JP4927024B2 - Microlens formation method, alignment mark optimization method, solid-state imaging device manufacturing method, and electronic information device - Google Patents

Microlens formation method, alignment mark optimization method, solid-state imaging device manufacturing method, and electronic information device Download PDF

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Description

本発明は、マイクロレンズの形成方法、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器に関し、特に、固体撮像装置を構成するマイクロレンズの形成方法、このマイクロレンズの形成方法を用いた固体撮像装置の製造方法、並びに、この固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いた電子情報機器に関するものである。   The present invention relates to a method for forming a microlens, a method for manufacturing a solid-state imaging device, and an electronic information device, and more particularly, a method for forming a microlens that constitutes a solid-state imaging device, and a solid-state imaging device using the method for forming a microlens. The present invention relates to a manufacturing method and electronic information equipment using the solid-state imaging device obtained by the manufacturing method of the solid-state imaging device.

従来から固体撮像装置には、入射光が受光部に効率よく集光するように、マイクロレンズを各画素の受光部上に配置したものがあり、以下、従来のマイクロレンズを備えた固体撮像装置の製造方法について簡単に説明する。   2. Description of the Related Art Conventionally, some solid-state imaging devices include microlenses arranged on the light-receiving portions of each pixel so that incident light is efficiently collected on the light-receiving portions. The manufacturing method will be briefly described.

図9は、このような従来の固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、図9(a)〜図9(c)は特にマイクロレンズの形成工程を処理順に示している。   FIG. 9 is a diagram for explaining such a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device, and FIGS. 9A to 9C show the microlens formation steps in the order of processing.

まず、半導体基板1の表面領域上に、複数の画素を配列してなる画素部(図示せず)、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路(図示せず)を形成し、さらに、全面に平坦化膜2を形成した後、この平坦化膜2上に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布してレンズ材料層Prを形成する。続いて、該レンズ材料層Prを、露光マスク(レチクル)Rcを用いて露光光Lにより選択的に露光する(図9(a))。この露光マスクRcは、ガラスなどの透明基板Rc1の表面に所定のパターンを有するクロムなどからなる遮光膜Rc2を形成してなるものである。このレンズ材料層Prの露光された部分(露光部分)Pr2は、現像液に溶ける部分であり、このレンズ材料層Prの露光されていない部分(非露光部分)Pr1は、現像液に溶けない部分である。   First, a pixel portion (not shown) in which a plurality of pixels are arranged on the surface region of the semiconductor substrate 1 and a peripheral circuit (a diagram) that drives the pixel portion and processes a pixel signal from the pixel portion. Further, a planarizing film 2 is formed on the entire surface, and a photosensitive thermoplastic resin is applied on the planarizing film 2 to form a lens material layer Pr. Subsequently, the lens material layer Pr is selectively exposed with the exposure light L using an exposure mask (reticle) Rc (FIG. 9A). This exposure mask Rc is formed by forming a light shielding film Rc2 made of chromium or the like having a predetermined pattern on the surface of a transparent substrate Rc1 such as glass. The exposed part (exposed part) Pr2 of the lens material layer Pr is a part that dissolves in the developer, and the unexposed part (non-exposed part) Pr1 of the lens material layer Pr is a part that does not dissolve in the developer. It is.

次に、レンズ材料層Prの現像を行って、該レンズ材料層Prの露光部分Pr2を選択的に除去して、未露光部分Pr1のみ上記平坦化膜2上に残す(図9(b))。   Next, the lens material layer Pr is developed to selectively remove the exposed portion Pr2 of the lens material layer Pr, leaving only the unexposed portion Pr1 on the planarizing film 2 (FIG. 9B). .

その後、レンズ材料層Prの非露光部分Pr1を加熱溶融によりレンズ形状となるよう加工してマイクロレンズMを形成する(図9(c))。   Thereafter, the microlens M is formed by processing the non-exposed portion Pr1 of the lens material layer Pr into a lens shape by heating and melting (FIG. 9C).

図10は、上記レンズ材料層の露光に用いる露光装置を説明する図であり、その概略構成を示している。   FIG. 10 is a view for explaining an exposure apparatus used for exposure of the lens material layer, and shows a schematic configuration thereof.

この露光装置110は、ウエハWfを載置するウエハステージ112と、このウエハステージ112を水平方向に移動可能に支持する支持台111と、露光光Lを発生する露光光源114とを有している。この露光装置110は、上記レチクルRcを支持するとともに、レチクルRcを支持台111に対して位置あわせするレチクル位置合わせ部116と、ステージ112を支持台111に対して移動させるステージ駆動部115とを有している。この露光装置110は、露光光源114から出てレチクルを通過した露光光をウエハWf上に集光するとともに、ウエハWf表面からの光Lrを反射する光学系113と、該光学系113で反射されたウエハ表面からの光に基づいて、上記レチクル位置合わせ部116および支持台駆動部115を制御する制御部117とを有している。   The exposure apparatus 110 includes a wafer stage 112 on which a wafer Wf is placed, a support base 111 that supports the wafer stage 112 so as to be movable in the horizontal direction, and an exposure light source 114 that generates exposure light L. . The exposure apparatus 110 includes a reticle alignment unit 116 that supports the reticle Rc and aligns the reticle Rc with respect to the support base 111, and a stage drive unit 115 that moves the stage 112 with respect to the support base 111. Have. The exposure apparatus 110 condenses the exposure light emitted from the exposure light source 114 and passed through the reticle onto the wafer Wf, and reflects the light Lr from the surface of the wafer Wf, and is reflected by the optical system 113. And a control unit 117 for controlling the reticle alignment unit 116 and the support driving unit 115 based on the light from the wafer surface.

図11は、上記露光装置110を用いて、ウエハ上に形成した感光性材料層に対して露光処理を行う方法を説明する図である。   FIG. 11 is a view for explaining a method of performing an exposure process on the photosensitive material layer formed on the wafer using the exposure apparatus 110.

図11に示すウエハWfは、固体撮像装置を製造する前半工程で、各チップ領域100に上記画素部および周辺回路部が形成されているものである。また、図11に示すレチクルRcは、3行3列のマトリクス状に配列された9個のチップ領域に対する露光パターンを有するものである。   The wafer Wf shown in FIG. 11 is a first half step of manufacturing a solid-state imaging device, in which the pixel portion and the peripheral circuit portion are formed in each chip region 100. A reticle Rc shown in FIG. 11 has an exposure pattern for nine chip regions arranged in a matrix of 3 rows and 3 columns.

このようなウエハWfが上記露光装置110のウエハステージ112上に載置されると、該露光装置110は、レチクル位置合わせ部116およびステージ駆動部115によりウエハWfとレチクルRcとの位置合わせを行い、その後、9チップ毎に順次ウエハに対する露光処理を行う。   When such a wafer Wf is placed on the wafer stage 112 of the exposure apparatus 110, the exposure apparatus 110 aligns the wafer Wf and the reticle Rc by the reticle alignment unit 116 and the stage drive unit 115. Thereafter, the wafer is sequentially exposed every 9 chips.

ところで、このようなマイクロレンズを備えた固体撮像装置では、隣接するマイクロレンズの距離を縮小することにより、集光率を高めて感度を向上させることができるが、上述したマイクロレンズの形成方法では、全てのマイクロレンズを同時に形成するため、以下のような問題があった。   By the way, in the solid-state imaging device provided with such a microlens, the distance between adjacent microlenses can be reduced to increase the light collection rate and improve the sensitivity. However, in the above-described microlens formation method, Since all the microlenses are formed simultaneously, there are the following problems.

すなわち、フォトリソグラフィー技術の解像度には限界があり、レンズ材料層のパターニングを解像度以下のパターニング寸法で行う場合、所望の寸法パターンを確実に形成することは非常に困難である。また、パターニングされたレンズ材料層の間隔が狭くなると、熱処理で溶融した隣接するレンズ材料層同士が接触し、これによって、隣接するマイクロレンズが接触する部分の表面形状が1つの連続した曲面形状となり、不良形状のマイクロレンズが形成される恐れがある。従って、マイクロレンズの凸レンズ形状を維持しながら、マイクロレンズ間の間隔を狭めることは困難であった。   That is, there is a limit to the resolution of the photolithography technique, and when patterning the lens material layer with a patterning dimension less than the resolution, it is very difficult to reliably form a desired dimension pattern. Further, when the distance between the patterned lens material layers becomes narrow, the adjacent lens material layers melted by the heat treatment come into contact with each other, so that the surface shape of the portion where the adjacent microlens contacts becomes one continuous curved surface shape. There is a risk that a defectively shaped microlens may be formed. Therefore, it is difficult to reduce the interval between the microlenses while maintaining the convex lens shape of the microlenses.

そこで、以下の特許文献1〜8に開示されているように、従来からマイクロレンズの形成を2工程に分けて行う方法が提案されている。   Therefore, as disclosed in the following Patent Documents 1 to 8, a method for forming a microlens in two steps has been proposed.

