照番号７０Ｄで示す円で囲
まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を示
す。
円で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面
図を示す。図１２の（Ｃ）に、参照番号７０Ｂで示す円
で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図
を示す。図１２の（Ｄ）に、参照番号７０Ｃで示す円で
囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を
示す。図１２の（Ｅ）に、参照番号７０Ｄで示す円で囲
まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を示
す。
【００８７】図１２の（Ｂ）の線ＸＩＩＩ（Ａ）−ＸＩ
ＩＩ（Ａ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの
模式的な断面図を図１３の（Ａ）に、図１２の（Ｄ）の
線ＸＩＩＩ（Ｂ）−ＸＩＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップ
マイクロレンズの１つの模式的な断面図を図１３の
（Ｂ）に、それぞれ示す。尚、図１３において、参照番
号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参照番
号２０は下地材料層、参照番号３２は下側レンズ部、参
照番号４２は上側レンズ部、参照番号３４及び参照番号
４４は保護膜である。
ＩＩ（Ａ）に沿ったオンチップマイクロレンズの１つの
模式的な断面図を図１３の（Ａ）に、図１２の（Ｄ）の
線ＸＩＩＩ（Ｂ）−ＸＩＩＩ（Ｂ）に沿ったオンチップ
マイクロレンズの１つの模式的な断面図を図１３の
（Ｂ）に、それぞれ示す。尚、図１３において、参照番
号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参照番
号２０は下地材料層、参照番号３２は下側レンズ部、参
照番号４２は上側レンズ部、参照番号３４及び参照番号
４４は保護膜である。
【００８８】実施例−５のオンチップマイクロレンズア
レイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイクロ
レンズは、実施例−１で説明した方法と実質的に同様の
方法で作製することができる。
レイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイクロ
レンズは、実施例−１で説明した方法と実質的に同様の
方法で作製することができる。
【００８９】実施例−５のオンチップマイクロレンズア
レイの中央部に位置するオンチップマイクロレンズは、
例えば、下地材料層２０上に第１の熱変形樹脂層３０を
形成した後、第１の熱変形樹脂層３０をパターニング
し、次いで加熱処理を施して、第１の熱変形樹脂層３０
から所定のレンズ形状を有する下側レンズ部３２を形成
することによって作製することができる。
レイの中央部に位置するオンチップマイクロレンズは、
例えば、下地材料層２０上に第１の熱変形樹脂層３０を
形成した後、第１の熱変形樹脂層３０をパターニング
し、次いで加熱処理を施して、第１の熱変形樹脂層３０
から所定のレンズ形状を有する下側レンズ部３２を形成
することによって作製することができる。
【００９０】オンチップマイクロレンズアレイの中央部
７０Ａから周辺部７０Ｃ，７０Ｄ等に向かってオンチッ
プマイクロレンズの焦点距離が変化している。具体的に
は、オンチップマイクロレンズアレイの中心点と１つの
オンチップマイクロレンズの中心点（１つのオンチップ
マイクロレンズの平面射影図形における重心点）を含む
平面でこのオンチップマイクロレンズを垂直に切断した
と仮定する。そして、この切断面（以下、仮想切断面と
もいう）における、オンチップマイクロレンズアレイの
中心点から遠い方のオンチップマイクロレンズの領域に
おける焦点距離ｆbが、オンチップマイクロレンズの中
心点に近いオンチップマイクロレンズの領域における焦
点距離ｆ aよりも短い。
７０Ａから周辺部７０Ｃ，７０Ｄ等に向かってオンチッ
プマイクロレンズの焦点距離が変化している。具体的に
は、オンチップマイクロレンズアレイの中心点と１つの
オンチップマイクロレンズの中心点（１つのオンチップ
マイクロレンズの平面射影図形における重心点）を含む
平面でこのオンチップマイクロレンズを垂直に切断した
と仮定する。そして、この切断面（以下、仮想切断面と
もいう）における、オンチップマイクロレンズアレイの
中心点から遠い方のオンチップマイクロレンズの領域に
おける焦点距離ｆbが、オンチップマイクロレンズの中
心点に近いオンチップマイクロレンズの領域における焦
点距離ｆ aよりも短い。
【００９１】オンチップマイクロレンズアレイを構成す
るオンチップマイクロレンズの数を適宜設定することが
できる。オンチップマイクロレンズアレイの中央部から
周辺部に向かって、ｆb／ｆaの値を概ね漸次減少させて
もよい。あるいは又、オンチップマイクロレンズアレイ
を複数の領域に分け、各領域におけるｆb／ｆaを概ね一
定とし、各領域がオンチップマイクロレンズアレイの中
心点から離れるに従い、ｆb／ｆaの値を小さくすること
もできる。ｆb／ｆaの減少割合は、オンチップマイクロ
レンズの集光点が受光部分の外側に大幅にずれないよう
に、適宜設定することができる。
るオンチップマイクロレンズの数を適宜設定することが
できる。オンチップマイクロレンズアレイの中央部から
周辺部に向かって、ｆb／ｆaの値を概ね漸次減少させて
もよい。あるいは又、オンチップマイクロレンズアレイ
を複数の領域に分け、各領域におけるｆb／ｆaを概ね一
定とし、各領域がオンチップマイクロレンズアレイの中
心点から離れるに従い、ｆb／ｆaの値を小さくすること
もできる。ｆb／ｆaの減少割合は、オンチップマイクロ
レンズの集光点が受光部分の外側に大幅にずれないよう
に、適宜設定することができる。
【００９２】以下、オンチップマイクロレンズアレイの
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図１４及び図１５を参照して、実施例−５
のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図１４、図１５及び図１６において、図１２の
（Ｄ）の線ＸＩＩＩ（Ｂ）−ＸＩＩＩ（Ｂ）に沿った１
つのオンチップマイクロレンズの模式的な断面を示す。
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図１４及び図１５を参照して、実施例−５
のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図１４、図１５及び図１６において、図１２の
（Ｄ）の線ＸＩＩＩ（Ｂ）−ＸＩＩＩ（Ｂ）に沿った１
つのオンチップマイクロレンズの模式的な断面を示す。
【００９３】［工程−５００］
受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成された
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する（図１４の（Ａ）参照）。かか
る透明平坦化層２０が下地材料層に相当し、透明樹脂か
ら構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために形成
されている。
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する（図１４の（Ａ）参照）。かか
る透明平坦化層２０が下地材料層に相当し、透明樹脂か
ら構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために形成
されている。
【００９４】［工程−５１０］
次に、透明平坦化層２０の表面に、オンチップマイクロ
レンズの材料である第１の熱変形樹脂層３０を形成する
（図１４の（Ｂ）参照）。かかる第１の熱変形樹脂層３
０は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。
レンズの材料である第１の熱変形樹脂層３０を形成する
（図１４の（Ｂ）参照）。かかる第１の熱変形樹脂層３
０は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。
【００９５】［工程−５２０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第１の
熱変形樹脂層３０を楕円形にパターニングし、少なくと
も受光部分１０の上方に、楕円形にパターニングされた
第１の熱変形樹脂層３０を形成する（図１４の（Ｃ）参
照）。
熱変形樹脂層３０を楕円形にパターニングし、少なくと
も受光部分１０の上方に、楕円形にパターニングされた
第１の熱変形樹脂層３０を形成する（図１４の（Ｃ）参
照）。
【００９６】［工程−５３０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第１の熱変形樹脂層３０を変形（リフロー）させて、少
なくとも受光部分１０の上方にドーム状の下側レンズ部
３２を形成する。その後、全面を保護膜３４で被覆する
（図１５の（Ａ）参照）。
第１の熱変形樹脂層３０を変形（リフロー）させて、少
なくとも受光部分１０の上方にドーム状の下側レンズ部
３２を形成する。その後、全面を保護膜３４で被覆する
（図１５の（Ａ）参照）。
【００９７】［工程−５４０］
次に、全面に、オンチップマイクロレンズの材料である
第２の熱変形樹脂層４０を形成する。かかる第２の熱変
形樹脂層４０は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成
る。
第２の熱変形樹脂層４０を形成する。かかる第２の熱変
形樹脂層４０は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成
る。
【００９８】［工程−５５０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第２の
熱変形樹脂層４０を楕円形にパターニングする（図１５
の（Ｂ）参照）。楕円形のパターンは、ドーム形状の下
側レンズ部３２の上に形成される。
熱変形樹脂層４０を楕円形にパターニングする（図１５
の（Ｂ）参照）。楕円形のパターンは、ドーム形状の下
側レンズ部３２の上に形成される。
【００９９】実施例−５においては、オンチップマイク
ロレンズアレイの中心点から遠い方のレンズ部３２の領
域３２Ｂ上に第２の熱変形樹脂層４０を形成した。尚、
オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分け、
各領域内においては、下側レンズ部３２の領域３２Ｂ上
の第２の熱変形樹脂層４０の大きさを概ね等しくし、周
辺部に近いオンチップマイクロレンズアレイの領域ほど
第２の熱変形樹脂層４０の大きさを大きくした。あるい
は又、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周
辺部に向かうに従い、第２の熱変形樹脂層４０の大きさ
を漸次大きくすることもできる。オンチップマイクロレ
ンズアレイの中央部には第２の熱変形樹脂層４０を形成
しなくともよい。
ロレンズアレイの中心点から遠い方のレンズ部３２の領
域３２Ｂ上に第２の熱変形樹脂層４０を形成した。尚、
オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分け、
各領域内においては、下側レンズ部３２の領域３２Ｂ上
の第２の熱変形樹脂層４０の大きさを概ね等しくし、周
辺部に近いオンチップマイクロレンズアレイの領域ほど
第２の熱変形樹脂層４０の大きさを大きくした。あるい
は又、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周
辺部に向かうに従い、第２の熱変形樹脂層４０の大きさ
を漸次大きくすることもできる。オンチップマイクロレ
ンズアレイの中央部には第２の熱変形樹脂層４０を形成
しなくともよい。
【０１００】［工程−５６０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第２の熱変形樹脂層４０を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部３２の上にドーム形状の上側レンズ部４２を
形成する。次いで、全面を保護膜４４で被覆する。こう
して、図１２及び図１３に示したオンチップマイクロレ
ンズを作製することができる。
第２の熱変形樹脂層４０を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部３２の上にドーム形状の上側レンズ部４２を
形成する。次いで、全面を保護膜４４で被覆する。こう
して、図１２及び図１３に示したオンチップマイクロレ
ンズを作製することができる。
【０１０１】下側及び上側レンズ部が垂直方向に組み合
わされており、下側レンズ部３２及び上側レンズ部４２
の形状はドーム状である。オンチップマイクロレンズア
レイの中心点から遠いオンチップマイクロレンズの領域
３２Ｂにおける焦点距離ｆbは、オンチップマイクロレ
ンズの中心点に近いオンチップマイクロレンズの領域３
２Ａにおける焦点距離ｆaよりも短い。従って、下側及
び上側レンズ部が組み合わされたオンチップマイクロレ
ンズにおいては、オンチップマイクロレンズの仮想切断
面を含む平面における焦点距離と、かかる仮想切断面と
は異なる平面における焦点距離を変えることができる。
わされており、下側レンズ部３２及び上側レンズ部４２
の形状はドーム状である。オンチップマイクロレンズア
レイの中心点から遠いオンチップマイクロレンズの領域
３２Ｂにおける焦点距離ｆbは、オンチップマイクロレ
ンズの中心点に近いオンチップマイクロレンズの領域３
２Ａにおける焦点距離ｆaよりも短い。従って、下側及
び上側レンズ部が組み合わされたオンチップマイクロレ
ンズにおいては、オンチップマイクロレンズの仮想切断
面を含む平面における焦点距離と、かかる仮想切断面と
は異なる平面における焦点距離を変えることができる。
【０１０２】それ故、オンチップマイクロレンズアレイ
の中央部と周辺部における受光部分の集光効率が最適と
なるように、オンチップマイクロレンズアレイの各部分
（各領域）におけるオンチップマイクロレンズの焦点距
離を設計することが可能になる。その結果、図１６に模
式的に図示するように、オンチップマイクロレンズによ
って、オンチップマイクロレンズアレイの中央部と周辺
部における集光を効果的に行うことができ、ケラレの発
生を効果的に防止することができる。
の中央部と周辺部における受光部分の集光効率が最適と
なるように、オンチップマイクロレンズアレイの各部分
（各領域）におけるオンチップマイクロレンズの焦点距
離を設計することが可能になる。その結果、図１６に模
式的に図示するように、オンチップマイクロレンズによ
って、オンチップマイクロレンズアレイの中央部と周辺
部における集光を効果的に行うことができ、ケラレの発
生を効果的に防止することができる。
【０１０３】（実施例−６）
実施例−６も、実施例−５と同様の複数のオンチップマ
イクロレンズが配列されたオンチップマイクロレンズア
レイに関する。実施例−６のオンチップマイクロレンズ
アレイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイク
ロレンズは、実施例−２で説明した方法と実質的に同様
の方法で作製することができる。
イクロレンズが配列されたオンチップマイクロレンズア
レイに関する。実施例−６のオンチップマイクロレンズ
アレイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイク
ロレンズは、実施例−２で説明した方法と実質的に同様
の方法で作製することができる。
【０１０４】実施例−５におけるオンチップマイクロレ
ンズが熱変形樹脂層から形成されるのに対して、実施例
−６においては、オンチップマイクロレンズはレンズ材
層から形成される。第１及び第２の熱変形樹脂層は、レ
ンズ材層のエッチング時のマスクとして機能する。実施
例−６のオンチップマイクロレンズにおける、受光部分
１０と下側レンズ部６０と上側レンズ部６２の配置関係
を図１７の（Ｂ）〜（Ｅ）の平面図に模式的に示す。図
１７において、受光部分１０を破線で示し、下側レンズ
部６０及び上側レンズ部６２を、明確化するために、実
線で示した。
ンズが熱変形樹脂層から形成されるのに対して、実施例
−６においては、オンチップマイクロレンズはレンズ材
層から形成される。第１及び第２の熱変形樹脂層は、レ
ンズ材層のエッチング時のマスクとして機能する。実施
例−６のオンチップマイクロレンズにおける、受光部分
１０と下側レンズ部６０と上側レンズ部６２の配置関係
を図１７の（Ｂ）〜（Ｅ）の平面図に模式的に示す。図
１７において、受光部分１０を破線で示し、下側レンズ
部６０及び上側レンズ部６２を、明確化するために、実
線で示した。
【０１０５】図１７の（Ａ）において、参照番号７０Ａ
で示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロレンズア
レイの中央部に相当し、参照番号７０Ｃあるいは参照番
号７０Ｄで示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロ
レンズアレイの周辺部に相当する。また、参照番号７０
Ｂで示す円で囲まれた領域はオンチップマイクロレンズ
アレイの中間部に相当する。尚、図１７の（Ａ）中、オ
ンチップマイクロレンズの図示は省略した。
で示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロレンズア
レイの中央部に相当し、参照番号７０Ｃあるいは参照番
号７０Ｄで示す円で囲まれた領域がオンチップマイクロ
レンズアレイの周辺部に相当する。また、参照番号７０
Ｂで示す円で囲まれた領域はオンチップマイクロレンズ
アレイの中間部に相当する。尚、図１７の（Ａ）中、オ
ンチップマイクロレンズの図示は省略した。
【０１０６】図１７の（Ｂ）に、参照番号７０Ａで示す
円で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面
図を示す。図１７の（Ｃ）に、参照番号７０Ｂで示す円
で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図
を示す。図１７の（Ｄ）に、参照番号７０Ｃで示す円で
囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を
示す。図１７の（Ｅ）に、参照番号７０Ｄで示す円で囲
まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を示
す。
円で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面
図を示す。図１７の（Ｃ）に、参照番号７０Ｂで示す円
で囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図
を示す。図１７の（Ｄ）に、参照番号７０Ｃで示す円で
囲まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を
示す。図１７の（Ｅ）に、参照番号７０Ｄで示す円で囲
まれた領域内のオンチップマイクロレンズの平面図を示
す。
【０１０７】また、図１７の（Ｂ）の線ＸＶＩＩＩ
（Ａ）−ＸＶＩＩＩ（Ａ）に沿った１つのオンチップマ
イクロレンズの模式的な断面図を図１８の（Ａ）に、図
１７の（Ｄ）の線ＸＶＩＩＩ（Ｂ）−ＸＶＩＩＩ（Ｂ）
に沿った１つのオンチップマイクロレンズの模式的な断
面図を図１８の（Ｂ）に、それぞれ示す。尚、図１７に
おいて、参照番号１は固体撮像素子、参照番号１０は受
光部分、参照番号２０は下地材料層、参照番号２２はレ
ンズ材層、参照番号６０は下側レンズ部、参照番号６２
は上側レンズ部、参照番号６４は保護膜である。
（Ａ）−ＸＶＩＩＩ（Ａ）に沿った１つのオンチップマ
イクロレンズの模式的な断面図を図１８の（Ａ）に、図
１７の（Ｄ）の線ＸＶＩＩＩ（Ｂ）−ＸＶＩＩＩ（Ｂ）
に沿った１つのオンチップマイクロレンズの模式的な断
面図を図１８の（Ｂ）に、それぞれ示す。尚、図１７に
おいて、参照番号１は固体撮像素子、参照番号１０は受
光部分、参照番号２０は下地材料層、参照番号２２はレ
ンズ材層、参照番号６０は下側レンズ部、参照番号６２
は上側レンズ部、参照番号６４は保護膜である。
【０１０８】実施例−６のオンチップマイクロレンズア
レイの中央部に位置するオンチップマイクロレンズは、
例えば、（Ａ）レンズ材層２２上に第１の熱変形樹脂層
５０を形成した後、第１の熱変形樹脂層５０をパターニ
ングし、次いで加熱処理を施して、第１の熱変形樹脂層
５０を所定のレンズ形状にし、その後、（Ｂ）第１の熱
変形樹脂層５０をマスクとして、レンズ材層２２をエッ
チングすることによって作製することができる。
レイの中央部に位置するオンチップマイクロレンズは、
例えば、（Ａ）レンズ材層２２上に第１の熱変形樹脂層
５０を形成した後、第１の熱変形樹脂層５０をパターニ
ングし、次いで加熱処理を施して、第１の熱変形樹脂層
５０を所定のレンズ形状にし、その後、（Ｂ）第１の熱
変形樹脂層５０をマスクとして、レンズ材層２２をエッ
チングすることによって作製することができる。
【０１０９】以下、オンチップマイクロレンズアレイの
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図１９及び図２０を参照して、実施例−６
のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図１９及び図２０において、図１７の線ＸＶＩＩＩ
（Ｂ）−ＸＶＩＩＩ（Ｂ）に沿った１つのオンチップマ
イクロレンズの模式的な断面を示す。
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図１９及び図２０を参照して、実施例−６
のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図１９及び図２０において、図１７の線ＸＶＩＩＩ
（Ｂ）−ＸＶＩＩＩ（Ｂ）に沿った１つのオンチップマ
イクロレンズの模式的な断面を示す。
【０１１０】［工程−６００］
受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成された
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する。かかる透明平坦化層は透明樹
脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために
形成されている。次いで、透明平坦化層２０の上にレン
ズ材層２２を形成する（図１９の（Ａ）参照）。このレ
ンズ材層２２が後の工程で加工されてオンチップマイク
ロレンズとなる。
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する。かかる透明平坦化層は透明樹
脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために
形成されている。次いで、透明平坦化層２０の上にレン
ズ材層２２を形成する（図１９の（Ａ）参照）。このレ
ンズ材層２２が後の工程で加工されてオンチップマイク
ロレンズとなる。
【０１１１】［工程−６１０］
次に、レンズ材層２２の表面に、第１の熱変形樹脂層５
０を形成する。かかる第１の熱変形樹脂層５０は、フォ
トレジスト等の熱変形樹脂から成る。次いで、従来のフ
ォトリソグラフィ技術によって第１の熱変形樹脂層５０
を楕円形にパターニングして、少なくとも受光部分１０
の上方に楕円形の第１の熱変形樹脂層５０を形成する
（図１９の（Ｂ）参照）。
０を形成する。かかる第１の熱変形樹脂層５０は、フォ
トレジスト等の熱変形樹脂から成る。次いで、従来のフ
ォトリソグラフィ技術によって第１の熱変形樹脂層５０
を楕円形にパターニングして、少なくとも受光部分１０
の上方に楕円形の第１の熱変形樹脂層５０を形成する
（図１９の（Ｂ）参照）。
【０１１２】［工程−６２０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第１の熱変形樹脂層５０を変形（リフロー）させて、少
なくとも受光部分１０の上方にドーム形状の第１の熱変
形樹脂層５０を形成する（図１９の（Ｃ）参照）。
第１の熱変形樹脂層５０を変形（リフロー）させて、少
なくとも受光部分１０の上方にドーム形状の第１の熱変
形樹脂層５０を形成する（図１９の（Ｃ）参照）。
【０１１３】［工程−６３０］
次に、全面に、第２の熱変形樹脂層５２を形成する。か
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。その後、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする（図２０の（Ａ）参照）。楕円形のパターン
は、第１の熱変形樹脂層５０の上に形成される。
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。その後、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする（図２０の（Ａ）参照）。楕円形のパターン
は、第１の熱変形樹脂層５０の上に形成される。
【０１１４】実施例−６においては、オンチップマイク
ロレンズアレイの中心点から遠い方の第１の熱変形樹脂
層５０の領域５０Ｂ上に第２の熱変形樹脂層５２を形成
した。尚、オンチップマイクロレンズアレイを複数の領
域に分け、各領域内においては、第１の熱変形樹脂層５
０の領域５０Ｂ上の第２の熱変形樹脂層５２の大きさを
概ね等しくし、周辺部に近いオンチップマイクロレンズ
アレイの領域ほど第２の熱変形樹脂層５２の大きさを大
きくした。あるいは又、オンチップマイクロレンズアレ
イの中央部から周辺部に向かうに従い、第２の熱変形樹
脂層５２の大きさを漸次大きくすることもできる。オン
チップマイクロレンズアレイの中央部には第２の熱変形
樹脂層５２を形成しなくともよい。
ロレンズアレイの中心点から遠い方の第１の熱変形樹脂
層５０の領域５０Ｂ上に第２の熱変形樹脂層５２を形成
した。尚、オンチップマイクロレンズアレイを複数の領
域に分け、各領域内においては、第１の熱変形樹脂層５
０の領域５０Ｂ上の第２の熱変形樹脂層５２の大きさを
概ね等しくし、周辺部に近いオンチップマイクロレンズ
アレイの領域ほど第２の熱変形樹脂層５２の大きさを大
きくした。あるいは又、オンチップマイクロレンズアレ
イの中央部から周辺部に向かうに従い、第２の熱変形樹
脂層５２の大きさを漸次大きくすることもできる。オン
チップマイクロレンズアレイの中央部には第２の熱変形
樹脂層５２を形成しなくともよい。
【０１１５】［工程−６４０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、第
１の熱変形樹脂層５０の上にドーム形状の第２の熱変形
樹脂層５２を形成する（図２０の（Ｂ）参照）。
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、第
１の熱変形樹脂層５０の上にドーム形状の第２の熱変形
樹脂層５２を形成する（図２０の（Ｂ）参照）。
【０１１６】［工程−６５０］
次いで、垂直方向に組み合わされた第１及び第２の熱変
形樹脂層５０，５２をマスクとして、レンズ材層２２の
垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、
例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチングとする
ことができる。これによって、レンズ材層２２は、第１
及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図２０の（Ｃ）に
示す。第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の全部又
は一部が除去され、レンズ材層２２が所定の形状に加工
された時点でエッチングを終了させる。
形樹脂層５０，５２をマスクとして、レンズ材層２２の
垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、
例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチングとする
ことができる。これによって、レンズ材層２２は、第１
及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図２０の（Ｃ）に
示す。第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２の全部又
は一部が除去され、レンズ材層２２が所定の形状に加工
された時点でエッチングを終了させる。
【０１１７】こうして、レンズ材層２２から成り、垂直
方向に組み合わされた下側レンズ部６０及び上側レンズ
部６２を有するオンチップマイクロレンズが形成され
る。２つのレンズ形状が組み合わされた熱変形樹脂層を
マスクとして形成された実施例−６のオンチップマイク
ロレンズにおいては、オンチップマイクロレンズの仮想
切断面を含む平面における焦点距離と、かかる仮想切断
面とは異なる平面における焦点距離を変えることができ
る。
方向に組み合わされた下側レンズ部６０及び上側レンズ
部６２を有するオンチップマイクロレンズが形成され
る。２つのレンズ形状が組み合わされた熱変形樹脂層を
マスクとして形成された実施例−６のオンチップマイク
ロレンズにおいては、オンチップマイクロレンズの仮想
切断面を含む平面における焦点距離と、かかる仮想切断
面とは異なる平面における焦点距離を変えることができ
る。
【０１１８】（実施例−７）
実施例−７のオンチップマイクロレンズアレイは、実施
例−６で説明したオンチップマイクロレンズアレイと概
ね同様の構造を有するが、その作製方法及び上側レンズ
部の材質が異なる。第１の熱変形樹脂層は、第１のレン
ズ部を形成するためのレンズ材層のエッチング時、マス
クとして機能する。第２の熱変形樹脂層は、上側レンズ
部を構成する。
例−６で説明したオンチップマイクロレンズアレイと概
ね同様の構造を有するが、その作製方法及び上側レンズ
部の材質が異なる。第１の熱変形樹脂層は、第１のレン
ズ部を形成するためのレンズ材層のエッチング時、マス
クとして機能する。第２の熱変形樹脂層は、上側レンズ
部を構成する。
【０１１９】実施例−７のオンチップマイクロレンズア
レイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイクロ
レンズは、実施例−３で説明した方法と実質的に同様の
方法で作製することができる。
レイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイクロ
レンズは、実施例−３で説明した方法と実質的に同様の
方法で作製することができる。
【０１２０】以下、オンチップマイクロレンズアレイの
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図２１を参照して、実施例−７のオンチッ
プマイクロレンズアレイの作製方法を説明する。
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図２１を参照して、実施例−７のオンチッ
プマイクロレンズアレイの作製方法を説明する。
【０１２１】［工程−７００］
受光部分１０や電荷転送部分が形成された固体撮像素子
１上に、透明平坦化層２０を形成し、次いで、その上に
レンズ材層２２を形成する。このレンズ材層２２が後の
工程で加工されてオンチップマイクロレンズの一部分と
なる。次に、レンズ材層２２の表面に、第１の熱変形樹
脂層５０を形成した後、従来のフォトリソグラフィ技術
によって第１の熱変形樹脂層５０を楕円形にパターニン
グして、少なくとも受光部分１０の上方に楕円形の第１
の熱変形樹脂層５０を形成する。その後、加熱処理を施
し、楕円形にパターニングされた第１の熱変形樹脂層５
０を変形（リフロー）させて、少なくとも受光部分１０
の上方にドーム状の第１の熱変形樹脂層５０を形成する
（図１９の（Ｃ）参照）。以上の工程は、実施例−３の
［工程−３００］と同様とすることができる。
１上に、透明平坦化層２０を形成し、次いで、その上に
レンズ材層２２を形成する。このレンズ材層２２が後の
工程で加工されてオンチップマイクロレンズの一部分と
なる。次に、レンズ材層２２の表面に、第１の熱変形樹
脂層５０を形成した後、従来のフォトリソグラフィ技術
によって第１の熱変形樹脂層５０を楕円形にパターニン
グして、少なくとも受光部分１０の上方に楕円形の第１
の熱変形樹脂層５０を形成する。その後、加熱処理を施
し、楕円形にパターニングされた第１の熱変形樹脂層５
０を変形（リフロー）させて、少なくとも受光部分１０
の上方にドーム状の第１の熱変形樹脂層５０を形成する
（図１９の（Ｃ）参照）。以上の工程は、実施例−３の
［工程−３００］と同様とすることができる。
【０１２２】［工程−７１０］
次に、第１の熱変形樹脂層５０をマスクとして、レンズ
材層２２の垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッ
チングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチ
ングとすることができる。これによって、レンズ材層２
２は、第１の熱変形樹脂層５０の形状を反映しながらエ
ッチングされていく。この状態を図２１の（Ａ）に示
す。第１の熱変形樹脂層５０の全部又は一部が除去さ
れ、レンズ材層２２が所定の形状に加工された時点でエ
ッチングを終了させる。こうして、レンズ材層２２に下
側レンズ部６０が形成される。
材層２２の垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッ
チングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチ
ングとすることができる。これによって、レンズ材層２
２は、第１の熱変形樹脂層５０の形状を反映しながらエ
ッチングされていく。この状態を図２１の（Ａ）に示
す。第１の熱変形樹脂層５０の全部又は一部が除去さ