これらの文献開示のマイクロレンズの形成方法は、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上にマイクロレンズを、マイクロレンズが形成された画素領域と、マイクロレンズが形成されない画素領域とが市松格子形状をなすよう、選択的に形成する第1のマイクロレンズ工程と、該画素アレイの残りの画素領域にマイクロレンズを形成する第2のマイクロレンズ形成工程とを含むものである。   In these microlens forming methods disclosed in the literature, a microlens is formed on a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a pixel region where a microlens is formed and a pixel region where a microlens is not formed. The method includes a first microlens process that is selectively formed so as to form a checkered lattice shape, and a second microlens formation process that forms a microlens in the remaining pixel region of the pixel array.

このように画素アレイ上にマイクロレンズを形成する工程を2工程に分けることにより、隣接するマイクロレンズの融着を招くことなく、画素アレイ上でのレンズ未形成領域の発生が抑えられることとなる。これにより、マイクロレンズ間のレンズ未形成領域を最小限にでき、集光効率を向上させた固体撮像装置を得ることができる。   Thus, by dividing the process of forming the microlens on the pixel array into two processes, the occurrence of a lens non-formation area on the pixel array can be suppressed without causing the adjacent microlens to be fused. . Thereby, the lens non-formation area | region between microlenses can be minimized, and the solid-state imaging device which improved the condensing efficiency can be obtained.

以下、マイクロレンズの形成を2工程に分けて行う方法について説明する。   Hereinafter, a method for forming the microlens in two steps will be described.

この場合、第1のマイクロレンズ工程および第2のマイクロレンズ工程では、それぞれウエハ上に形成された所定のアライメントマークを用いて、露光マスク(レチクル)をウエハに対して位置合わせすることとなる。   In this case, in the first microlens process and the second microlens process, the exposure mask (reticle) is aligned with the wafer by using predetermined alignment marks formed on the wafer.

図12は、図11に示すウエハWfの表面領域を拡大して示す図であり、固体撮像素子チップ(固体撮像装置)が形成される領域(チップ領域)Rc、およびウエハWfから各チップを切り出す際に切断されるスクライブ領域SLhおよびSLvを拡大して示している。   FIG. 12 is an enlarged view of the surface area of the wafer Wf shown in FIG. 11, and each chip is cut out from the area (chip area) Rc in which the solid-state imaging element chip (solid-state imaging device) is formed and the wafer Wf. The scribe areas SLh and SLv that are cut at the time are enlarged.

図12に示すウエハWfは、回路素子や配線などの形成を行う前半工程が完了した段階のものである。つまり、このウエハWf上には、固体撮像素子チップが形成されるべきチップ領域Rcがマトリクス状に配列され、各チップ領域Rcには、前半工程で作成された複数の画素Pxからなる画素アレイApと、該画素アレイApの周辺に位置する周辺回路(図示せず)とが形成されている。   The wafer Wf shown in FIG. 12 is in a stage where the first half of the process of forming circuit elements and wirings has been completed. That is, on the wafer Wf, chip regions Rc in which solid-state image sensor chips are to be formed are arranged in a matrix, and each chip region Rc has a pixel array Ap composed of a plurality of pixels Px created in the first half process. And a peripheral circuit (not shown) located around the pixel array Ap.

また、隣接するチップ領域列間の領域は縦方向スクライブ領域SLvとなっており、隣接するチップ領域行間の領域は横方向スクライブ領域SLhとなっている。これらの横方向スクライブ領域SLhには、ウエハに対するレチクルの水平方向の位置決めを行うための水平アライメントマークAm11およびAm12が形成され、また、これらの縦方向スクライブ領域SLvには、ウエハに対するレチクルの垂直方向の位置決めを行うための垂直アライメントマークAm21およびAm22が形成されている。ここでは、アライメントマークAm11およびAm21は、例えば、回路素子などを構成するゲート電極の形成工程でポリシリコン層などのパターニングにより形成されたものであり、アライメントマークAm12およびAm22は、金属配線の形成工程で金属膜のパターニングにより形成されたものである。   An area between adjacent chip area columns is a vertical scribe area SLv, and an area between adjacent chip area rows is a horizontal scribe area SLh. In these lateral scribe areas SLh, horizontal alignment marks Am11 and Am12 for positioning the reticle in the horizontal direction with respect to the wafer are formed, and in these vertical scribe areas SLv, the vertical direction of the reticle with respect to the wafer is formed. Vertical alignment marks Am21 and Am22 for positioning are formed. Here, the alignment marks Am11 and Am21 are formed, for example, by patterning a polysilicon layer or the like in a process of forming a gate electrode constituting a circuit element or the like, and the alignment marks Am12 and Am22 are formed of a metal wiring. And formed by patterning a metal film.

そして、後半工程では、例えば、カラーフィルタの形成処理を行った後、マイクロレンズの形成処理を上記のように2工程に分けて行う。   In the latter half of the process, for example, after the color filter forming process is performed, the microlens forming process is performed in two processes as described above.

つまり、上記ウエハWf上に感光性のレンズ材料を塗布した後、該ウエハWf上のレンズ材料を図10に示す露光装置110により露光する。   That is, after applying a photosensitive lens material on the wafer Wf, the lens material on the wafer Wf is exposed by the exposure apparatus 110 shown in FIG.

具体的には、第1のマイクロレンズ形成工程で用いる露光マスク(第1工程レチクル)を、上記配線工程で形成されたアライメントマークAm12およびAm22を用いてウエハに対して位置合わせし、ウエハ上に塗布されたレンズ材料を露光する。その後、露光されたレンズ材料を現像して、該レンズ材料が所定の画素(奇数画素行と奇数画素列との交差部に位置する画素、および偶数画素行と偶数画素列との交差部に位置する画素)上にのみ残るようパターニングし、その後、該現像されたレンズ材料(レンズ用部材)を熱処理により溶融して硬化させる。これにより、各チップの画素アレイにおける奇数画素行と奇数画素列との交差部に位置する画素、および偶数画素行と偶数画素列との交差部に位置する画素上に、第1のマイクロレンズが形成される。   Specifically, the exposure mask (first process reticle) used in the first microlens formation process is aligned with the wafer using the alignment marks Am12 and Am22 formed in the wiring process, and is then placed on the wafer. The applied lens material is exposed. Thereafter, the exposed lens material is developed, and the lens material is located at a predetermined pixel (a pixel located at the intersection of the odd-numbered pixel row and the odd-numbered pixel column, and a intersection of the even-numbered pixel row and the even-numbered pixel column). The developed lens material (lens member) is then melted and cured by heat treatment. Thus, the first microlens is placed on the pixel located at the intersection of the odd pixel row and the odd pixel column in the pixel array of each chip and the pixel located at the intersection of the even pixel row and the even pixel column. It is formed.

次に、上記第1のマイクロレンズの形成されたウエハWf上に、感光性のレンズ材料を塗布した後、該ウエハWf上のレンズ材料を図10に示す露光装置110により露光する。具体的には、第2のマイクロレンズ形成工程で用いる露光マスク(第2工程レチクル)を、上記第1のマイクロレンズ形成工程と同様に、上記配線工程で形成されたアライメントマークAm12およびAm22を用いてウエハに対して位置合わせし、ウエハ上に塗布されたレンズ材料を露光する。その後、露光されたレンズ材料を現像して、該レンズ材料が、上記第1のマイクロレンズが形成された画素以外の画素上にのみ残るようパターニングし、その後、該現像されたレンズ材料(レンズ用部材)を熱処理により溶融して硬化させる。これにより、各チップの画素アレイにおける上記第1のマイクロレンズが形成された画素以外の画素(奇数画素行と偶数画素列との交差部の画素、および偶数画素行と奇数画素列との交差部に位置する画素)上に、第2のマイクロレンズが形成される。   Next, after a photosensitive lens material is applied on the wafer Wf on which the first microlenses are formed, the lens material on the wafer Wf is exposed by the exposure apparatus 110 shown in FIG. Specifically, the exposure mask (second process reticle) used in the second microlens formation process uses the alignment marks Am12 and Am22 formed in the wiring process as in the first microlens formation process. And aligning with the wafer, and exposing the lens material applied on the wafer. Thereafter, the exposed lens material is developed and patterned so that the lens material remains only on pixels other than the pixel on which the first microlens is formed, and then the developed lens material (for lens) The member is melted and cured by heat treatment. Thereby, in the pixel array of each chip, the pixels other than the pixel on which the first microlens is formed (the pixel at the intersection of the odd-numbered pixel row and the even-numbered pixel column, and the intersection of the even-numbered pixel row and the odd-numbered pixel column) The second microlens is formed on the pixel located at (1).

ところが、上記のように、第1のマイクロレンズ形成工程と第2のマイクロレンズ形成工程で、第1のマイクロレンズより下層である配線層などの形成工程で形成されたアライメントマークを用いる場合は、第1のマイクロレンズおよび第2のマイクロレンズの配置パターンはいずれも、配線層のパターンに対して位置合わせされることとなり、第1および第2のマイクロレンズの両者のアライメント精度は、それぞれの位置合わせにおけるばらつきを含むこととなる。
特開2000−22117号公報 特開2000−260968号公報 特開2000−269474号公報 特開2000−332226号公報 特開2003−332547号公報 特開2006−66931号公報 特開2003−229550号公報 特開2007−47569号公報
However, as described above, in the first microlens formation step and the second microlens formation step, when the alignment mark formed in the formation step such as a wiring layer which is a lower layer than the first microlens is used, Both the arrangement patterns of the first microlens and the second microlens are aligned with the pattern of the wiring layer, and the alignment accuracy of both the first microlens and the second microlens is the position of each. This includes variations in alignment.
JP 2000-22117 A JP 2000-260968 A JP 2000-269474 A JP 2000-332226 A JP 2003-332547 A JP 2006-66931 A JP 2003-229550 A JP 2007-47569 A

以上説明したように、従来のマイクロレンズの形成方法では、マイクロレンズの形成を2工程に分けて行う場合は、第1マイクロレンズ形成工程で形成されるマイクロレンズより下層で形成されたアライメントマークを用いて、第2マイクロレンズ形成工程で形成するマイクロレンズに対する位置合わせを行うが、この場合は第1マイクロレンズ形成工程と第2のマイクロレンズ形成工程で形成されるマイクロレンズは、2回のマスク合わせにより位置合わせされることとなる。   As described above, in the conventional microlens formation method, when the microlens formation is performed in two steps, the alignment mark formed below the microlens formed in the first microlens formation step is used. In this case, the microlens formed in the second microlens formation step is aligned. In this case, the microlens formed in the first microlens formation step and the second microlens formation step is a mask twice. It will be aligned by the alignment.

このようにマイクロレンズの形成工程を2工程に分けることで、レンズ未形成領域を最小限にできより多くの光の集光が可能となるが、マイクロレンズを2回分けて形成するため、第1工程で形成するマイクロレンズと第2工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレが発生しやすい。このマイクロレンズ間の位置ズレはシェーディング不良の発生に繋がるため、このマイクロレンズ間の形成位置のズレは最小限に制御する必要がある。ところが、現在のところ、マイクロレンズを2分割で形成する技術においてマイクロレンズ間の形成位置(第1工程で形成したマイクロレンズと第2工程で形成したマイクロレンズとの間のアライメントズレ)の制御性については報告事例はない。   Thus, by dividing the microlens formation process into two steps, the lens non-formation region can be minimized and more light can be collected. However, since the microlens is formed twice, Deviations are likely to occur in the formation positions of the microlenses formed in one step and the microlenses formed in the second step. Since the misalignment between the microlenses leads to the occurrence of shading failure, the misalignment between the microlenses needs to be controlled to a minimum. However, at present, in the technique of forming the microlens in two parts, the controllability of the formation position between the microlenses (alignment deviation between the microlens formed in the first step and the microlens formed in the second step). There are no reported cases.

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、マイクロレンズの形成を2工程に分けて形成する際に、第1工程で作成するマイクロレンズと第2工程で作成するマイクロレンズとの位置あわせ精度を高めることができ、これによりレンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができるマイクロレンズの形成方法、このようなマイクロレンズの形成方法を用いた固体撮像装置の製造方法、ならびに、該固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を備えた電子情報機器を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. When the microlens is formed in two steps, the microlens formed in the first step and the microlens formed in the second step are provided. The alignment accuracy with the lens can be increased, thereby making it possible to collect more light by minimizing the area where the lens is not formed, and also due to misalignment between the microlenses created in each process A method for forming a microlens capable of reducing shading defects, a method for manufacturing a solid-state imaging device using such a method for forming a microlens, and a solid-state imaging device obtained by the method for manufacturing the solid-state imaging device The purpose is to obtain electronic information equipment.

本発明に係るマイクロレンズの形成方法は、下地層上にマトリクス状に配列された複数のマイクロレンズを形成する方法であって、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、該画素アレイの、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズを形成する第2レンズ工程とを含み、該第1レンズ工程は、該下地層上に熱処理により溶融硬化する熱硬化型の感光性レンズ材料を塗布して第1のレンズ材料層を形成する工程と、該第1のレンズ材料層を1つの露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光された第1のレンズ材料層の現像により、該複数の第1画素領域の各々の上に第1レンズ用部材を形成するとともに、該下地層の所定領域上にマーク用部材を形成する工程と、該第1レンズ用部材および該マーク用部材に対する紫外線の照射を、熱処理による該マーク用部材の溶融が抑制され、かつ該第1レンズ用部材が熱だれによりレンズ形状を持つよう行う工程と、該第1レンズ用部材および該マーク用部材に同時に熱処理を施して該第1レンズ用部材の溶融硬化により第1のマイクロレンズを形成し、該マーク用部材の硬化によりアライメントマークを形成する工程とを含み、該第2レンズ工程は、該第1レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。 A method of forming a microlens according to the present invention is a method of forming a plurality of microlenses arranged in a matrix on a base layer, and the first is formed on a pixel array formed by arranging a plurality of pixels in a matrix. Are selected so that a plurality of first pixel regions in which the first microlenses are formed and a plurality of second pixel regions in which the first microlenses are not formed in a checkered pattern. A first lens step for forming the first microlens, and a second lens step for forming a second microlens in the second pixel region of the pixel array where the first microlens is not formed. The lens process includes a step of forming a first lens material layer by applying a thermosetting photosensitive lens material that is melt-cured by heat treatment on the underlayer, and the first lens material layer is formed as one exposure mask. Select using And exposing the exposed first lens material layer to form a first lens member on each of the plurality of first pixel regions, and on a predetermined region of the underlayer The step of forming the mark member, and the irradiation of the ultraviolet rays to the first lens member and the mark member, the melting of the mark member due to heat treatment is suppressed, and the first lens member is heated by dripping. Forming the first microlens by melt-curing the first lens member by simultaneously performing heat treatment on the first lens member and the mark member, and curing the mark member. and forming an alignment mark by, second lens step, Engineering for aligning the second microlens using the alignment mark formed by the first lens steps It is intended to include the above-described object can be achieved.

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第1レンズ工程で用いる露光マスクは、前記第1のレンズ材料層の露光現像により平面円形形状の第1レンズ用部材が形成されるよう、前記第1画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状とし、かつ、該第1のレンズ材料層の露光現像により平面矩形形状のマーク用部材が形成されるよう、該マーク用部材が形成される領域に対応する部分の開口パターンを矩形形状としたものであることが好ましい。 The present invention provides the method for forming a microlens, wherein the exposure mask used in the first lens step is formed so that a first circular lens-shaped member is formed by exposure and development of the first lens material layer. the aperture pattern of the portion corresponding to each of the first pixel region is circular shape, and, so that the mark member of planar rectangular shape is formed by exposure and development of said first lens material layer, the mark member is formed It is preferable that the opening pattern of the portion corresponding to the region to be formed has a rectangular shape.

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第2レンズ工程は、前記下地層および前記第1のマイクロレンズ上に感光性レンズ材料を塗布して第2のレンズ材料層を形成する工程と、該第2のレンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光された第2のレンズ材料層を現像して、前記複数の第2画素領域の各々の上に第2レンズ用部材を形成する工程と、該第2レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第2のマイクロレンズを形成する工程とを含むことが好ましい。 According to the present invention, in the microlens formation method, the second lens step includes a step of applying a photosensitive lens material on the underlayer and the first microlens to form a second lens material layer. a step of selectively exposing using the second lens material layer an exposure mask, and developing the second lens material layer that is the exposed, first on each of the plurality of second pixel regions It is preferable to include a step of forming a two-lens member and a step of forming the second microlens by melting and curing the second lens member by heat treatment.

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第2レンズ工程で用いる露光マスクは、前記第2のレンズ材料層の露光現像により平面円形形状の前記第2レンズ用部材が形成されるよう、前記第2画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状としたものであることが好ましい。 According to the present invention, in the microlens formation method, the exposure mask used in the second lens step is formed so that the second lens member having a planar circular shape is formed by exposure and development of the second lens material layer. It is preferable that an opening pattern of a portion corresponding to each of the second pixel regions is a circular shape.

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第1レンズ用部材および前記マーク用部材に対する紫外線の照射を行う紫外線照射工程は、前記マーク用部材への紫外線照射と、前記第1レンズ用部材への紫外線照射とを紫外線照射量が異なる条件で行う工程であることが好ましい。 According to the present invention, in the method for forming a microlens, the ultraviolet irradiation step of irradiating the first lens member and the mark member with ultraviolet rays includes: irradiating the mark member with ultraviolet rays; and the first lens member. It is preferable that it is the process of performing ultraviolet irradiation to under the conditions from which ultraviolet irradiation amount differs.

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該マーク用部材への紫外線照射量が該第1レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程であることが好ましい。 The present invention provides a method of forming the micro lenses, the UV irradiation step, the ultraviolet irradiation of the mark member and the lens member, the amount of UV irradiation to the mark member to said first lens member It is preferable that it is a process performed so that it may exceed the amount of ultraviolet irradiation of.

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第1UV工程と、該マーク用部材および前記第1レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第2UV工程とを含むことが好ましい。 According to the present invention, in the microlens formation method, the ultraviolet irradiation step includes a first UV step of selectively irradiating only the mark member with ultraviolet rays, and both the mark member and the first lens member. And a second UV step of irradiating with ultraviolet rays.

本発明は、上記マイクロレンズの形成方法において、前記第1UV工程における紫外線照射パワーは、前記第2UV工程における紫外線照射パワーより大きいことが好ましい。   In the method for forming a microlens according to the present invention, it is preferable that the ultraviolet irradiation power in the first UV process is larger than the ultraviolet irradiation power in the second UV process.