れ、レンズ材層２２が所定の形状に加工された時点でエ
ッチングを終了させる。こうして、レンズ材層２２に下
側レンズ部６０が形成される。
【０１２３】［工程−７２０］
次に、全面に、第２の熱変形樹脂層５２を形成する。か
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。次いで、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする。楕円形のパターンは、下側レンズ部６０の
上に形成される。実施例−７における第２の熱変形樹脂
層５２のパターニングは、実施例−６の［工程−６３
０］と同様とすることができる。
かる第２の熱変形樹脂層５２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。次いで、従来のフォトリソグラフィ
技術によって第２の熱変形樹脂層５２を楕円形にパター
ニングする。楕円形のパターンは、下側レンズ部６０の
上に形成される。実施例−７における第２の熱変形樹脂
層５２のパターニングは、実施例−６の［工程−６３
０］と同様とすることができる。
【０１２４】［工程−７３０］
その後、加熱処理を施し、楕円形にパターニングされた
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部６０の上にドーム形状の第２の熱変形樹脂層
５２を形成する（図２１の（Ｂ）参照）。この第２の熱
変形樹脂層５２が上側レンズ部６２に相当する。
第２の熱変形樹脂層５２を変形（リフロー）させて、下
側レンズ部６０の上にドーム形状の第２の熱変形樹脂層
５２を形成する（図２１の（Ｂ）参照）。この第２の熱
変形樹脂層５２が上側レンズ部６２に相当する。
【０１２５】こうして、垂直方向に組み合わされた下側
レンズ部６０及び上側レンズ部６２を有するオンチップ
マイクロレンズが形成される。下側レンズ部６０はレン
ズ材層２２から構成され、上側レンズ部６２は熱変形樹
脂層５２から構成されている。
レンズ部６０及び上側レンズ部６２を有するオンチップ
マイクロレンズが形成される。下側レンズ部６０はレン
ズ材層２２から構成され、上側レンズ部６２は熱変形樹
脂層５２から構成されている。
【０１２６】（実施例−８）
実施例−８は実施例−７で説明したオンチップマイクロ
レンズの作製方法の変形であり、実施例−４と実質的に
同様の方法である。実施例−８においては、実施例−７
で説明した工程に、更に、第２の熱変形樹脂層５２をマ
スクとして、レンズ材層２２をエッチングして、レンズ
材層２２から上側レンズ部６２を形成する工程が含まれ
る。第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２は、レンズ
材層２２のエッチング時のマスクとして機能する。実施
例−７と異なり、上側レンズ部６２はレンズ材層２２か
ら構成される。
レンズの作製方法の変形であり、実施例−４と実質的に
同様の方法である。実施例−８においては、実施例−７
で説明した工程に、更に、第２の熱変形樹脂層５２をマ
スクとして、レンズ材層２２をエッチングして、レンズ
材層２２から上側レンズ部６２を形成する工程が含まれ
る。第１及び第２の熱変形樹脂層５０，５２は、レンズ
材層２２のエッチング時のマスクとして機能する。実施
例−７と異なり、上側レンズ部６２はレンズ材層２２か
ら構成される。
【０１２７】実施例−８においては、実施例−７の［工
程−７００］から［工程−７３０］までは同様の工程を
経る。［工程−７３０］の後、以下に説明する工程が追
加される。
程−７００］から［工程−７３０］までは同様の工程を
経る。［工程−７３０］の後、以下に説明する工程が追
加される。
【０１２８】［工程−８００］
［工程−７３０］の後、第２の熱変形樹脂層５２をマス
クとして、レンズ材層２２の垂直方向の選択的なエッチ
ングを行う。エッチングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ
等の異方性エッチングとすることができる。これによっ
て、レンズ材層２２は、下側レンズ部６０の形状及び第
２の熱変形樹脂層５２の形状を反映しながらエッチング
されていく。この状態を図２２に示す。第２の熱変形樹
脂層５２の全部又は一部が除去され、レンズ材層２２が
所定の形状に加工された時点でエッチングを終了させ
る。こうして、垂直方向に組み合わされた下側レンズ部
６０及び上側レンズ部６２を有するオンチップマイクロ
レンズが形成される。
クとして、レンズ材層２２の垂直方向の選択的なエッチ
ングを行う。エッチングは、例えば酸素を用いたＲＩＥ
等の異方性エッチングとすることができる。これによっ
て、レンズ材層２２は、下側レンズ部６０の形状及び第
２の熱変形樹脂層５２の形状を反映しながらエッチング
されていく。この状態を図２２に示す。第２の熱変形樹
脂層５２の全部又は一部が除去され、レンズ材層２２が
所定の形状に加工された時点でエッチングを終了させ
る。こうして、垂直方向に組み合わされた下側レンズ部
６０及び上側レンズ部６２を有するオンチップマイクロ
レンズが形成される。
【０１２９】（実施例−９）
実施例−９は、複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイに関し、オンチ
ップマイクロレンズアレイの少なくとも周辺部におい
て、オンチップマイクロレンズは、水平方向に組み合わ
された２つのレンズ部を有する。２つのレンズ部は熱変
形樹脂層から成る。
されたオンチップマイクロレンズアレイに関し、オンチ
ップマイクロレンズアレイの少なくとも周辺部におい
て、オンチップマイクロレンズは、水平方向に組み合わ
された２つのレンズ部を有する。２つのレンズ部は熱変
形樹脂層から成る。
【０１３０】実施例−９のオンチップマイクロレンズに
おける、受光部分１０と第１のレンズ部９０と第２のレ
ンズ部９２の配置関係を模式的な平面図である図２３に
示す。尚、図２３の（Ａ）において、参照番号７０Ａ，
７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄで示す円で囲まれた領域は、図
１２の（Ａ）と同様の領域である。図２３の（Ｂ）に、
参照番号７０Ａで示す円で囲まれた領域内のオンチップ
マイクロレンズの平面図を示す。図２３の（Ｃ）に、参
照番号７０Ｂで示す円で囲まれた領域内のオンチップマ
イクロレンズの平面図を示す。図２３の（Ｄ）に、参照
番号７０Ｃで示す円で囲まれた領域内のオンチップマイ
クロレンズの平面図を示す。図２３の（Ｅ）に、参照番
号７０Ｄで示す円で囲まれた領域内のオンチップマイク
ロレンズの平面図を示す。
おける、受光部分１０と第１のレンズ部９０と第２のレ
ンズ部９２の配置関係を模式的な平面図である図２３に
示す。尚、図２３の（Ａ）において、参照番号７０Ａ，
７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄで示す円で囲まれた領域は、図
１２の（Ａ）と同様の領域である。図２３の（Ｂ）に、
参照番号７０Ａで示す円で囲まれた領域内のオンチップ
マイクロレンズの平面図を示す。図２３の（Ｃ）に、参
照番号７０Ｂで示す円で囲まれた領域内のオンチップマ
イクロレンズの平面図を示す。図２３の（Ｄ）に、参照
番号７０Ｃで示す円で囲まれた領域内のオンチップマイ
クロレンズの平面図を示す。図２３の（Ｅ）に、参照番
号７０Ｄで示す円で囲まれた領域内のオンチップマイク
ロレンズの平面図を示す。
【０１３１】また、図２３の（Ｂ）の線ＸＸＩＶ（Ａ）
−ＸＸＩＶ（Ａ）に沿った１つのオンチップマイクロレ
ンズの模式的な断面図を図２４の（Ａ）に、図２３の
（Ｄ）の線ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１
つのオンチップマイクロレンズの模式的な断面図を図２
４の（Ｂ）に、それぞれ示す。尚、図２４において、参
照番号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参
照番号２０は下地材料層、参照番号９０は第１のレンズ
部、参照番号９２は第２のレンズ部、参照番号９４は保
護膜である。
−ＸＸＩＶ（Ａ）に沿った１つのオンチップマイクロレ
ンズの模式的な断面図を図２４の（Ａ）に、図２３の
（Ｄ）の線ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１
つのオンチップマイクロレンズの模式的な断面図を図２
４の（Ｂ）に、それぞれ示す。尚、図２４において、参
照番号１は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参
照番号２０は下地材料層、参照番号９０は第１のレンズ
部、参照番号９２は第２のレンズ部、参照番号９４は保
護膜である。
【０１３２】実施例−９のオンチップマイクロレンズア
レイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイクロ
レンズは、第４の態様のオンチップマイクロレンズの作
製方法によって作製することができる。即ち、（イ）下
地材料層２０上に第１の熱変形樹脂層８０を形成した
後、第１の熱変形樹脂層８０をパターニングし、次い
で、（ロ）第１の熱変形樹脂層８０の上に第２の熱変形
樹脂層８２を形成した後、第２の熱変形樹脂層８２をパ
ターニングして、第１の熱変形樹脂層８０に隣接した第
２の熱変形樹脂層８２を形成し、その後、（ハ）第１及
び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施して、第１の熱変
形樹脂層から所定のレンズ形状を有する第１のレンズ部
を形成し、且つ第２の熱変形樹脂層から所定のレンズ形
状を有する第２のレンズ部を形成することによって作製
することができる。尚、実施例−９においては、加熱処
理時の粘度が異なる材料から構成された第１の熱変形樹
脂層及び第２の熱変形樹脂層を使用する。
レイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイクロ
レンズは、第４の態様のオンチップマイクロレンズの作
製方法によって作製することができる。即ち、（イ）下
地材料層２０上に第１の熱変形樹脂層８０を形成した
後、第１の熱変形樹脂層８０をパターニングし、次い
で、（ロ）第１の熱変形樹脂層８０の上に第２の熱変形
樹脂層８２を形成した後、第２の熱変形樹脂層８２をパ
ターニングして、第１の熱変形樹脂層８０に隣接した第
２の熱変形樹脂層８２を形成し、その後、（ハ）第１及
び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施して、第１の熱変
形樹脂層から所定のレンズ形状を有する第１のレンズ部
を形成し、且つ第２の熱変形樹脂層から所定のレンズ形
状を有する第２のレンズ部を形成することによって作製
することができる。尚、実施例−９においては、加熱処
理時の粘度が異なる材料から構成された第１の熱変形樹
脂層及び第２の熱変形樹脂層を使用する。
【０１３３】実施例−９のオンチップマイクロレンズア
レイの中央部に位置するオンチップマイクロレンズは、
例えば、下地材料層２０上に第１の熱変形樹脂層８０を
形成した後、第１の熱変形樹脂層８０をパターニング
し、次いで加熱処理を施して、第１の熱変形樹脂層８０
から所定のレンズ形状を有する第１のレンズ部９０を形
成することによって作製することができる。
レイの中央部に位置するオンチップマイクロレンズは、
例えば、下地材料層２０上に第１の熱変形樹脂層８０を
形成した後、第１の熱変形樹脂層８０をパターニング
し、次いで加熱処理を施して、第１の熱変形樹脂層８０
から所定のレンズ形状を有する第１のレンズ部９０を形
成することによって作製することができる。
【０１３４】オンチップマイクロレンズアレイの中央部
７０Ａから周辺部７０Ｃ，７０Ｄ等に向かってオンチッ
プマイクロレンズの焦点距離が変化している。具体的に
は、仮想切断面における、オンチップマイクロレンズア
レイの中心点から遠い方のオンチップマイクロレンズの
領域に形成された第２のレンズ部９２の焦点距離ｆ
bは、オンチップマイクロレンズの中心点に近いオンチ
ップマイクロレンズの領域に形成された第１のレンズ部
９０の焦点距離ｆaよりも短い。
７０Ａから周辺部７０Ｃ，７０Ｄ等に向かってオンチッ
プマイクロレンズの焦点距離が変化している。具体的に
は、仮想切断面における、オンチップマイクロレンズア
レイの中心点から遠い方のオンチップマイクロレンズの
領域に形成された第２のレンズ部９２の焦点距離ｆ
bは、オンチップマイクロレンズの中心点に近いオンチ
ップマイクロレンズの領域に形成された第１のレンズ部
９０の焦点距離ｆaよりも短い。
【０１３５】オンチップマイクロレンズアレイを構成す
るオンチップマイクロレンズの数を適宜設定することが
できる。オンチップマイクロレンズアレイの中央部から
周辺部に向かって、ｆb／ｆaの値を概ね漸次減少させて
もよい。あるいは又、オンチップマイクロレンズアレイ
を複数の領域に分け、各領域におけるｆb／ｆaを概ね一
定とし、各領域がオンチップマイクロレンズアレイの中
心点から離れるに従い、ｆb／ｆaの値を小さくすること
もできる。ｆb／ｆaの減少割合は、オンチップマイクロ
レンズの集光点が受光部分の外側に大幅にずれないよう
に、適宜設定することができる。
るオンチップマイクロレンズの数を適宜設定することが
できる。オンチップマイクロレンズアレイの中央部から
周辺部に向かって、ｆb／ｆaの値を概ね漸次減少させて
もよい。あるいは又、オンチップマイクロレンズアレイ
を複数の領域に分け、各領域におけるｆb／ｆaを概ね一
定とし、各領域がオンチップマイクロレンズアレイの中
心点から離れるに従い、ｆb／ｆaの値を小さくすること
もできる。ｆb／ｆaの減少割合は、オンチップマイクロ
レンズの集光点が受光部分の外側に大幅にずれないよう
に、適宜設定することができる。
【０１３６】実施例−９においては、第１の熱変形樹脂
層を構成する材料の加熱処理時の粘度よりも高い粘度を
有する材料から構成された第２の熱変形樹脂層を使用し
た。これによって、加熱処理工程において熱変形樹脂層
を変形（リフロー）させたとき、第２の熱変形樹脂層９
２から形成された第２のレンズ部９２の曲率半径の方
が、第１の熱変形樹脂層９０から形成された第１のレン
ズ部９０レンズ形状の曲率半径よりも小さくなる。その
結果、第２のレンズ部９２の焦点距離ｆbの方が、第１
のレンズ部９０の焦点距離ｆaよりも短くなる。
層を構成する材料の加熱処理時の粘度よりも高い粘度を
有する材料から構成された第２の熱変形樹脂層を使用し
た。これによって、加熱処理工程において熱変形樹脂層
を変形（リフロー）させたとき、第２の熱変形樹脂層９
２から形成された第２のレンズ部９２の曲率半径の方
が、第１の熱変形樹脂層９０から形成された第１のレン
ズ部９０レンズ形状の曲率半径よりも小さくなる。その
結果、第２のレンズ部９２の焦点距離ｆbの方が、第１
のレンズ部９０の焦点距離ｆaよりも短くなる。
【０１３７】以下、オンチップマイクロレンズアレイの
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図２５及び図２６を参照して、実施例−９
のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図２５、図２６及び図２７においては、図２３の線
ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１つのオンチ
ップマイクロレンズの模式的な断面を示す。
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図２５及び図２６を参照して、実施例−９
のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図２５、図２６及び図２７においては、図２３の線
ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１つのオンチ
ップマイクロレンズの模式的な断面を示す。
【０１３８】［工程−９００］
受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成された
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する（図２５の（Ａ）参照）。かか
る透明平坦化層２０が下地材料層に相当し、透明樹脂か
ら構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために形成
されている。
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する（図２５の（Ａ）参照）。かか
る透明平坦化層２０が下地材料層に相当し、透明樹脂か
ら構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために形成
されている。
【０１３９】［工程−９１０］
次に、透明平坦化層２０の表面に、オンチップマイクロ
レンズの材料である第１の熱変形樹脂層８０を形成する
（図２５の（Ｂ）参照）。かかる第１の熱変形樹脂層８
０は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。
レンズの材料である第１の熱変形樹脂層８０を形成する