この発明に係るアライメントマーク最適化方法は、複数のマイクロレンズを第1および第2の2工程に分けて形成する際に該第1工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第2工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法であって、該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、該各試料における、該第1工程でマイクロレンズと同時に形成された第1位置確認用マークと、該第2工程でマイクロレンズと同時に形成された第2位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第1および第2位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含み、該第1工程は、該基板上に熱処理により溶融硬化する熱硬化型の感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、該レンズ材料層を1つの露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光されたレンズ材料層を現像してレンズ用部材を形成するとともに、該アライメントマークとなるべきマーク用部材を形成する工程と、該第1レンズ用部材および該マーク用部材に対する紫外線の照射を、該パラメータとしての所定の紫外線照射量の下で、熱処理による該マーク用部材の溶融が抑制され、かつ該第1レンズ用部材が熱だれによりレンズ形状を持つよう行う工程と、該第1レンズ用部材および該マーク用部材に同時に熱処理を施して該第1レンズ用部材の溶融硬化により第1のマイクロレンズを形成し、該マーク用部材の硬化によりアライメントマークを形成する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。 The alignment mark optimizing method according to the present invention is formed simultaneously with the microlens in the first step when the plurality of microlenses are formed separately in the first and second steps, and is positioned in the second step. A method of optimizing the formation process of alignment marks used for alignment, the step of preparing a plurality of samples formed by forming microlenses on a substrate by changing parameters in the formation process of the alignment marks, and each sample A step of detecting a positional deviation amount between the first position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the first step and the second position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the second step; Based on the amount of displacement of the first and second position confirmation marks in each detected sample, the optimum alignment mark forming process is performed. And a step of determining parameters, said first step includes the steps of forming a lens material layer by applying a photosensitive lens material of the thermosetting type that melted and cured by heat treatment on the substrate, the lens material layer Selectively exposing using one exposure mask; developing the exposed lens material layer to form a lens member; and forming a mark member to be the alignment mark; When the first lens member and the mark member are irradiated with ultraviolet rays, melting of the mark member due to heat treatment is suppressed under a predetermined ultraviolet ray irradiation amount as the parameter, and the first lens member is heated. The first microlens is formed by subjecting the first lens member and the mark member to heat treatment at the same time by subjecting the lens shape to the lens shape, and by melting and hardening the first lens member. Forming a lens, and a step of forming an alignment mark by the curing of the mark member is Dressings containing the above objects can be achieved.

本発明は、上記アライメントマーク最適化方法において、前記第1工程は、複数のレンズ形成領域を行列状に配列してなる格子状レンズ領域上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1レンズ形成領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2レンズ形成領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する工程であり、前記第2工程は、該格子状レンズ領域の、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2レンズ形成領域に第2のマイクロレンズを形成する工程であることが好ましい。   In the alignment mark optimization method according to the present invention, in the first step, the first step is to place a first microlens on a lattice lens area formed by arranging a plurality of lens formation areas in a matrix. Forming a plurality of first lens forming regions formed with a plurality of second lens forming regions not formed with the first microlenses so as to form a checkered lattice pattern, The second step is preferably a step of forming a second microlens in a second lens formation region of the lattice lens region where the first microlens is not formed.

本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、複数の画素をマトリクス状に配列してなる画素部、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路部とを有する固体撮像装置を製造する方法であって、ウエハの各チップ領域に該画素部および該周辺回路部を形成する前半工程と、該ウエハの各チップ領域に複数のマイクロレンズを形成する後半工程とを含み、該後半工程は、該各チップ領域の画素部上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、該画素の、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズを形成する第2レンズ工程とを含み、該第1レンズ工程は、下地層上に熱処理により溶融硬化する熱硬化型の感光性レンズ材料を塗布して第1のレンズ材料層を形成する工程と、該第1のレンズ材料層を1つの露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光された第1のレンズ材料層の現像により、該複数の第1画素領域の各々の上に第1レンズ用部材を形成するとともに、該下地層の所定領域上にマーク用部材を形成する工程と、該第1レンズ用部材および該マーク用部材に対する紫外線の照射を、熱処理による該マーク用部材の溶融が抑制され、かつ該第1レンズ用部材が熱だれによりレンズ形状を持つよう行う工程と、該第1レンズ用部材および該マーク用部材に同時に熱処理を施して該第1レンズ用部材の溶融硬化により第1のマイクロレンズを形成し、該マーク用部材の硬化によりアライメントマークを形成する工程とを含み、該第2レンズ工程は、該第1レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。 A method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes: a pixel unit formed by arranging a plurality of pixels in a matrix; and a peripheral circuit unit that drives the pixel unit and processes a pixel signal from the pixel unit. A first half step of forming the pixel portion and the peripheral circuit portion in each chip region of the wafer, and a second half step of forming a plurality of microlenses in each chip region of the wafer; In the latter half step, the first microlens is formed on the pixel portion of each chip region, the plurality of first pixel regions in which the first microlens is formed, and the first microlens is formed. so that a plurality of second pixel regions which are not forms a checkerboard pattern, a first lens step of selectively forming, in the pixel portion, the second pixel region is not formed in the first microlens Second microphone And a second lens to form a lens, said first lens step, the step of forming the first lens material layer by applying a photosensitive lens material of the thermosetting type that melted and cured by heat treatment on the underlayer And selectively exposing the first lens material layer using one exposure mask, and developing the exposed first lens material layer on each of the plurality of first pixel regions. Forming a first lens member and forming a mark member on a predetermined region of the underlayer; and irradiating the first lens member and the mark member with ultraviolet rays by heat treatment. A step of suppressing melting of the member and causing the first lens member to have a lens shape by dripping; and heat-treating the first lens member and the mark member simultaneously to form the first lens member For melt hardening Ri the first microlens was formed, and forming an alignment mark by the curing of the mark member, the second lens step, said using an alignment mark formed by the first lens steps 2 includes the step of aligning the two microlenses, whereby the above object is achieved.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第1レンズ工程は、前記露光されたレンズ材料層現像により前記マーク用部材が形成される前記下地層の所定領域は、前記ウエハのスクライブ部であることが好ましい。 The present invention is the manufacturing method of the solid-state imaging device, in the first lens step, a predetermined area of the underlying layer, wherein the mark member is formed by development of the exposed lens material layer of the wafer it is preferably scribing unit.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第1レンズ用部材および前記マーク用部材に対する紫外線の照射を行う紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該マーク用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程であることが好ましい。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, in the ultraviolet irradiation step of irradiating the first lens member and the mark member with ultraviolet rays , the mark member and the lens member are irradiated with ultraviolet rays. It is preferable that the step is performed so that the ultraviolet irradiation amount to the mark member is larger than the ultraviolet irradiation amount to the lens member.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第1UV工程と、該マーク用部材および前記第1レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第2UV工程とを含むことが好ましい。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the ultraviolet irradiation step includes a first UV step of selectively irradiating only the mark member with ultraviolet rays, and both the mark member and the first lens member. It is preferable to include the 2nd UV process which irradiates ultraviolet rays.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第1UV工程における紫外線照射パワーは、前記第2UV工程における紫外線照射パワーより大きいことが好ましい。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the ultraviolet irradiation power in the first UV process is larger than the ultraviolet irradiation power in the second UV process.

以下、本発明の作用について説明する。   The operation of the present invention will be described below.

本発明においては、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、該画素アレイの、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズを形成する第2レンズ工程とを含み、該第2レンズ工程では、該第1レンズ工程で第1のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第1のマイクロレンズに対して第2のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、2工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは1回となり、第1工程で形成するマイクロレンズと第2工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。   In the present invention, the first microlens is arranged on a pixel array formed by arranging a plurality of pixels in a matrix, the plurality of first pixel regions in which the first microlens is formed, and the first microlens. A first lens step of selectively forming a plurality of second pixel regions in which no lens is formed so as to form a checkered lattice pattern; and a second lens in which the first microlens of the pixel array is not formed. A second lens step of forming a second microlens in the pixel region, wherein the second lens step uses the alignment mark formed simultaneously with the first microlens in the first lens step. Therefore, the second microlens is directly aligned with the first microlens. For this reason, the microlens is divided in two steps. Click alignment becomes one, it is possible to reduce the deviation in the formation position of the microlens and the microlens to be formed at the second step of forming in the first step. As a result, it is possible to minimize the area where the lens is not formed, collect more light, and reduce shading failure due to misalignment between the microlenses created in each process.

また、本発明によれば、第1レンズ工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射し、このマーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該マーク用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行うので、マーク用部材のだれを抑制してマーク用材料から得られたアライメントマークによる位置あわせ精度をさらに向上することができる。 According to the invention, in the first lens step, the lens member and the mark member are irradiated with ultraviolet rays after the development of the lens material layer and before the heat treatment, and the mark member and the lens Since the ultraviolet irradiation of the mark member is performed such that the ultraviolet irradiation amount of the mark member is larger than the ultraviolet irradiation amount of the lens member, the mark member is obtained from the mark material while suppressing the dripping of the mark member. The alignment accuracy by the alignment mark can be further improved.

つまり、画素アレイにおける市松格子模様を構成する第1領域にマイクロレンズを形成すると同時に、画素アレイ以外の領域にアライメントマークを形成し、さらに熱処理によるだれが抑制されるようアライメントマークに紫外線を照射するので、アライメントマーク部の形状の丸まりを防ぎ、アライメントマークの画像信号としてコントラストの良好な信号波形が得られる。この結果、画素アレイの格子模様を構成する第2領域にマイクロレンズを形成する際、該アライメントマークを用いた位置あわせを高い精度で行うことができる。   In other words, the microlens is formed in the first region constituting the checkered lattice pattern in the pixel array, and at the same time, the alignment mark is formed in the region other than the pixel array, and the alignment mark is irradiated with ultraviolet rays so as to suppress the dripping due to the heat treatment. Therefore, the shape of the alignment mark portion is prevented from being rounded, and a signal waveform with good contrast is obtained as an image signal of the alignment mark. As a result, when the microlens is formed in the second region constituting the lattice pattern of the pixel array, the alignment using the alignment mark can be performed with high accuracy.

本発明においては、複数のマイクロレンズを第1および第2の2工程に分けて形成する際に該第1工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第2工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法において、各試料における、該第1工程でマイクロレンズと同時に形成された第1位置確認用マークと、該第2工程でマイクロレンズと同時に形成された第2位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第1および第2位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含むので、第2工程では、第1工程で形成するアライメントマークとして最適化したものを用いることができ、マイクロレンズによる集光効率を、隣接するマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を回避しつつ高めることができる。   In the present invention, when the plurality of microlenses are formed in the first and second steps, the alignment marks are formed simultaneously with the microlenses in the first step and used for alignment in the second step. In the method for optimizing the forming process, in each sample, a first position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the first step and a second position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the second step A step of detecting a positional deviation amount from the mark, and a step of determining an optimum parameter in the alignment mark forming process based on the positional deviation amounts of the first and second position confirmation marks in the detected samples. Therefore, in the second step, an optimized alignment mark formed in the first step can be used. Efficiency can be increased while avoiding shading failure due to positional deviation between the adjacent microlenses.

以上のように、本発明によれば、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、該画素アレイの、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズを形成する第2レンズ工程とを含み、該第2レンズ工程では、該第1レンズ工程で第1のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第1のマイクロレンズに対して第2のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、2工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは1回となり、第1工程で形成するマイクロレンズと第2工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。   As described above, according to the present invention, the first microlens is arranged on the pixel array formed by arranging a plurality of pixels in a matrix, and the plurality of first pixel regions in which the first microlens is formed. A first lens step of selectively forming the plurality of second pixel regions in which the first microlenses are not formed so as to form a checkered lattice pattern, and the first microlens of the pixel array An alignment mark formed simultaneously with the first microlens in the first lens step. The second lens step forms a second microlens in a second pixel region that is not formed. Since the second microlens is aligned using the first microlens, the second microlens is directly aligned with the first microlens. Therefore, the microphone is divided into two steps. Lens mask alignment becomes one, it is possible to reduce the deviation in the formation position of the microlens and the microlens to be formed at the second step of forming in the first step. As a result, it is possible to minimize the area where the lens is not formed, collect more light, and reduce shading failure due to misalignment between the microlenses created in each process.

また、本発明によれば、複数のマイクロレンズを第1および第2の2工程に分けて形成する際に該第1工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第2工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法において、該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、該各試料における、該第1工程でマイクロレンズと同時に形成された第1位置確認用マークと、該第2工程でマイクロレンズと同時に形成された第2位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第1および第2位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含むので、第2工程では、第1工程で形成するアライメントマークとして最適化したものを用いることができ、マイクロレンズによる集光効率を、隣接するマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を回避しつつ高めることができる。   According to the present invention, when a plurality of microlenses are formed in the first and second steps, the microlenses are formed at the same time as the microlenses in the first step, and are used for alignment in the second step. In the method for optimizing the alignment mark formation process, a step of preparing a plurality of samples formed by forming microlenses on a substrate by changing parameters in the alignment mark formation process; and Detecting a positional deviation amount between the first position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the step and the second position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the second step; A step of determining an optimum parameter in the alignment mark forming process based on the amount of displacement of the first and second position confirmation marks in the sample; Therefore, in the second step, the optimized alignment mark formed in the first step can be used, and the light collection efficiency by the microlens is reduced, and the shading failure due to the positional deviation between the adjacent microlenses is reduced. It can be increased while avoiding.

本発明によれば、複数の画素をマトリクス状に配列してなる画素部、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路部とを有する固体撮像装置を製造する方法において、ウエハの各チップ領域に該画素部および該周辺回路部を形成する前半工程と、該ウエハの各チップ領域に複数のマイクロレンズを形成する後半工程とを含み、該後半工程は、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、該画素アレイの、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズを形成する第2レンズ工程とを含み、該第2レンズ工程では、該第1レンズ工程で第1のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第1のマイクロレンズに対して第2のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、2工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは1回となり、第1工程で形成するマイクロレンズと第2工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。   According to the present invention, a solid-state imaging device having a pixel unit in which a plurality of pixels are arranged in a matrix and a peripheral circuit unit that drives the pixel unit and processes a pixel signal from the pixel unit is manufactured. A first half step of forming the pixel portion and the peripheral circuit portion in each chip region of the wafer, and a second half step of forming a plurality of microlenses in each chip region of the wafer, the second half step comprising: A first microlens is formed on a pixel array formed by arranging a plurality of pixels in a matrix, a plurality of first pixel regions in which the first microlens is formed, and the first microlens is formed. A first lens step that is selectively formed to form a checkered lattice pattern with a plurality of non-second pixel regions, and a second pixel region of the pixel array that is not formed with the first microlens. My A second lens step for forming a second lens, and in the second lens step, the alignment of the second microlens is performed using an alignment mark formed simultaneously with the first microlens in the first lens step. Since the second microlens is directly aligned with the first microlens, the microlens mask alignment performed in two steps is performed once and is formed in the first step. Deviation can be reduced in the formation position of the microlens and the microlens formed in the second step. As a result, it is possible to minimize the area where the lens is not formed, collect more light, and reduce shading failure due to misalignment between the microlenses created in each process.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
本発明の実施形態1による固体撮像装置の製造方法は、前半工程でウエハ領域の各チップ領域に画素部および周辺回路部を形成した後、後半工程では、各チップ領域の画素部上にカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成する方法において、マイクロレンズの形成を2工程に分けて行い、しかも、第2工程で形成されるべき第2のマイクロレンズを、第1工程でマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて位置あわせするものであり、以下このようなマイクロレンズの形成方法について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention, after forming the pixel portion and the peripheral circuit portion in each chip region of the wafer region in the first half step, the color filter is formed on the pixel portion in each chip region in the second half step. In the microlens forming method, the microlens is formed in two steps, and the second microlens to be formed in the second step is formed at the same time as the microlens in the first step. Positioning is performed using marks, and a method for forming such a microlens will be described below.

図1〜図4は、このマイクロレンズの形成方法を説明する図であり、図1は、上記第1のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマークを説明する図である。図2は、第1のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光(図2(a))、現像(図2(b))、ブリーチ処理(図2(c))を示している。図3は、第1のマイクロレンズの熱処理(図3(a))、第2のマイクロレンズの現像(図3(b))、熱処理工程(図3(c))を順に示す断面図である。さらに、図4は、上記第1及び第2のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第1のマイクロレンズの現像処理後(図4(a))、その熱処理後(図4(b))、第2のマイクロレンズの現像処理後(図4(c))、及びその熱処理後(図4(d))のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。   1 to 4 are diagrams for explaining a method for forming the microlens, and FIG. 1 is a diagram for explaining an alignment mark formed in the first microlens formation step. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the first microlens formation process, showing exposure (FIG. 2A), development (FIG. 2B), and bleaching (FIG. 2C). Yes. FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially illustrating the heat treatment of the first microlens (FIG. 3A), the development of the second microlens (FIG. 3B), and the heat treatment step (FIG. 3C). . Further, FIG. 4 is a plan view showing a state after each processing in the first and second microlens forming steps, and after the development processing of the first microlens (FIG. 4A), The microlens and the alignment mark after heat treatment (FIG. 4B), after development processing of the second microlens (FIG. 4C), and after the heat treatment (FIG. 4D) are shown.

まず、半導体基板(ウエハ)1の表面領域上に、複数の画素を配列してなる画素部(図示せず)およびその周辺回路部(図示せず)を形成し、さらに、全面に平坦化膜2を形成した後、この平坦化膜2上に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第1のマイクロレンズのレンズ材料層10を形成する。続いて、該レンズ材料層10を、露光マスク(レチクル)50を用いて露光光Lにより選択的に露光する(図2(a))。このとき、露光マスク50は、図9に示す配線層の形成工程で形成されたアライメントマークAm12およびAm22を用いてウエハWfに対して位置合わせされる。また、この露光マスク50は、ガラスなどの透明基板50aの表面に所定のパターンを有する遮光膜(クロム)50bを形成してなるものである。このレンズ材料層10の露光された部分(露光部分)10aは、現像液に溶ける部分であり、このレンズ材料層10の露光されていない部分(非露光部分)10bは、現像液に溶けない部分である。   First, on a surface region of a semiconductor substrate (wafer) 1, a pixel portion (not shown) formed by arranging a plurality of pixels and its peripheral circuit portion (not shown) are formed, and a planarizing film is formed on the entire surface. 2 is formed, a photosensitive thermoplastic resin is applied on the planarizing film 2 to form the lens material layer 10 of the first microlens. Subsequently, the lens material layer 10 is selectively exposed with the exposure light L using an exposure mask (reticle) 50 (FIG. 2A). At this time, the exposure mask 50 is aligned with the wafer Wf using the alignment marks Am12 and Am22 formed in the wiring layer forming step shown in FIG. The exposure mask 50 is formed by forming a light shielding film (chrome) 50b having a predetermined pattern on the surface of a transparent substrate 50a such as glass. The exposed portion (exposed portion) 10a of the lens material layer 10 is a portion that is soluble in the developer, and the unexposed portion (non-exposed portion) 10b of the lens material layer 10 is a portion that is not soluble in the developer. It is.