（図２５の（Ｂ）参照）。かかる第１の熱変形樹脂層８
０は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。
【０１４０】［工程−９２０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第１の
熱変形樹脂層８０をパターニングし、少なくとも受光部
分１０の上方に、パターニングされた第１の熱変形樹脂
層８０を形成する（図２５の（Ｃ）参照）。第１の熱変
形樹脂層８０の形状を、例えば楕円を適切な形状に切断
した形状とすることができる。
熱変形樹脂層８０をパターニングし、少なくとも受光部
分１０の上方に、パターニングされた第１の熱変形樹脂
層８０を形成する（図２５の（Ｃ）参照）。第１の熱変
形樹脂層８０の形状を、例えば楕円を適切な形状に切断
した形状とすることができる。
【０１４１】［工程−９３０］
次に、透明平坦化層２０の表面に、オンチップマイクロ
レンズの材料である第２の熱変形樹脂層８２を形成する
（図２６の（Ａ）参照）。かかる第２の熱変形樹脂層８
２は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。第２の
熱変形樹脂層８２と第１の熱変形樹脂層８０の厚さを概
ね等しくする。尚、第１の熱変形樹脂層を構成する材料
の加熱処理時の粘度とは異なる粘度を有する材料から構
成された第２の熱変形樹脂層を使用する。実施例−９に
おいては、第２の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処
理時の粘度が、第１の熱変形樹脂層を構成する材料の加
熱処理時の粘度よりも高い。また、第２の熱変形樹脂層
の形成時及び加熱処理時、第１の熱変形樹脂層と第２の
熱変形樹脂層が互いに混ざり合わないことが望ましい。
レンズの材料である第２の熱変形樹脂層８２を形成する
（図２６の（Ａ）参照）。かかる第２の熱変形樹脂層８
２は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。第２の
熱変形樹脂層８２と第１の熱変形樹脂層８０の厚さを概
ね等しくする。尚、第１の熱変形樹脂層を構成する材料
の加熱処理時の粘度とは異なる粘度を有する材料から構
成された第２の熱変形樹脂層を使用する。実施例−９に
おいては、第２の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処
理時の粘度が、第１の熱変形樹脂層を構成する材料の加
熱処理時の粘度よりも高い。また、第２の熱変形樹脂層
の形成時及び加熱処理時、第１の熱変形樹脂層と第２の
熱変形樹脂層が互いに混ざり合わないことが望ましい。
【０１４２】［工程−９４０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第２の
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図２６の（Ｂ）
参照）。第２の熱変形樹脂層８２の形状は、例えば楕円
を適切な形状に切断した形状とすることができ、第１の
熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹脂層８２とは、各々
の切断部分において接している。
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図２６の（Ｂ）
参照）。第２の熱変形樹脂層８２の形状は、例えば楕円
を適切な形状に切断した形状とすることができ、第１の
熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹脂層８２とは、各々
の切断部分において接している。
【０１４３】実施例−９においては、オンチップマイク
ロレンズアレイの中心点から遠い方の領域に第２の熱変
形樹脂層８２を形成した。尚、オンチップマイクロレン
ズアレイを複数の領域に分け、各領域内においては、
（第１の熱変形樹脂層８０の大きさ）／（第２の熱変形
樹脂層８２の大きさ）の値（以下、面積比とも呼ぶ）を
概ね等しくし、周辺部に近いオンチップマイクロレンズ
アレイの領域ほどかかる面積比を小さくした。あるいは
又、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺
部に向かうに従い、面積比を概ね漸次小さくすることも
できる。オンチップマイクロレンズアレイの中央部には
第２の熱変形樹脂層８２を形成しなくてよい。
ロレンズアレイの中心点から遠い方の領域に第２の熱変
形樹脂層８２を形成した。尚、オンチップマイクロレン
ズアレイを複数の領域に分け、各領域内においては、
（第１の熱変形樹脂層８０の大きさ）／（第２の熱変形
樹脂層８２の大きさ）の値（以下、面積比とも呼ぶ）を
概ね等しくし、周辺部に近いオンチップマイクロレンズ
アレイの領域ほどかかる面積比を小さくした。あるいは
又、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺
部に向かうに従い、面積比を概ね漸次小さくすることも
できる。オンチップマイクロレンズアレイの中央部には
第２の熱変形樹脂層８２を形成しなくてよい。
【０１４４】［工程−９５０］
その後、加熱処理を施し、パターニングされた第１の熱
変形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を変形（リ
フロー）させて、第１の熱変形樹脂層８０から第１のレ
ンズ部９０を形成し、第２の熱変形樹脂層８２から第２
のレンズ部９２を形成する。その後、全面を保護膜（図
示せず）で被覆する（図２６の（Ｃ）参照）。
変形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を変形（リ
フロー）させて、第１の熱変形樹脂層８０から第１のレ
ンズ部９０を形成し、第２の熱変形樹脂層８２から第２
のレンズ部９２を形成する。その後、全面を保護膜（図
示せず）で被覆する（図２６の（Ｃ）参照）。
【０１４５】こうして、図２３及び図２４に示したオン
チップマイクロレンズを作製することができる。第１及
び第２のレンズ部９０，９２が水平方向に組み合わされ
ており、第１及び第２のレンズ部９０，９２の形状は半
ドーム状である。
チップマイクロレンズを作製することができる。第１及
び第２のレンズ部９０，９２が水平方向に組み合わされ
ており、第１及び第２のレンズ部９０，９２の形状は半
ドーム状である。
【０１４６】オンチップマイクロレンズアレイの中心点
から遠いオンチップマイクロレンズの領域に第２のレン
ズ部９２（焦点距離はｆbである）を形成し、オンチッ
プマイクロレンズの中心点に近いオンチップマイクロレ
ンズの領域に第１のレンズ部９０（焦点距離はｆaであ
る。但し、ｆa＞ｆb）を形成した。従って、第１及び第
２のレンズ部が水平方向に組み合わされたオンチップマ
イクロレンズにおいては、オンチップマイクロレンズの
仮想切断面を含む平面における焦点距離と、かかる仮想
切断面とは異なる平面における焦点距離を変えることが
できる。
から遠いオンチップマイクロレンズの領域に第２のレン
ズ部９２（焦点距離はｆbである）を形成し、オンチッ
プマイクロレンズの中心点に近いオンチップマイクロレ
ンズの領域に第１のレンズ部９０（焦点距離はｆaであ
る。但し、ｆa＞ｆb）を形成した。従って、第１及び第
２のレンズ部が水平方向に組み合わされたオンチップマ
イクロレンズにおいては、オンチップマイクロレンズの
仮想切断面を含む平面における焦点距離と、かかる仮想
切断面とは異なる平面における焦点距離を変えることが
できる。
【０１４７】それ故、オンチップマイクロレンズアレイ
の中央部と周辺部における受光部分の集光効率が最適と
なるように、オンチップマイクロレンズの各部分におけ
るオンチップマイクロレンズの焦点距離を設計すること
が可能になる。その結果、図２７に模式的に図示するよ
うに、オンチップマイクロレンズによって、オンチップ
マイクロレンズアレイの中央部と周辺部における集光を
効果的に行うことができ、ケラレの発生を効果的に防止
することができる。
の中央部と周辺部における受光部分の集光効率が最適と
なるように、オンチップマイクロレンズの各部分におけ
るオンチップマイクロレンズの焦点距離を設計すること
が可能になる。その結果、図２７に模式的に図示するよ
うに、オンチップマイクロレンズによって、オンチップ
マイクロレンズアレイの中央部と周辺部における集光を
効果的に行うことができ、ケラレの発生を効果的に防止
することができる。
【０１４８】（実施例−１０）
実施例−１０も、実施例−９と同様に、複数のオンチッ
プマイクロレンズが配列されたオンチップマイクロレン
ズアレイに関する。実施例−１０が実施例−９と相違す
る点は、その作製方法にある。実施例−９においては、
加熱処理時の粘度が異なる材料から構成された第１の熱
変形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を使用し
た。これに対して、実施例−１０においては、パターニ
ングされた第１の熱変形樹脂層８０の厚さと、パターニ
ングされた第２の熱変形樹脂層８２の厚さが異なる。
プマイクロレンズが配列されたオンチップマイクロレン
ズアレイに関する。実施例−１０が実施例−９と相違す
る点は、その作製方法にある。実施例−９においては、
加熱処理時の粘度が異なる材料から構成された第１の熱
変形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を使用し
た。これに対して、実施例−１０においては、パターニ
ングされた第１の熱変形樹脂層８０の厚さと、パターニ
ングされた第２の熱変形樹脂層８２の厚さが異なる。
【０１４９】例えば、第２の熱変形樹脂層の厚さを、第
１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚くすれば、第２のレン
ズ部の曲率半径は第１のレンズ部の曲率半径よりも小さ
くなり、第２のレンズ部の焦点距離ｆbは第１のレンズ
部の焦点距離ｆaよりも短くなる。
１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚くすれば、第２のレン
ズ部の曲率半径は第１のレンズ部の曲率半径よりも小さ
くなり、第２のレンズ部の焦点距離ｆbは第１のレンズ
部の焦点距離ｆaよりも短くなる。
【０１５０】以下、オンチップマイクロレンズアレイの
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図２８を参照して、実施例−１０のオンチ
ップマイクロレンズの作製方法を説明する。尚、図２８
に、図２３の線ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿っ
た１つのオンチップマイクロレンズの模式的な断面を示
す。尚、実施例−１０のオンチップマイクロレンズの作
製方法の内、実施例−９の［工程−９００］〜［工程−
９２０］、及び［工程−９５０］で説明した工程は同じ
であり、詳細な説明は省略する。実施例−１０において
は、実施例−９と相違する工程のみを説明する。
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図２８を参照して、実施例−１０のオンチ
ップマイクロレンズの作製方法を説明する。尚、図２８
に、図２３の線ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿っ
た１つのオンチップマイクロレンズの模式的な断面を示
す。尚、実施例−１０のオンチップマイクロレンズの作
製方法の内、実施例−９の［工程−９００］〜［工程−
９２０］、及び［工程−９５０］で説明した工程は同じ
であり、詳細な説明は省略する。実施例−１０において
は、実施例−９と相違する工程のみを説明する。
【０１５１】［工程−１０００］
実施例−９の［工程−９２０］の後、全面に、オンチッ
プマイクロレンズの材料である第２の熱変形樹脂層８２
を形成する（図２８の（Ａ）参照）。かかる第２の熱変
形樹脂層８２は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成
る。第１の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の
粘度と、第２の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理
時の粘度は、同じであっても異なっていてもよい。尚、
第２の熱変形樹脂層の形成時及び加熱処理時、第１の熱
変形樹脂層と第２の熱変形樹脂層が互いに混ざり合わな
いことが望ましい。
プマイクロレンズの材料である第２の熱変形樹脂層８２
を形成する（図２８の（Ａ）参照）。かかる第２の熱変
形樹脂層８２は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成
る。第１の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の
粘度と、第２の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理
時の粘度は、同じであっても異なっていてもよい。尚、
第２の熱変形樹脂層の形成時及び加熱処理時、第１の熱
変形樹脂層と第２の熱変形樹脂層が互いに混ざり合わな
いことが望ましい。
【０１５２】［工程−１０１０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第２の
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図２８の（Ｂ）
参照）。オンチップマイクロレンズアレイの中心点から
遠い方のオンチップマイクロレンズの領域に第２の熱変
形樹脂層８２を形成した。第２の熱変形樹脂層８２の形
状は、例えば楕円を適切な形状に切断した形状とするこ
とができ、第１の熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹脂
層８２とは、各々の切断部分において接している。パタ
ーニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さは、パターニ
ングされた第１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚い。
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図２８の（Ｂ）
参照）。オンチップマイクロレンズアレイの中心点から
遠い方のオンチップマイクロレンズの領域に第２の熱変
形樹脂層８２を形成した。第２の熱変形樹脂層８２の形
状は、例えば楕円を適切な形状に切断した形状とするこ
とができ、第１の熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹脂
層８２とは、各々の切断部分において接している。パタ
ーニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さは、パターニ
ングされた第１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚い。
【０１５３】以降、実施例−９の［工程−９５０］と同
様に、加熱処理を施し、パターニングされた第１の熱変
形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を変形（リフ
ロー）させて、第１の熱変形樹脂層８０から第１のレン
ズ部９０を形成し、第２の熱変形樹脂層８２から第２の
レンズ部９２を形成する。その後、全面を保護膜（図示
せず）で被覆する。
様に、加熱処理を施し、パターニングされた第１の熱変
形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を変形（リフ
ロー）させて、第１の熱変形樹脂層８０から第１のレン
ズ部９０を形成し、第２の熱変形樹脂層８２から第２の
レンズ部９２を形成する。その後、全面を保護膜（図示
せず）で被覆する。
【０１５４】こうして、図２８の（Ｃ）に示したオンチ
ップマイクロレンズを作製することができる。第１及び
第２のレンズ部が水平方向に組み合わされており、第１
及び第２のレンズ部９０，９２の形状は半ドーム状であ
る。
ップマイクロレンズを作製することができる。第１及び
第２のレンズ部が水平方向に組み合わされており、第１
及び第２のレンズ部９０，９２の形状は半ドーム状であ
る。
【０１５５】実施例−１０においては、パターニングさ
れた第２の熱変形樹脂層の厚さが、パターニングされた
第１の熱変形樹脂層の厚さより厚い。これによって、加
熱処理工程において熱変形樹脂層を変形（リフロー）さ
せたとき、第２の熱変形樹脂層９２から形成された第２
のレンズ部９２の曲率半径の方が、第１の熱変形樹脂層
９０から形成された第１のレンズ部９０レンズ形状の曲
率半径よりも小さくなる。その結果、第２のレンズ部９
２の焦点距離ｆbの方が、第１のレンズ部９０の焦点距
離ｆaよりも短くなる。
れた第２の熱変形樹脂層の厚さが、パターニングされた
第１の熱変形樹脂層の厚さより厚い。これによって、加
熱処理工程において熱変形樹脂層を変形（リフロー）さ
せたとき、第２の熱変形樹脂層９２から形成された第２