次に、レンズ材料層10の現像を行って、該レンズ材料層10の露光部分10aを選択的に除去して、非露光部分10bのみ上記平坦化膜2上にアライメントマーク(マーク用部材)11h及びレンズ用部材11pとして残す(図2(b))。図4(a)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク11h(図1のA部参照)、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成されたパターニングされたレンズ形成部11p(図1のB部参照)の平面形状を示している。   Next, the lens material layer 10 is developed to selectively remove the exposed portion 10a of the lens material layer 10, and only the non-exposed portion 10b is placed on the planarizing film 2 with an alignment mark (mark member) 11h. And left as a lens member 11p (FIG. 2B). FIG. 4A shows an alignment mark 11h (see A part of FIG. 1) formed by the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe part SLh of the wafer Wf and the chip area of the wafer Wf at this stage. The planar shape of the patterned lens formation part 11p (refer the B section of FIG. 1) formed in Rc is shown.

その後、レンズ形成部11p及びアライメントマーク11hを紫外線(UV)照射によりブリーチ処理する(図2(c))。続いて、レンズ形成部11p及びアライメントマーク11hに対する熱処理により、レンズ形成部11pを溶融して硬化させてマイクロレンズ12pを形成する(図3(a))。このとき、アライメントマーク11hも溶融して硬化して丸みを帯びたマーク12hとなる。図4(b)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク12h、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成された第1のマイクロレンズ12pの平面形状を示している。   Thereafter, the lens forming portion 11p and the alignment mark 11h are subjected to a bleaching process by ultraviolet (UV) irradiation (FIG. 2C). Subsequently, the lens forming portion 11p is melted and cured by heat treatment on the lens forming portion 11p and the alignment mark 11h to form the microlens 12p (FIG. 3A). At this time, the alignment mark 11h is also melted and cured to form a rounded mark 12h. FIG. 4B shows an alignment mark 12h formed by the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe portion SLh of the wafer Wf and the first region formed on the chip region Rc of the wafer Wf at this stage. The planar shape of the microlens 12p is shown.

さらに、第1のマイクロレンズの形成工程と同様に、全面に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第2のマイクロレンズのレンズ材料層を形成し、続いてこのレンズ材料層を、露光マスク(レチクル)を用いて露光光により選択的に露光する。   Further, similar to the first microlens formation step, a photosensitive thermoplastic resin is applied to the entire surface to form a lens material layer of the second microlens, and then this lens material layer is exposed. A mask (reticle) is used to selectively expose with exposure light.

このとき、露光マスクは、図1に示す第1のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマーク11hおよび11vを用いてウエハWfに対して位置合わせされる。   At this time, the exposure mask is aligned with the wafer Wf using the alignment marks 11h and 11v formed in the first microlens forming step shown in FIG.

次に、この第2のマイクロレンズのレンズ材料層の現像を行って、該レンズ材料層の非露光部分を選択的に除去して、露光部分のみ上記平坦化膜2上にレンズ形成部21pとして残す(図3(b))。図4(c)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク12h、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成されたパターニングされたレンズ形成部21pの平面形状を、第1のマイクロレンズ12pとともに示している。   Next, the lens material layer of the second microlens is developed to selectively remove the non-exposed portion of the lens material layer, and only the exposed portion is formed on the planarizing film 2 as the lens forming portion 21p. Leave (FIG. 3B). FIG. 4C shows that at this stage, the alignment mark 12h formed of the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe portion SLh of the wafer Wf and the pattern formed on the chip region Rc of the wafer Wf are patterned. The planar shape of the lens forming portion 21p is shown together with the first microlens 12p.

続いて、レンズ形成部21pに対する熱処理により、レンズ形成部21pを溶融して硬化させてマイクロレンズ22pを形成する(図3(c))。図4(d)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク12h、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成された第1及び第2のマイクロレンズ12p及び22pの平面形状を示している。   Subsequently, the lens forming portion 21p is melted and cured by heat treatment on the lens forming portion 21p to form the microlens 22p (FIG. 3C). FIG. 4D shows an alignment mark 12h formed by the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe portion SLh of the wafer Wf and the first and second chips formed on the chip region Rc of the wafer Wf at this stage. The planar shape of the second microlenses 12p and 22p is shown.

このように第1のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマーク11h及び11vを用いて、第2のマイクロレンズの形成工程で露光マスクの位置合わせを行う場合、第1のマイクロレンズに対して第2のマイクロレンズを位置合わせして形成するため、マスク合わせは1回となる。   When alignment of the exposure mask is performed in the second microlens formation step using the alignment marks 11h and 11v formed in the first microlens formation step in this manner, the first microlens is aligned with the first microlens. Since the second microlens is formed by alignment, the mask alignment is performed once.

このように本実施形態1では、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第1のマイクロレンズ12pを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、該画素アレイの、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズ22pを形成する第2レンズ工程とを含み、該第2レンズ工程では、該第1レンズ工程で第1のマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマーク11vおよび11hを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行うので、第1のマイクロレンズに対して第2のマイクロレンズが直接位置合わせされることとなり、このため、2工程の分けて行うマイクロレンズのマスク合わせは1回となり、第1工程で形成するマイクロレンズと第2工程で形成するマイクロレンズの形成位置にズレを低減できる。これにより、レンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。   As described above, in the first embodiment, the first microlens 12p is arranged on the pixel array formed by arranging a plurality of pixels in a matrix, and the plurality of first pixel regions in which the first microlens is formed; A first lens step of selectively forming a plurality of second pixel regions in which the first microlenses are not formed so as to form a checkered lattice pattern; and forming the first microlens of the pixel array An alignment mark formed simultaneously with the first microlens in the first lens step in the second lens step. Since the second microlens is aligned using 11v and 11h, the second microlens is directly aligned with the first microlens. , Mask alignment of microlenses are separately performed in two steps becomes one, it is possible to reduce the deviation in the formation position of the microlens and the microlens to be formed at the second step of forming in the first step. As a result, it is possible to minimize the area where the lens is not formed, collect more light, and reduce shading failure due to misalignment between the microlenses created in each process.

なお、上記実施形態1では、第2のマイクロレンズ工程で形成するマイクロレンズの平面形状は円形としているが、これは略矩形形状であってもよい。   In the first embodiment, the planar shape of the microlens formed in the second microlens process is circular, but it may be substantially rectangular.

(実施形態2)
本発明の実施形態2の固体撮像装置の製造方法は、実施形態1と同様、前半工程でウエハ領域の各チップ領域に画素部および周辺回路部を形成した後、後半工程では、各チップ領域の画素部上にカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成する方法において、マイクロレンズの形成を2工程に分けて行い、しかも、第2工程で形成されるべき第2のマイクロレンズを、第1工程でマイクロレンズと同時に形成されたアライメントマークを用いて位置あわせするものであるが、この実施形態では、第1レンズ工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射し、このマーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該マーク用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行うことで、マーク用部材のだれを抑制してマーク用材料から得られたアライメントマークによる位置あわせ精度をさらに向上するようにしている。
(Embodiment 2)
The manufacturing method of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention is similar to the first embodiment. After the pixel portion and the peripheral circuit portion are formed in each chip region of the wafer region in the first half step, In the method for forming a color filter and a microlens on a pixel portion, the microlens is formed in two steps, and the second microlens to be formed in the second step is replaced with the microlens in the first step. In this embodiment, in the first lens process, the lens member and the mark are formed after the development of the lens material layer and before the heat treatment. irradiated with ultraviolet rays use member, the ultraviolet irradiation of the mark member and the lens member, the amount of ultraviolet irradiation is part for the lens to the mark member By performing to be more than the amount of ultraviolet irradiation to have so as to further improve the accuracy alignment by the alignment marks obtained from the mark material by suppressing the sagging of the mark member.

以下、本実施形態2のマイクロレンズの形成方法について説明する。   Hereinafter, a method for forming the microlens according to the second embodiment will be described.