のレンズ部９２の曲率半径の方が、第１の熱変形樹脂層
９０から形成された第１のレンズ部９０レンズ形状の曲
率半径よりも小さくなる。その結果、第２のレンズ部９
２の焦点距離ｆbの方が、第１のレンズ部９０の焦点距
離ｆaよりも短くなる。
【０１５６】（実施例−１１）
実施例−１１は、複数のオンチップマイクロレンズが配
列されたオンチップマイクロレンズアレイに関する。実
施例−１１のオンチップマイクロレンズは、オンチップ
マイクロレンズアレイの少なくとも周辺部において、水
平方向に組み合わされた２つのレンズ部を有する。実施
例−１１は、２つのレンズ部がレンズ材層から成る点に
おいて、実施例−９と異なる。また、実施例−１１にお
けるオンチップマイクロレンズの作製方法は実施例−９
と異なる。第１及び第２の熱変形樹脂層は、レンズ材層
のエッチング時のマスクとして機能し、第１及び第２の
レンズ部９０，９２はレンズ材層２２から構成される。
列されたオンチップマイクロレンズアレイに関する。実
施例−１１のオンチップマイクロレンズは、オンチップ
マイクロレンズアレイの少なくとも周辺部において、水
平方向に組み合わされた２つのレンズ部を有する。実施
例−１１は、２つのレンズ部がレンズ材層から成る点に
おいて、実施例−９と異なる。また、実施例−１１にお
けるオンチップマイクロレンズの作製方法は実施例−９
と異なる。第１及び第２の熱変形樹脂層は、レンズ材層
のエッチング時のマスクとして機能し、第１及び第２の
レンズ部９０，９２はレンズ材層２２から構成される。
【０１５７】実施例−１１のオンチップマイクロレンズ
における、受光部分１０と第１のレンズ部９０と第２の
レンズ部９２の配置関係は図２３と同様である。またオ
ンチップマイクロレンズの断面を図２９の（Ａ）及び
（Ｂ）に示す。図２９の（Ａ）は、図２３の（Ｂ）の線
ＸＸＩＶ（Ａ）−ＸＸＩＶ（Ａ）に沿った１つのオンチ
ップマイクロレンズの模式的な断面図であり、図２９の
（Ｂ）は、図２３の（Ｄ）の線ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩ
Ｖ（Ｂ）に沿った１つのオンチップマイクロレンズの模
式的な断面図である。尚、図２９において、参照番号１
は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参照番号２
０は下地材料層、参照番号２２はレンズ材層、参照番号
９０は第１のレンズ部、参照番号９２は第２のレンズ
部、参照番号９４は保護膜である。
における、受光部分１０と第１のレンズ部９０と第２の
レンズ部９２の配置関係は図２３と同様である。またオ
ンチップマイクロレンズの断面を図２９の（Ａ）及び
（Ｂ）に示す。図２９の（Ａ）は、図２３の（Ｂ）の線
ＸＸＩＶ（Ａ）−ＸＸＩＶ（Ａ）に沿った１つのオンチ
ップマイクロレンズの模式的な断面図であり、図２９の
（Ｂ）は、図２３の（Ｄ）の線ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩ
Ｖ（Ｂ）に沿った１つのオンチップマイクロレンズの模
式的な断面図である。尚、図２９において、参照番号１
は固体撮像素子、参照番号１０は受光部分、参照番号２
０は下地材料層、参照番号２２はレンズ材層、参照番号
９０は第１のレンズ部、参照番号９２は第２のレンズ
部、参照番号９４は保護膜である。
【０１５８】実施例−１１のオンチップマイクロレンズ
アレイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイク
ロレンズは、第５の態様のオンチップマイクロレンズの
作製方法によって作製することができる。即ち、（イ）
レンズ材層２２上に第１の熱変形樹脂層８０を形成した
後、第１の熱変形樹脂層８０をパターニングし、次い
で、（ロ）第１の熱変形樹脂層８０の上に第２の熱変形
樹脂層８２を形成した後、第２の熱変形樹脂層８２をパ
ターニングして、第１の熱変形樹脂層８０に隣接した第
２の熱変形樹脂層８２を形成し、その後、（ハ）第１及
び第２の熱変形樹脂層８０，８２に加熱処理を施して、
第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、且つ第２
の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、次いで、
（ニ）水平方向に組み合わされた第１及び第２の熱変形
樹脂層８０，８２をマスクとして、レンズ材層２２をエ
ッチングすることによって作製することができる。
アレイの少なくとも周辺部に位置するオンチップマイク
ロレンズは、第５の態様のオンチップマイクロレンズの
作製方法によって作製することができる。即ち、（イ）
レンズ材層２２上に第１の熱変形樹脂層８０を形成した
後、第１の熱変形樹脂層８０をパターニングし、次い
で、（ロ）第１の熱変形樹脂層８０の上に第２の熱変形
樹脂層８２を形成した後、第２の熱変形樹脂層８２をパ
ターニングして、第１の熱変形樹脂層８０に隣接した第
２の熱変形樹脂層８２を形成し、その後、（ハ）第１及
び第２の熱変形樹脂層８０，８２に加熱処理を施して、
第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、且つ第２
の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、次いで、
（ニ）水平方向に組み合わされた第１及び第２の熱変形
樹脂層８０，８２をマスクとして、レンズ材層２２をエ
ッチングすることによって作製することができる。
【０１５９】実施例−１１においては、加熱処理時の粘
度が異なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び
第２の熱変形樹脂層を使用する。これによって、加熱処
理工程において熱変形樹脂層を変形（リフロー）させた
とき、レンズ形状の第２の熱変形樹脂層８２の曲率半径
の方が、レンズ形状の第１の熱変形樹脂層８０の曲率半
径よりも小さくなる。その結果、レンズ材層２２をエッ
チングして形成される第２のレンズ部９２の焦点距離ｆ
bの方が、第１のレンズ部９０の焦点距離ｆaよりも短く
なる。
度が異なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び
第２の熱変形樹脂層を使用する。これによって、加熱処
理工程において熱変形樹脂層を変形（リフロー）させた
とき、レンズ形状の第２の熱変形樹脂層８２の曲率半径
の方が、レンズ形状の第１の熱変形樹脂層８０の曲率半
径よりも小さくなる。その結果、レンズ材層２２をエッ
チングして形成される第２のレンズ部９２の焦点距離ｆ
bの方が、第１のレンズ部９０の焦点距離ｆaよりも短く
なる。
【０１６０】以下、オンチップマイクロレンズアレイの
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図３０及び図３１を参照して、実施例−１
１のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図３０及び図３１において、図２３の（Ｄ）の線Ｘ
ＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１つのオンチッ
プマイクロレンズの模式的な断面を示す。
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図３０及び図３１を参照して、実施例−１
１のオンチップマイクロレンズの作製方法を説明する。
尚、図３０及び図３１において、図２３の（Ｄ）の線Ｘ
ＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１つのオンチッ
プマイクロレンズの模式的な断面を示す。
【０１６１】［工程−１１００］
受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成された
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する。かかる透明平坦化層は透明樹
脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために
形成されている。次いで、透明平坦化層２０の上にレン
ズ材層２２を形成する（図３０の（Ａ）参照）。このレ
ンズ材層２２が後の工程で加工されてオンチップマイク
ロレンズとなる。
固体撮像素子１上に、平坦化及び焦点距離調節用の透明
平坦化層２０を形成する。かかる透明平坦化層は透明樹
脂から構成され、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために
形成されている。次いで、透明平坦化層２０の上にレン
ズ材層２２を形成する（図３０の（Ａ）参照）。このレ
ンズ材層２２が後の工程で加工されてオンチップマイク
ロレンズとなる。
【０１６２】［工程−１１１０］
次に、レンズ材層２２の表面に、エッチング時のマスク
として機能する第１の熱変形樹脂層８０を形成する。か
かる第１の熱変形樹脂層８０は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。
として機能する第１の熱変形樹脂層８０を形成する。か
かる第１の熱変形樹脂層８０は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。
【０１６３】［工程−１１２０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第１の
熱変形樹脂層８０をパターニングし、少なくとも受光部
分１０の上方に、パターニングされた第１の熱変形樹脂
層８０を形成する（図３０の（Ｂ）参照）。第１の熱変
形樹脂層８０の形状を、例えば楕円を適切な形状に切断
した形状とすることができる。
熱変形樹脂層８０をパターニングし、少なくとも受光部
分１０の上方に、パターニングされた第１の熱変形樹脂
層８０を形成する（図３０の（Ｂ）参照）。第１の熱変
形樹脂層８０の形状を、例えば楕円を適切な形状に切断
した形状とすることができる。
【０１６４】［工程−１１３０］
次に、レンズ材層２２の表面に、エッチング時のマスク
として機能する第２の熱変形樹脂層８２を形成する。か
かる第２の熱変形樹脂層８２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。第２の熱変形樹脂層８２の厚さと第
１の熱変形樹脂層８０の厚さを概ね等しくする。尚、第
１の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度と
異なる粘度を有する材料から構成された第２の熱変形樹
脂層を使用する。実施例−１１においては、第２の熱変
形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度が、第１の
熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度よりも
高い。また、第２の熱変形樹脂層の形成時及び加熱処理
時、第１の熱変形樹脂層と第２の熱変形樹脂層が互いに
混ざり合わないことが望ましい。
として機能する第２の熱変形樹脂層８２を形成する。か
かる第２の熱変形樹脂層８２は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。第２の熱変形樹脂層８２の厚さと第
１の熱変形樹脂層８０の厚さを概ね等しくする。尚、第
１の熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度と
異なる粘度を有する材料から構成された第２の熱変形樹
脂層を使用する。実施例−１１においては、第２の熱変
形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度が、第１の
熱変形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度よりも
高い。また、第２の熱変形樹脂層の形成時及び加熱処理
時、第１の熱変形樹脂層と第２の熱変形樹脂層が互いに
混ざり合わないことが望ましい。
【０１６５】［工程−１１４０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第２の
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図３０の（Ｃ）
参照）。第２の熱変形樹脂層８２の形状は、例えば楕円
を適切な形状に切断した形状とすることができ、第１の
熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹脂層８２とは、各々
の切断部分において接している。実施例−１１において
は、実施例−９と同様に、オンチップマイクロレンズア
レイの中心点から遠い方の領域に第２の熱変形樹脂層８
２を形成した。
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図３０の（Ｃ）
参照）。第２の熱変形樹脂層８２の形状は、例えば楕円
を適切な形状に切断した形状とすることができ、第１の
熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹脂層８２とは、各々
の切断部分において接している。実施例−１１において
は、実施例−９と同様に、オンチップマイクロレンズア
レイの中心点から遠い方の領域に第２の熱変形樹脂層８
２を形成した。
【０１６６】［工程−１１５０］
その後、加熱処理を施し、パターニングされた第１の熱
変形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を変形（リ
フロー）させて、第１の熱変形樹脂層８０及び第２の熱
変形樹脂層８２をレンズ形状にする（図３１の（Ａ）参
照）。実施例−１１においては、加熱処理時の粘度が異
なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び第２の
熱変形樹脂層を使用するので、レンズ形状の第２の熱変
形樹脂層８２の曲率半径の方が、レンズ形状の第１の熱
変形樹脂層８０の曲率半径よりも小さくなる。
変形樹脂層８０及び第２の熱変形樹脂層８２を変形（リ
フロー）させて、第１の熱変形樹脂層８０及び第２の熱
変形樹脂層８２をレンズ形状にする（図３１の（Ａ）参
照）。実施例−１１においては、加熱処理時の粘度が異
なる材料から構成された第１の熱変形樹脂層及び第２の
熱変形樹脂層を使用するので、レンズ形状の第２の熱変
形樹脂層８２の曲率半径の方が、レンズ形状の第１の熱
変形樹脂層８０の曲率半径よりも小さくなる。
【０１６７】［工程−１１６０］
次いで、水平方向に組み合わされた第１及び第２の熱変
形樹脂層８０，８２をマスクとして、レンズ材層２２の
垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、
例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチングとする
ことができる。これによって、レンズ材層２２は、第１
及び第２の熱変形樹脂層８０，８２の形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図３１の（Ｂ）に
示す。第１及び第２の熱変形樹脂層８０，８２の全部又
は一部が除去され、レンズ材層２２が所定の形状に加工
された時点でエッチングを終了させる。
形樹脂層８０，８２をマスクとして、レンズ材層２２の
垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、
例えば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチングとする
ことができる。これによって、レンズ材層２２は、第１
及び第２の熱変形樹脂層８０，８２の形状を反映しなが
らエッチングされていく。この状態を図３１の（Ｂ）に
示す。第１及び第２の熱変形樹脂層８０，８２の全部又
は一部が除去され、レンズ材層２２が所定の形状に加工
された時点でエッチングを終了させる。
【０１６８】こうして、レンズ材層２２から成り、水平
方向に組み合わされた第１のレンズ部９０及び第２のレ
ンズ部９２を有するオンチップマイクロレンズが形成さ
れる。第１及び第２のレンズ部９０，９２の形状は半ド
ーム状である。２つのレンズ形状が組み合わされた熱変
形樹脂層をエッチングマスクに用いて形成された実施例
−１１のオンチップマイクロレンズにおいては、オンチ
ップマイクロレンズの仮想切断面を含む平面における焦
点距離と、かかる仮想切断面とは異なる平面における焦
点距離を変えることができる。
方向に組み合わされた第１のレンズ部９０及び第２のレ
ンズ部９２を有するオンチップマイクロレンズが形成さ
れる。第１及び第２のレンズ部９０，９２の形状は半ド
ーム状である。２つのレンズ形状が組み合わされた熱変
形樹脂層をエッチングマスクに用いて形成された実施例
−１１のオンチップマイクロレンズにおいては、オンチ
ップマイクロレンズの仮想切断面を含む平面における焦
点距離と、かかる仮想切断面とは異なる平面における焦
点距離を変えることができる。
【０１６９】（実施例−１２）
実施例−１２も、実施例−１１と同様に、複数のオンチ
ップマイクロレンズが配列されたオンチップマイクロレ
ンズアレイに関する。実施例−１２が実施例−１１と相
違する点は、その作製方法にある。実施例−１１におい
ては、加熱処理時の粘度が異なる材料から構成された第
１の熱変形樹脂層及び第２の熱変形樹脂層を使用した。
これに対して、実施例−１２においては、パターニング
された第１の熱変形樹脂層の厚さと、パターニングされ
た第２の熱変形樹脂層の厚さが異なる。第１及び第２の
熱変形樹脂層は、レンズ材層のエッチング時のマスクと
して機能する。
ップマイクロレンズが配列されたオンチップマイクロレ
ンズアレイに関する。実施例−１２が実施例−１１と相
違する点は、その作製方法にある。実施例−１１におい
ては、加熱処理時の粘度が異なる材料から構成された第
１の熱変形樹脂層及び第２の熱変形樹脂層を使用した。
これに対して、実施例−１２においては、パターニング
された第１の熱変形樹脂層の厚さと、パターニングされ
た第２の熱変形樹脂層の厚さが異なる。第１及び第２の
熱変形樹脂層は、レンズ材層のエッチング時のマスクと
して機能する。
【０１７０】例えば、第２の熱変形樹脂層の厚さを、第
１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚くすれば、エッチング
によって得られた第２のレンズ部の曲率半径は第１のレ
ンズ部の曲率半径よりも小さくなり、第２のレンズ部の
焦点距離ｆbは第１のレンズ部の焦点距離ｆaよりも短く
なる。
１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚くすれば、エッチング
によって得られた第２のレンズ部の曲率半径は第１のレ
ンズ部の曲率半径よりも小さくなり、第２のレンズ部の
焦点距離ｆbは第１のレンズ部の焦点距離ｆaよりも短く
なる。
【０１７１】以下、オンチップマイクロレンズアレイの
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図３２を参照して、実施例−１２のオンチ
ップマイクロレンズの作製方法を説明する。図２３の線
ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１つのオンチ
ップマイクロレンズの模式的な断面を図３２に示す。
尚、実施例−１２のオンチップマイクロレンズの作製方
法の内、実施例−１１の［工程−１１００］〜［工程−
１１２０］、及び［工程−１１５０］〜［工程−１１６
０］で説明した工程は同じであり、詳細な説明は省略す
る。実施例−１２においては、実施例−１１と相違する
工程のみを説明する。
周辺部に位置するオンチップマイクロレンズの模式的な
断面図である図３２を参照して、実施例−１２のオンチ
ップマイクロレンズの作製方法を説明する。図２３の線
ＸＸＩＶ（Ｂ）−ＸＸＩＶ（Ｂ）に沿った１つのオンチ
ップマイクロレンズの模式的な断面を図３２に示す。
尚、実施例−１２のオンチップマイクロレンズの作製方
法の内、実施例−１１の［工程−１１００］〜［工程−
１１２０］、及び［工程−１１５０］〜［工程−１１６
０］で説明した工程は同じであり、詳細な説明は省略す
る。実施例−１２においては、実施例−１１と相違する
工程のみを説明する。
【０１７２】［工程−１２００］
実施例−１１の［工程−１１２０］の後、全面に、オン
チップマイクロレンズの材料である第２の熱変形樹脂層
８２を形成する。かかる第２の熱変形樹脂層８２は、フ
ォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。第１の熱変形樹
脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度と、第２の熱変
形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度は、同じで
あっても異なっていてもよい。尚、第２の熱変形樹脂層
の形成時及び加熱処理時、第１の熱変形樹脂層と第２の
熱変形樹脂層が互いに混ざり合わないことが望ましい。
チップマイクロレンズの材料である第２の熱変形樹脂層
８２を形成する。かかる第２の熱変形樹脂層８２は、フ
ォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。第１の熱変形樹
脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度と、第２の熱変
形樹脂層を構成する材料の加熱処理時の粘度は、同じで
あっても異なっていてもよい。尚、第２の熱変形樹脂層
の形成時及び加熱処理時、第１の熱変形樹脂層と第２の
熱変形樹脂層が互いに混ざり合わないことが望ましい。
【０１７３】［工程−１２１０］
次いで、従来のフォトリソグラフィ技術によって第２の
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図３２の（Ａ）
参照）。オンチップマイクロレンズアレイの中心点から
遠い方のオンチップマイクロレンズの領域に第２の熱変
形樹脂層８２を形成した。第２の熱変形樹脂層８２の形
状は、例えば楕円を適切な形状に切断した形状とするこ
とができる。第１の熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹
脂層８２とは、各々の切断部分において接している。パ
ターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さは、パター
ニングされた第１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚い。
熱変形樹脂層８２をパターニングする（図３２の（Ａ）
参照）。オンチップマイクロレンズアレイの中心点から
遠い方のオンチップマイクロレンズの領域に第２の熱変
形樹脂層８２を形成した。第２の熱変形樹脂層８２の形
状は、例えば楕円を適切な形状に切断した形状とするこ
とができる。第１の熱変形樹脂層８０と第２の熱変形樹
脂層８２とは、各々の切断部分において接している。パ
ターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚さは、パター
ニングされた第１の熱変形樹脂層の厚さよりも厚い。
【０１７４】以降、実施例−１１の［工程−１１５０］
及び［工程−１１６０］と同様に、加熱処理を施し、パ
ターニングされた第１の熱変形樹脂層８０及び第２の熱
変形樹脂層８２を変形（リフロー）させた後（図３２の
（Ｂ）参照）、第１及び第２の熱変形樹脂層８０，８２
をマスクとしてレンズ材層２２をエッチングして、レン
ズ材層から第１のレンズ部９０及び第２のレンズ部９２
を形成する。レンズ材層２２のエッチング途中の状態を
図３２の（Ｃ）に示す。その後、全面を保護膜（図示せ
ず）で被覆する。
及び［工程−１１６０］と同様に、加熱処理を施し、パ
ターニングされた第１の熱変形樹脂層８０及び第２の熱
変形樹脂層８２を変形（リフロー）させた後（図３２の
（Ｂ）参照）、第１及び第２の熱変形樹脂層８０，８２
をマスクとしてレンズ材層２２をエッチングして、レン
ズ材層から第１のレンズ部９０及び第２のレンズ部９２
を形成する。レンズ材層２２のエッチング途中の状態を
図３２の（Ｃ）に示す。その後、全面を保護膜（図示せ
ず）で被覆する。
【０１７５】こうして、第１及び第２のレンズ部が水平
方向に組み合わされており、第１及び第２のレンズ部９
０，９２の形状は半ドーム状である、オンチップマイク
ロレンズを作製することができる。
方向に組み合わされており、第１及び第２のレンズ部９
０，９２の形状は半ドーム状である、オンチップマイク
ロレンズを作製することができる。
【０１７６】実施例−１２においては、パターニングさ
れた第２の熱変形樹脂層の厚さが、パターニングされた
第１の熱変形樹脂層の厚さより厚い。これによって、加
熱処理工程において熱変形樹脂層を変形（リフロー）さ
せたとき、第２の熱変形樹脂層８２のレンズ形状の曲率
半径の方が、第１の熱変形樹脂層８０のレンズ形状の曲
率半径よりも小さくなる。その結果、第２の熱変形樹脂
層８２から形成された第２のレンズ部９２の曲率半径の
方が、第１の熱変形樹脂層８０から形成された第１のレ
ンズ部９０レンズ形状の曲率半径よりも小さくなる。そ
れ故、第２のレンズ部９２の焦点距離ｆbの方が、第１
のレンズ部９０の焦点距離ｆaよりも短くなる。
れた第２の熱変形樹脂層の厚さが、パターニングされた
第１の熱変形樹脂層の厚さより厚い。これによって、加
熱処理工程において熱変形樹脂層を変形（リフロー）さ
せたとき、第２の熱変形樹脂層８２のレンズ形状の曲率
半径の方が、第１の熱変形樹脂層８０のレンズ形状の曲
率半径よりも小さくなる。その結果、第２の熱変形樹脂
層８２から形成された第２のレンズ部９２の曲率半径の
方が、第１の熱変形樹脂層８０から形成された第１のレ
ンズ部９０レンズ形状の曲率半径よりも小さくなる。そ
れ故、第２のレンズ部９２の焦点距離ｆbの方が、第１
のレンズ部９０の焦点距離ｆaよりも短くなる。
【０１７７】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。オンチップマイクロレンズは、垂直方向あるい
は水平方向に組み合わされた２つのレンズ部を有するも
のとして説明したが、垂直方向あるいは水平方向に組み
合わされた３つ以上のレンズ部を有していてもよい。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。オンチップマイクロレンズは、垂直方向あるい
は水平方向に組み合わされた２つのレンズ部を有するも
のとして説明したが、垂直方向あるいは水平方向に組み
合わされた３つ以上のレンズ部を有していてもよい。
【０１７８】例えば、実施例−１にて説明した円筒状の
下側レンズ部とドーム状の上側レンズを有するオンチッ
プマイクロレンズの上に、実施例−５にて説明したドー
ム状の上側レンズ部を形成することによって、３層のレ
ンズ部から構成されたオンチップマイクロレンズ及びか
かるオンチップマイクロレンズを少なくとも周辺部に有
するオンチップマイクロレンズアレイを作製することが
できる。
下側レンズ部とドーム状の上側レンズを有するオンチッ
プマイクロレンズの上に、実施例−５にて説明したドー
ム状の上側レンズ部を形成することによって、３層のレ
ンズ部から構成されたオンチップマイクロレンズ及びか
かるオンチップマイクロレンズを少なくとも周辺部に有
するオンチップマイクロレンズアレイを作製することが
できる。
【０１７９】更に、例えば、オンチップマイクロレンズ
は、下側レンズ部の上に、２つのレンズ部が水平方向に
組み合わされた上側レンズ部を有していてもよい。
は、下側レンズ部の上に、２つのレンズ部が水平方向に
組み合わされた上側レンズ部を有していてもよい。
【０１８０】下側レンズ部並びに上側レンズ部、あるい
は第１並びに第２のレンズ部の材質、レンズ形状は例示
であり、適宜変更することができる。また、これらのレ
ンズ部の形成方法の組み合わせを適宜変更することがで
きる。オンチップマイクロレンズアレイの各領域毎に、
オンチップマイクロレンズの大きさを変化させることも
できる。また、各レンズ部の平面射影形状を、例えば円
形や多角形等、適宜選択することができる。下側レンズ
部と上側レンズ部の間に、適切な透明材料層を設けるこ
とも可能である。レンズ部の形状が円筒状の場合、母線
方向にレンズ部が不連続であってもよい。更に、各オン
チップマイクロレンズは受光部分の中心を通る法線上に
なくともよい。
は第１並びに第２のレンズ部の材質、レンズ形状は例示
であり、適宜変更することができる。また、これらのレ
ンズ部の形成方法の組み合わせを適宜変更することがで
きる。オンチップマイクロレンズアレイの各領域毎に、
オンチップマイクロレンズの大きさを変化させることも
できる。また、各レンズ部の平面射影形状を、例えば円
形や多角形等、適宜選択することができる。下側レンズ
部と上側レンズ部の間に、適切な透明材料層を設けるこ
とも可能である。レンズ部の形状が円筒状の場合、母線
方向にレンズ部が不連続であってもよい。更に、各オン
チップマイクロレンズは受光部分の中心を通る法線上に
なくともよい。
【０１８１】
【発明の効果】本発明のオンチップマイクロレンズは、
例えば横方向及び縦方向における曲率半径を独立して最
適化し得るので、正確に制御され最適化された複数の焦
点距離を有することができる。それ故、固体撮像素子の
受光部分の最大集光効率を達成することができ、受光部
分におけるケラレを効果的に防止することができ、シェ
ーディング現象、スミアといった問題が発生することを
抑制することができる。
例えば横方向及び縦方向における曲率半径を独立して最
適化し得るので、正確に制御され最適化された複数の焦
点距離を有することができる。それ故、固体撮像素子の
受光部分の最大集光効率を達成することができ、受光部
分におけるケラレを効果的に防止することができ、シェ
ーディング現象、スミアといった問題が発生することを
抑制することができる。
【０１８２】本発明のオンチップマイクロレンズアレイ
は、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺
部に向かってオンチップマイクロレンズの焦点距離が変
化しているので、周辺部においてもオンチップマイクロ
レンズによって受光部分に確実に集光させることがで
き、固体撮像素子の受光部分におけるケラレを効果的に
防止することができ、シェーディング現象、感度低下と
いった問題が発生することを抑制することができる。
は、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺
部に向かってオンチップマイクロレンズの焦点距離が変
化しているので、周辺部においてもオンチップマイクロ
レンズによって受光部分に確実に集光させることがで
き、固体撮像素子の受光部分におけるケラレを効果的に
防止することができ、シェーディング現象、感度低下と
いった問題が発生することを抑制することができる。
【０１８３】本発明の第１乃至第５の態様にかかるオン
チップマイクロレンズの作製方法により、本発明のオン
チップマイクロレンズあるいはオンチップマイクロレン
ズアレイを容易に且つ正確に制御された状態で作製する
ことができる。
チップマイクロレンズの作製方法により、本発明のオン
チップマイクロレンズあるいはオンチップマイクロレン
ズアレイを容易に且つ正確に制御された状態で作製する
ことができる。
【図１】実施例−１のオンチップマイクロレンズの模式
的な一部平面図である。
的な一部平面図である。
【図２】実施例−１のオンチップマイクロレンズの模式
的な一部断面図である。
的な一部断面図である。
【図３】実施例−１のオンチップマイクロレンズの作製
工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの模
式的な一部断面図である。
工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの模
式的な一部断面図である。
【図４】図３に引き続き、実施例−１のオンチップマイ
クロレンズの作製工程を説明するための、オンチップマ
イクロレンズの模式的な一部断面図である。
クロレンズの作製工程を説明するための、オンチップマ
イクロレンズの模式的な一部断面図である。
【図５】実施例−１のオンチップマイクロレンズにおけ
る集光状態を説明するための模式図である。
る集光状態を説明するための模式図である。
【図６】実施例−２のオンチップマイクロレンズの模式
的な一部平面図である。
的な一部平面図である。
【図７】実施例−２のオンチップマイクロレンズの模式
的な一部断面図である。
的な一部断面図である。
【図８】実施例−２のオンチップマイクロレンズの作製
工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの模
式的な一部断面図である。
工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの模
式的な一部断面図である。
【図９】図８に引き続き、実施例−２のオンチップマイ
クロレンズの作製工程を説明するための、オンチップマ
イクロレンズの模式的な一部断面図である。
クロレンズの作製工程を説明するための、オンチップマ
イクロレンズの模式的な一部断面図である。
【図１０】実施例−３のオンチップマイクロレンズの作
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
【図１１】実施例−４のオンチップマイクロレンズの作
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
【図１２】実施例−５のオンチップマイクロレンズの模
式的な一部平面図である。
式的な一部平面図である。
【図１３】実施例−５のオンチップマイクロレンズの模
式的な一部断面図である。
式的な一部断面図である。
【図１４】実施例−５のオンチップマイクロレンズの作
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
【図１５】図１４に引き続き、実施例−５のオンチップ
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
【図１６】実施例−５のオンチップマイクロレンズにお
ける集光状態を説明するための模式図である。
ける集光状態を説明するための模式図である。