図5〜図7は、このマイクロレンズの形成方法を説明する図であり、図5は、第1のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光(図5(a))、現像(図5(b))、第1ブリーチ処理(図5(c))を示している。図6は、第2ブリーチ処理(図6(a))、第1のマイクロレンズの熱処理(図6(b))、第2のマイクロレンズの現像(図6(c))、熱処理工程(図6(d))を順に示す断面図である。さらに、図7は、上記第1及び第2のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第1のマイクロレンズの現像処理後(図7(a))、その熱処理後(図7(b))、第2のマイクロレンズの現像処理後(図7(c))、及びその熱処理後(図7(d))のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。   FIG. 5 to FIG. 7 are views for explaining a method for forming this microlens, and FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a step of forming the first microlens, in which exposure (FIG. 5 (a)) and development are performed. (FIG. 5B) shows the first bleaching process (FIG. 5C). 6 shows a second bleaching process (FIG. 6A), a heat treatment of the first microlens (FIG. 6B), a development of the second microlens (FIG. 6C), and a heat treatment process (FIG. 6). 6 (d)) is a cross-sectional view sequentially showing. Further, FIG. 7 is a plan view showing a state after each processing in the first and second microlens forming steps, and after the development processing of the first microlens (FIG. 7A), The microlens and the alignment mark after heat treatment (FIG. 7B), after development processing of the second microlens (FIG. 7C), and after the heat treatment (FIG. 7D) are shown.

まず、半導体基板1の表面領域上に、複数の画素を配列してなる画素部(図示せず)およびその周辺回路(図示せず)を形成し、さらに、全面に平坦化膜2を形成した後、この平坦化膜2上に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第1のマイクロレンズのレンズ材料層10を形成する。続いて、該レンズ材料層10を、露光マスク(レチクル)50を用いて露光光Lにより選択的に露光する(図5(a))。このとき、露光マスク50は、図1に示す、配線層などの遮光膜の形成工程で形成されたアライメントマークAm12およびAm22を用いてウエハWfに対して位置合わせされる。また、この露光マスク50は、実施形態1と同一のものである。このレンズ材料層10の露光された部分(露光部分)10aは、現像液に溶ける部分であり、このレンズ材料層10の露光されていない部分(非露光部分)10bは、現像液に溶けない部分である。   First, on a surface region of the semiconductor substrate 1, a pixel portion (not shown) formed by arranging a plurality of pixels and its peripheral circuit (not shown) are formed, and further, a planarizing film 2 is formed on the entire surface. Thereafter, a photosensitive thermoplastic resin is applied onto the planarizing film 2 to form the lens material layer 10 of the first microlens. Subsequently, the lens material layer 10 is selectively exposed with the exposure light L using an exposure mask (reticle) 50 (FIG. 5A). At this time, the exposure mask 50 is aligned with the wafer Wf using the alignment marks Am12 and Am22 formed in the step of forming a light shielding film such as a wiring layer shown in FIG. The exposure mask 50 is the same as that in the first embodiment. The exposed portion (exposed portion) 10a of the lens material layer 10 is a portion that is soluble in the developer, and the unexposed portion (non-exposed portion) 10b of the lens material layer 10 is a portion that is not soluble in the developer. It is.

次に、実施形態1と同様、レンズ材料層10の現像を行って、該レンズ材料層10の露光部分10aを選択的に除去して、非露光部分10bのみ上記平坦化膜2上にアライメントマーク11h及びレンズ形成部11pとして残す(図5(b))。図7(a)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク11h、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成されたパターニングされたレンズ形成部11pの平面形状を示している。   Next, as in the first embodiment, the lens material layer 10 is developed to selectively remove the exposed portion 10a of the lens material layer 10, and only the non-exposed portion 10b is aligned on the planarizing film 2. 11h and the lens forming portion 11p are left (FIG. 5B). FIG. 7A shows that at this stage, the alignment mark 11h formed by the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe portion SLh of the wafer Wf and the pattern formed on the chip region Rc of the wafer Wf are patterned. The planar shape of the lens formation part 11p is shown.

その後、透明ガラス基板60aと遮光部60bとからなる遮光マスク60を用いて、レンズ形成部(レンズ用部材)11p及びアライメントマーク11hのうちのアライメントマーク11hに対してのみ、紫外線(UV)Luv1の照射により第1ブリーチ処理をする(図5(c))。続いて、レンズ形成部(レンズ用部材)11p及びアライメントマーク11hに対して、紫外線(UV)Luv2の照射により第2ブリーチ処理をする(図6(a))。ここで、第1ブリーチ処理は、第2ブリーチ処理よりも高い紫外線照射パワーで行う。その後、レンズ形成部11p及びアライメントマーク11hに対する熱処理により、レンズ形成部11pを溶融して硬化させてマイクロレンズ12pを形成する(図6(b))。このとき、アライメントマーク11hでは、上記2回のブリーチ処理が施されているので、だれの発生はない。図7(b)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク111h、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成された第1のマイクロレンズ12pの平面形状を示している。   Thereafter, using the light shielding mask 60 including the transparent glass substrate 60a and the light shielding portion 60b, only the alignment mark 11h of the lens forming portion (lens member) 11p and the alignment mark 11h is irradiated with ultraviolet (UV) Luv1. A first bleaching process is performed by irradiation (FIG. 5C). Subsequently, a second bleaching process is performed on the lens forming portion (lens member) 11p and the alignment mark 11h by irradiation with ultraviolet (UV) Luv2 (FIG. 6A). Here, the first bleaching process is performed with a higher ultraviolet irradiation power than the second bleaching process. Thereafter, the lens forming portion 11p is melted and cured by heat treatment on the lens forming portion 11p and the alignment mark 11h to form the microlens 12p (FIG. 6B). At this time, no alignment occurs in the alignment mark 11h because the above-mentioned two bleaching processes have been performed. FIG. 7B shows an alignment mark 111h formed by the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe portion SLh of the wafer Wf and the first region formed on the chip region Rc of the wafer Wf at this stage. The planar shape of the microlens 12p is shown.

さらに、第1のマイクロレンズの形成工程と同様に、全面に感光性を有する熱可塑性樹脂を塗布して、第2のマイクロレンズのレンズ材料層を形成し、続いてこのレンズ材料層を、露光マスク(レチクル)(図示せず)を用いて露光光Lにより選択的に露光する。   Further, similar to the first microlens formation step, a photosensitive thermoplastic resin is applied to the entire surface to form a lens material layer of the second microlens, and then this lens material layer is exposed. Using a mask (reticle) (not shown), the exposure light L selectively exposes.

このとき、露光マスクは、図1に示す、第1のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマーク111hを用いてウエハWfに対して位置合わせされる。   At this time, the exposure mask is aligned with the wafer Wf using the alignment mark 111h formed in the first microlens formation step shown in FIG.

次に、この第2のマイクロレンズのレンズ材料層の現像を行って、該レンズ材料層の露光部分を選択的に除去して、非露光部分のみ上記平坦化膜2上にレンズ形成部21pとして残す(図6(c))。図7(c)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク111h、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成されたパターニングされたレンズ形成部21pの平面形状を、第1のマイクロレンズ12pとともに示している。   Next, the lens material layer of the second microlens is developed to selectively remove the exposed portion of the lens material layer, and only the non-exposed portion is formed on the planarizing film 2 as the lens forming portion 21p. Leave (FIG. 6C). FIG. 7C shows that at this stage, the alignment mark 111h formed by the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe portion SLh of the wafer Wf and the pattern formed on the chip region Rc of the wafer Wf are patterned. The planar shape of the lens forming portion 21p is shown together with the first microlens 12p.

続いて、レンズ形成部21pに対する熱処理により、レンズ形成部21pを溶融して硬化させてマイクロレンズ22pを形成する(図6(d))。図7(d)は、この段階で、ウエハWfのスクライブ部SLhに第1のマイクロレンズのレンズ材料層10により形成されたアライメントマーク111h、及びウエハWfのチップ領域Rcに形成された第1及び第2のマイクロレンズ12p及び22pの平面形状を示している。   Subsequently, the lens forming portion 21p is melted and cured by heat treatment on the lens forming portion 21p to form the microlens 22p (FIG. 6D). FIG. 7D shows an alignment mark 111h formed by the lens material layer 10 of the first microlens on the scribe portion SLh of the wafer Wf and the first and second chips formed on the chip region Rc of the wafer Wf at this stage. The planar shape of the second microlenses 12p and 22p is shown.

このように本実施形態2では、第1レンズ工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射し、このマーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該マーク用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行うので、上記実施形態1の効果に加えて、マーク用部材のだれを抑制してマーク用材料から得られたアライメントマークによる位置あわせ精度をさらに向上することができる。 As described above, in the second embodiment, in the first lens step, the lens member and the mark member are irradiated with ultraviolet rays after the development of the lens material layer and before the heat treatment. Since the ultraviolet irradiation to the lens member is performed such that the ultraviolet irradiation amount to the mark member is larger than the ultraviolet irradiation amount to the lens member, in addition to the effect of the first embodiment, the mark member It is possible to further improve the alignment accuracy by the alignment mark obtained from the mark material.

つまり、第1工程のマイクロレンズ工程で形成するアライメントマーク部のみに対してメルト処理前のブリーチング処理において、マイクロレンズ領域より強力なUV照射処理を行う。これによりアライメントマーク部のみメルト量が小さくなりアライメントマーク形状の熱ダレによる形状の丸まり変化を防ぐことが可能となり矩形形状を保つことが可能となる。そのため露光処理時のアライメント処理で用いる信号波形の劣化を防ぐことが可能となり、第1工程で形成されるマイクロレンズと第2工程で形成されるマイクロレンズの位置ズレ量が低減でき、色シェーディング不良を防ぐことが可能となる。   In other words, only the alignment mark portion formed in the first microlens process is subjected to a UV irradiation process stronger than the microlens area in the bleaching process before the melt process. As a result, the amount of melt is reduced only in the alignment mark portion, and it becomes possible to prevent the shape from being rounded due to thermal sag of the alignment mark shape, thereby maintaining a rectangular shape. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the signal waveform used in the alignment process during the exposure process, the amount of misalignment between the microlens formed in the first process and the microlens formed in the second process can be reduced, and color shading failure Can be prevented.