【図１７】実施例−６のオンチップマイクロレンズの模
式的な一部平面図である。
式的な一部平面図である。
【図１８】実施例−６のオンチップマイクロレンズの模
式的な一部断面図である。
式的な一部断面図である。
【図１９】実施例−６のオンチップマイクロレンズの作
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
【図２０】図１９に引き続き、実施例−６のオンチップ
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
【図２１】実施例−７のオンチップマイクロレンズの作
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
【図２２】実施例−８のオンチップマイクロレンズの作
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
【図２３】実施例−９のオンチップマイクロレンズの模
式的な一部平面図である。
式的な一部平面図である。
【図２４】実施例−９のオンチップマイクロレンズの模
式的な一部断面図である。
式的な一部断面図である。
【図２５】実施例−９のオンチップマイクロレンズの作
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
【図２６】図２５に引き続き、実施例−９のオンチップ
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
【図２７】実施例−９のオンチップマイクロレンズにお
ける集光状態を説明するための模式図である。
ける集光状態を説明するための模式図である。
【図２８】実施例−１０のオンチップマイクロレンズの
作製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズ
の模式的な一部断面図である。
作製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズ
の模式的な一部断面図である。
【図２９】実施例−１０のオンチップマイクロレンズの
模式的な一部断面図である。
模式的な一部断面図である。
【図３０】実施例−１１のオンチップマイクロレンズの
作製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズ
の模式的な一部断面図である。
作製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズ
の模式的な一部断面図である。
【図３１】図３１に引き続き、実施例−１１のオンチッ
プマイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチ
ップマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
プマイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチ
ップマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
【図３２】実施例−１２のオンチップマイクロレンズの
作製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズ
の模式的な一部断面図である。
作製工程を説明するための、オンチップマイクロレンズ
の模式的な一部断面図である。
【図３３】従来のオンチップマイクロレンズの作製工程
を説明するための、オンチップマイクロレンズの模式的
な一部断面図である。
を説明するための、オンチップマイクロレンズの模式的
な一部断面図である。
【図３４】図３３に示したとは別の、従来のオンチップ
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
マイクロレンズの作製工程を説明するための、オンチッ
プマイクロレンズの模式的な一部断面図である。
【図３５】従来のオンチップマイクロレンズの問題点を
説明するための模式図である。
説明するための模式図である。
【図３６】従来のオンチップマイクロレンズの別の問題
点を説明するための模式図である。
点を説明するための模式図である。
１ 固体撮像素子
１０ 受光部分
２０ 下地材料層
２２ レンズ材層
３０，５０，８０ 第１の熱変形樹脂層
３２，６０ 下側レンズ部
４０，５２，８２ 第２の熱変形樹脂層
４２，６２ 上側レンズ部
３４，４４，６４ 保護膜
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ オンチップマイクロ
レンズアレイの領域 ９０ 第１のレンズ部 ９２ 第２のレンズ部
レンズアレイの領域 ９０ 第１のレンズ部 ９２ 第２のレンズ部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−132502（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−53007（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−286360（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−278582（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−252074（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−233759（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−226073（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−75382（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−61277（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−37165（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−283572（ＪＰ，Ａ)
特公 昭40−13313（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 27/14
G02B 3/00
H04N 5/335
Claims (33)
- 【請求項１】 複数のオンチップマイクロレンズが配列さ
れたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向かうに従い、各オンチップマイクロレンズを構成する
上側レンズ部の大きさを漸次大きくしたことを特徴とす
るオンチップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項２】オンチップマイクロレンズアレイの中心点
から遠い方の下側レンズ部の領域上に上側レンズ部が形
成されていることを特徴とする請求項１に記載のオンチ
ップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項３】オンチップマイクロレンズアレイの中心点
と１つのオンチップマイクロレンズの中心点を含む平面
で該オンチップマイクロレンズを垂直に切断したときの
切断面における、オンチップマイクロレンズアレイの中
心点から遠い方のオンチップマイクロレンズの領域の焦
点距離は、該切断面における、オンチップマイクロレン
ズの中心点に近いオンチップマイクロレンズの領域の焦
点距離よりも短いことを特徴とする請求項２に記載のオ
ンチップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項４】下側レンズ部及び上側レンズ部の各々の形
状はドーム状であることを特徴とする請求項１乃至請求
項３のいずれか１項に記載のオンチップマイクロレンズ
アレイ。 - 【請求項５】複数のオンチップマイクロレンズが配列さ
れたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
を構成する上側レンズ部の大きさは略等しく、 且つ、周
辺部に近い領域ほど各オンチップマイクロレンズを構成
する上側レンズ部の大きさを大きくしたことを特徴とす
るオンチップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項６】オンチップマイクロレンズアレイの中心点
から遠い方の下側レンズ部の領域上に上側レンズ部が形
成されていることを特徴とする請求項５に記載のオンチ
ップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項７】オンチップマイクロレンズアレイの中心点
と１つのオンチップマイクロレンズの中心点を含む平面
で該オンチップマイクロレンズを垂直に切断したときの
切断面における、オンチップマイクロレンズアレイの中
心点から遠い方のオンチップマイクロレンズの領域の焦
点距離は、該切断面における、オンチップマイクロレン
ズの中心点に近いオンチップマイクロレンズの領域の焦
点距離よりも短いことを特徴とする請求項６に記載のオ
ンチップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項８】下側レンズ部及び上側レンズ部の各々の形
状はドーム状であることを特徴とする請求項５乃至請求
項７のいずれか１項に記載のオンチップマイクロレンズ
アレイ。 - 【請求項９】 複数のオンチップマイクロレンズが配列さ
れたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向うに従い、各オンチップマイクロレンズの（第１のレ
ンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を
漸次小さくしたことを特徴とするオンチップマイクロレ
ンズアレイ。 - 【請求項１０】オンチップマイクロレンズアレイの中心
点から遠いオンチップマイクロレンズの領域に第２のレ
ンズ部が形成され、オンチップマイクロレンズの中心点
に近いオンチップマイクロレンズの領域に第１のレンズ
部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の
オンチップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項１１】オンチップマイクロレンズアレイの中心
点と１つのオンチッ プマイクロレンズの中心点を含む平
面で該オンチップマイクロレンズを垂直に切断したとき
の切断面における第２のレンズ部の焦点距離は、該切断
面における第１のレンズ部焦点距離よりも短いことを特
徴とする請求項１０に記載のオンチップマイクロレンズ
アレイ。 - 【請求項１２】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
の（第１のレンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大
きさ）の値は略等しく、且つ、周辺部に近い領域ほど各
オンチップマイクロレンズの（第１のレンズ部の大き
さ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を小さくしたこ
とを特徴とするオンチップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項１３】オンチップマイクロレンズアレイの中心
点から遠いオンチップマイクロレンズの領域に第２のレ
ンズ部が形成され、オンチップマイクロレンズの中心点
に近いオンチップマイクロレンズの領域に第１のレンズ
部が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載
のオンチップマイクロレンズアレイ。 - 【請求項１４】オンチップマイクロレンズアレイの中心
点と１つのオンチップマイクロレンズの中心点を含む平
面で該オンチップマイクロレンズを垂直に切断したとき
の切断面における第２のレンズ部の焦点距離は、該切断
面における第１のレンズ部焦点距離よりも短いことを特
徴とする請求項１３に記載のオンチップマイクロレンズ
アレイ。 - 【請求項１５】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向かうに従い、各オンチップマイクロレンズを構成する
上側レンズ部の大きさを漸次大きくしたオンチップマイ
クロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加
熱処理を施して、該第１の熱変形樹脂層から所定のレン
ズ形状を有する下側レンズ部を形成する工程と、 （ロ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングして、オン
チップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に向か
うに従い第２の熱変形樹脂層の大きさが漸次大きくなる
ように、下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を残
し、次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂
層から所定のレンズ形状を有する上側レンズ部を形成す
る工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項１６】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
を構成する上側レンズ部の大きさは略等しく、且つ、周
辺部に近い領域ほど各オンチップマイクロレンズを構成
する上側レンズ部の大きさを大きくしたオンチップマイ
クロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加
熱処理を施して、該第１の熱変形樹脂層から所定のレン
ズ形状を有する下側レンズ部を形成する工程と、 （ロ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングして、オン
チップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けたと
き、各領域内においては第２の熱変形樹脂層の大きさが
略等しくなるよう に、且つ、周辺部に近い領域ほど第２
の熱変形樹脂層の大きさが大きくなるように、下側レン
ズ部の上に第２の熱変形樹脂層を残し、次いで加熱処理
を施して、かかる第２の熱変形樹脂層から所定のレンズ
形状を有する上側レンズ部を形成する工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項１７】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向かうに従い、各オンチップマイクロレンズを構成する
上側レンズ部の大きさを漸次大きくしたオンチップマイ
クロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加
熱処理を施して、該第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ
形状にする工程と、 （ロ）レンズ状の第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変
形樹脂層を形成した後、該第２の熱変形樹脂層をパター
ニングして、オンチップマイクロレンズアレイの中央部
から周辺部に向かうに従い第２の熱変形樹脂層の大きさ
が漸次大きくなるように、第１の熱変形樹脂層の上に第
２の熱変形樹脂層を残し、次いで加熱処理を施して、か
かる第２の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にする工程
と、 （ハ）垂直方向に組み合わされた該第１及び第２の熱変
形樹脂層をマスクとして、レンズ材層をエッチングする
工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項１８】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有 し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
を構成する上側レンズ部の大きさは略等しく、且つ、周
辺部に近い領域ほど各オンチップマイクロレンズを構成
する上側レンズ部の大きさを大きくしたオンチップマイ
クロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加
熱処理を施して、該第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ
形状にする工程と、 （ロ）レンズ状の第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変
形樹脂層を形成した後、該第２の熱変形樹脂層をパター
ニングして、オンチップマイクロレンズアレイを複数の
領域に分けたとき、各領域内においては第２の熱変形樹
脂層の大きさが略等しくなるように、且つ、周辺部に近
い領域ほど第２の熱変形樹脂層の大きさが大きくなるよ
うに、第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層を
残し、次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹
脂層を所定のレンズ形状にする工程と、 （ハ）垂直方向に組み合わされた該第１及び第２の熱変
形樹脂層をマスクとして、レンズ材層をエッチングする
工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項１９】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向かうに従い、各オンチップマイクロレンズを構成する
上側レンズ部の大きさを漸次大きくしたオンチップマイ
クロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加
熱処理を施して、該第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ
形状にする工程と、 （ロ）該第１の熱変形樹脂層をマスクとして、レンズ材
層をエッチングして、レンズ材層から下側レンズ部を形
成する工程と、 （ハ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングして、オン
チップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に向か
うに従い第２の熱変形樹脂層の大きさが漸次大きくなる
ように、下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を残
し、次いで加熱処理を施して、かかる第２の熱変形樹脂
層を所定のレンズ形状にする工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項２０】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
を構成する上側レンズ部の大きさは略等しく、且つ、周
辺部に近い領域ほど各オンチップマイクロレンズを構成
する上側レンズ部の大きさを大きくしたオンチップマイ
クロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングし、次いで加
熱処理を施して、該第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ
形状にする工程と、 （ロ）該第１の熱変形樹脂層をマスクとして、レンズ材
層をエッチングして、レンズ材層から下側レンズ部を形
成する工程と、 （ハ）下側レンズ部の上に第２の熱変形樹脂層を形成し
た後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングして、オン
チップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けたと
き、各領域内においては第２の熱変形樹脂層の大きさが
略等しくなるように、且つ、周辺部に近い領域ほど第２
の熱変形樹脂層の大きさが大きくなるよう に、下側レン
ズ部の上に第２の熱変形樹脂層を残し、次いで加熱処理
を施して、かかる第２の熱変形樹脂層を所定のレンズ形
状にする工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項２１】各オンチップマイクロレンズを、 前記
（ハ）の工程の後、 （ニ）前記第２の熱変形樹脂層をマスクとして、レンズ
材層をエッチングして、レンズ材層から上側レンズ部を
形成する工程、 から更に作製することを特徴とする、請求項１９又は請
求項２０に記載のオンチップマイクロレンズアレイの作
製方法。 - 【請求項２２】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向うに従い、各オンチップマイクロレンズの（第１のレ
ンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を
漸次小さくしたオンチップマイクロレンズアレイの作製
方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）該第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層
を形成した後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングし
て、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺
部に向うに従い（第１の熱変形樹脂層の大きさ）／（第
２の熱変形樹脂層の大きさ）の値が漸次小さくなるよう
に、第１の熱変形樹脂層に隣接した第２の熱変形樹脂層
を形成する工程と、 （ハ）該第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、該第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形状を有す
る第１のレンズ部を形成し、且つ該第２の熱変形樹脂層
から所定のレンズ形状を有する第２のレンズ部を形成す
る工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項２３】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
の（第１のレンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大
きさ）の値は略等しく、且つ、周辺部に近い領域ほど各
オンチップマイクロレンズの（第１のレンズ部の大き
さ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を小さくしたオ
ンチップマイクロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）下地材料層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）該第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層
を形成した後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングし
て、オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分
けたとき、各領域内においては（第１の熱変形樹脂層の
大きさ）／（第２の熱変形樹脂層の大きさ）の値は略等
しく、且つ、周辺部に近い領域ほど（第１の熱変形樹脂
層の大きさ）／（第２の熱変形樹脂層の大きさ）の値が
小さくなるように、第１の熱変形樹脂層に隣接した第２
の熱変形樹脂層を形成する工程と、 （ハ）該第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、該第１の熱変形樹脂層から所定のレンズ形状を有す
る第１のレンズ部を形成し、且つ該第２の熱変形樹脂層
から所定のレンズ形状を有する第２のレンズ部を形成す
る工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項２４】 加熱処理時の粘度が異なる材料から構成
された第１の熱変形樹脂層及び第２の熱変形樹脂層を使
用することを特徴とする請求項２２又は請求項２３に記
載のオンチップマイクロレンズアレイの作製方法。 - 【請求項２５】 パターニングされた第１の熱変形樹脂層
の厚さと、パターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚
さが異なることを特徴とする請求項２２又は請求項２３
に記載のオンチップマイクロレンズアレイの作製方法。 - 【請求項２６】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向うに従い、各オンチップマイクロレンズの（第１のレ
ンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を
漸次小さくしたオンチップマイクロレンズアレイの作製
方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）該第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層
を形成した後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングし
て、オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺
部に向うに従い（第１の熱変形樹脂層の大きさ）／（第
２の熱変形樹脂層の大きさ）の値が漸次小さくなるよう
に、第１の熱変形樹脂層に隣接した第２の熱変形樹脂層
を形成する工程と、 （ハ）該第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、該第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、且
つ該第２の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にする工程
と、 （ニ）該第１及び第２の熱変形樹脂層をマスクとして、
レンズ材層をエッチングする工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項２７】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイであって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部 を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
の（第１のレンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大
きさ）の値は略等しく、且つ、周辺部に近い領域ほど各
オンチップマイクロレンズの（第１のレンズ部の大き
さ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を小さくしたオ
ンチップマイクロレンズアレイの作製方法であって、 各オンチップマイクロレンズを、 （イ）レンズ材層上に第１の熱変形樹脂層を形成した
後、該第１の熱変形樹脂層をパターニングする工程と、 （ロ）該第１の熱変形樹脂層の上に第２の熱変形樹脂層
を形成した後、該第２の熱変形樹脂層をパターニングし
て、オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分
けたとき、各領域内においては（第１の熱変形樹脂層の
大きさ）／（第２の熱変形樹脂層の大きさ）の値は略等
しく、且つ、周辺部に近い領域ほど（第１の熱変形樹脂
層の大きさ）／（第２の熱変形樹脂層の大きさ）の値が
小さくなるように、第１の熱変形樹脂層に隣接した第２
の熱変形樹脂層を形成する工程と、 （ハ）該第１及び第２の熱変形樹脂層に加熱処理を施し
て、該第１の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にし、且
つ該第２の熱変形樹脂層を所定のレンズ形状にする工程
と、 （ニ）該第１及び第２の熱変形樹脂層をマスクとして、
レンズ材層をエッチングする工程、 から作製することを特徴とするオンチップマイクロレン
ズアレイの作製方法。 - 【請求項２８】 加熱処理時の粘度が異なる材料から構成
された第１の熱変形樹脂層及び第２の熱変形樹脂層を使
用することを特徴とする請求項２６又は請求項２７に記
載のオンチップマイクロレンズアレイの作製方法。 - 【請求項２９】 パターニングされた第１の熱変形樹脂層
の厚さと、パターニングされた第２の熱変形樹脂層の厚
さが異なることを特徴とする請求項２６又は請求項２７
に記載のオンチップマイクロレンズアレイの作製方法。 - 【請求項３０】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイを備えた光学素
子であって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向かうに従い、各オンチップマイクロレンズを構成する
上側レンズ部の大きさを漸次大きくしたことを特徴とす
る光学素子。 - 【請求項３１】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイを備えた光学素
子であって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは垂直方向に組み
合わされた上側レンズ部及び下側レンズ部を有し、該上
側レンズ部及び下側レンズ部は一体化されており、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
を構成する上側レンズ部の大きさは略等しく、且つ、周
辺部に近い領域ほど各オンチップマイクロレンズを構成
する上側レンズ部の大きさを大きくしたことを特徴とす
る光学素子。 - 【請求項３２】 複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイを備えた光学素
子であって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップマイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイの中央部から周辺部に
向うに従い、各オンチップマイクロレンズの（第１のレ
ンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を
漸次小さくしたことを特徴とする光学素子。 - 【請求項３３】複数のオンチップマイクロレンズが配列
されたオンチップマイクロレンズアレイを備えた光学素
子であって、 少なくともオンチップマイクロレンズアレイの周辺部に
配置されたオンチップ マイクロレンズは水平方向に組み
合わされた第１のレンズ部及び第２のレンズ部を有し、
該第１のレンズ部及び第２のレンズ部は一体化されてお
り、第１のレンズ部の焦点距離と第２のレンズ部の焦点
距離とは異なり、 オンチップマイクロレンズアレイを複数の領域に分けた
とき、各領域内においては各オンチップマイクロレンズ
の（第１のレンズ部の大きさ）／（第２のレンズ部の大
きさ）の値は略等しく、且つ、周辺部に近い領域ほど各
オンチップマイクロレンズの（第１のレンズ部の大き
さ）／（第２のレンズ部の大きさ）の値を小さくしたこ
とを特徴とする光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31267592A JP3401804B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | オンチップマイクロレンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイクロレンズを備えた光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31267592A JP3401804B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | オンチップマイクロレンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイクロレンズを備えた光学素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140611A JPH06140611A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3401804B2 true JP3401804B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=18032073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31267592A Expired - Lifetime JP3401804B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | オンチップマイクロレンズ及びその作製方法、並びに係るオンチップマイクロレンズを備えた光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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1992
- 1992-10-29 JP JP31267592A patent/JP3401804B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH06140611A (ja) | 1994-05-20 |
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