なお、UV照射パワーによりメルト量および形状変化量が変化するため、アライメントマーク部のみのUV照射パワーについては、アライメント処理精度が一番よくなるUV照射パワー処理を行った後に、パターニングされたレンズ材料層をメルトすることで、第1工程と第2工程で形成されるマイクロレンズの位置ズレ量を最小限にすることが可能となる。   Since the melt amount and the amount of change in shape change depending on the UV irradiation power, the UV irradiation power only for the alignment mark portion is subjected to the UV irradiation power processing that provides the best alignment processing accuracy, and then the patterned lens material layer. It is possible to minimize the amount of misalignment of the microlenses formed in the first step and the second step.

以下、このようなUV照射パワーの最適化方法について実施形態3として説明する。
(実施形態3)
図8は、本発明の実施形態3によるアライメントマーク最適化方法を説明する図である。なお、図8中、図1と同一符号は、実施形態1のものと同一のものを示している。
Hereinafter, a method for optimizing such UV irradiation power will be described as a third embodiment.
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a diagram for explaining an alignment mark optimization method according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts as those in the first embodiment.

この実施形態3のアライメントマーク最適化方法は、複数のマイクロレンズを第1および第2の2工程に分けて形成する際に該第1工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第2工程で位置合わせに用いるアライメントマーク111hおよび111vの形成処理を最適化する方法である。   The alignment mark optimization method according to the third embodiment is formed simultaneously with the microlens in the first step when the plurality of microlenses are formed in the first and second steps, and in the second step. This is a method of optimizing the forming process of the alignment marks 111h and 111v used for alignment.

つまり、この実施形態3のアライメントマーク最適化方法は、該アライメントマーク111hおよび111vの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料(固体撮像素子チップ)を準備する工程と、該各試料における、該第1工程でマイクロレンズと同時に形成された第1位置確認用マークM2aと、該第2工程でマイクロレンズと同時に形成された第2位置確認用マークM2bとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第1および第2位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含んでいる。   That is, the alignment mark optimization method of the third embodiment prepares a plurality of samples (solid-state imaging device chips) formed by forming microlenses on the substrate by changing parameters in the formation process of the alignment marks 111h and 111v. A first position confirmation mark M2a formed simultaneously with the microlens in the first step and a second position confirmation mark M2b formed simultaneously with the microlens in the second step A step of detecting a positional deviation amount, and a step of determining an optimum parameter in the alignment mark forming process based on the positional deviation amounts of the first and second position confirmation marks in the detected samples. Yes.

ここで、前記第1工程は、複数のレンズ形成領域(画素領域)を行列状に配列してなる格子状レンズ領域(画素アレイ)Ap上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1レンズ形成領域(画素領域)と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2レンズ形成領域(画素領域)とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する工程である。また前記第2工程は、該格子状レンズ領域(画素アレイ)Apの、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2レンズ形成領域(画素領域)に第2のマイクロレンズを形成する工程である。   Here, in the first step, the first microlens is placed on a lattice lens area (pixel array) Ap formed by arranging a plurality of lens formation areas (pixel areas) in a matrix. The plurality of first lens formation regions (pixel regions) in which the first microlenses are formed and the plurality of second lens formation regions (pixel regions) in which the first microlenses are not formed have a checkered pattern. It is the process of forming. The second step is a step of forming a second microlens in a second lens formation region (pixel region) where the first microlens is not formed in the lattice lens region (pixel array) Ap. is there.

さらに、上記第1工程は、上記実施形態1および2で説明したように、前記基板(ウエハ)Wf上に感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、該レンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、該露光されたレンズ材料層を現像して、該複数の第1レンズ形成領域の各々の上に第1レンズ用部材を形成するとともに、該基板の所定領域上に、前記アライメントマークとなるべきマーク用部材を形成する工程と、該第1レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第1のマイクロレンズを形成する工程とを含んでいる。   Further, as described in the first and second embodiments, the first step includes a step of applying a photosensitive lens material on the substrate (wafer) Wf to form a lens material layer, and the lens material layer. Selectively exposing using an exposure mask; developing the exposed lens material layer to form a first lens member on each of the plurality of first lens forming regions; and Forming a mark member to be the alignment mark on the predetermined region, and melting and hardening the first lens member by heat treatment to form a first microlens.

また前記第1工程では、前記レンズ材料層の現像後でかつ前記熱処理前に、前記レンズ用部材および前記マーク用部材に紫外線を照射する紫外線照射工程を含んでいる。さらに前記アライメントマークの形成処理におけるパラメータは、前記第1工程における紫外線照射工程での紫外線照射量である。   Further, the first step includes an ultraviolet irradiation step of irradiating the lens member and the mark member with ultraviolet rays after the development of the lens material layer and before the heat treatment. Further, the parameter in the alignment mark forming process is an ultraviolet ray irradiation amount in the ultraviolet ray irradiation step in the first step.

このような実施形態3のアライメントマーク最適化方法では、複数のマイクロレンズを第1および第2の2工程に分けて形成する際に該第1工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第2工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法において、該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、該各試料における、該第1工程でマイクロレンズと同時に形成された第1位置確認用マークM2aと、該第2工程でマイクロレンズと同時に形成された第2位置確認用マークM2bとの位置ずれ量を検出する工程と、該検出した各試料における該第1および第2位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータ(UV照射量)を判定する工程とを含むので、第2工程では、第1工程で形成するアライメントマークとして最適化したものを用いることができ、マイクロレンズによる集光効率を、隣接するマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を回避しつつ、より一層高めることができる。
(実施形態4)
なお、上記実施形態1〜2では、特に説明しなかったが、上記実施形態1〜2の固体撮像装置の製造方法で作成した固体撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態1〜2の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
In the alignment mark optimizing method of the third embodiment, when the plurality of microlenses are formed in the first and second steps, the microlenses are formed simultaneously with the microlenses in the first step, and the second In a method for optimizing the formation process of alignment marks used for alignment in the process, a step of preparing a plurality of samples formed by forming microlenses on a substrate by changing parameters in the alignment mark formation process; In the sample, the amount of displacement between the first position confirmation mark M2a formed simultaneously with the microlens in the first step and the second position confirmation mark M2b formed simultaneously with the microlens in the second step is detected. And the alignment mark based on the detected positional deviation amount of the first and second position confirmation marks in each sample. And the step of determining the optimum parameter (UV irradiation amount) in the forming process. Therefore, in the second step, the optimized alignment mark formed in the first step can be used, and the light collection efficiency by the microlens can be increased. Further, it is possible to further improve the shading while avoiding the shading failure due to the positional deviation between the adjacent microlenses.
(Embodiment 4)
Although not specifically described in the first and second embodiments, for example, a digital video camera or a digital still camera using the solid-state imaging device created by the manufacturing method of the solid-state imaging device of the first or second embodiment as an imaging unit. An electronic information device having an image input device such as a digital camera such as the above, an image input camera, a scanner, a facsimile, and a camera-equipped mobile phone device will be described. The electronic information device of the present invention performs data recording after performing predetermined signal processing for recording high-quality image data obtained by using at least one of the solid-state imaging devices of Embodiments 1 and 2 of the present invention as an imaging unit. A memory unit such as a recording medium, a display unit such as a liquid crystal display device that displays the image data on a display screen such as a liquid crystal display screen after performing predetermined signal processing for display, and the image data for communication At least one of communication means such as a transmission / reception device that performs communication processing after the signal processing and image output means for printing (printing) and outputting (printing out) the image data.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. It is understood that the patent documents cited in the present specification should be incorporated by reference into the present specification in the same manner as the content itself is specifically described in the present specification.

本発明は、マイクロレンズの形成方法、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器の分野において、マイクロレンズの形成を2工程に分けて形成する際に、第1工程で作成するマイクロレンズと第2工程で作成するマイクロレンズとの位置あわせ精度を高めることができ、これによりレンズ未形成領域を最小限にして、より多くの光を集光可能とし、しかも各工程で作成されたマイクロレンズの間での位置ズレによるシェーディング不良を低減することができる。   In the field of the microlens formation method, the solid-state imaging device manufacturing method, and the electronic information device, the present invention provides a microlens formed in the first step and the microlens formed in the first step when forming the microlens in two steps. The alignment accuracy with the microlens created in two steps can be improved, thereby making it possible to collect more light by minimizing the area where the lens is not formed, and the microlens created in each step. It is possible to reduce shading defects due to positional misalignment.

図1は、本発明の実施形態1による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第1のマイクロレンズの形成工程で形成されたアライメントマークを説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a method for manufacturing a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention, and is a diagram for explaining alignment marks formed in a first microlens formation process. 図2は、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第1のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光(図2(a))、現像(図2(b))、ブリーチ処理(図2(c))を示している。FIG. 2 is a diagram for explaining the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the first embodiment, and is a cross-sectional view for explaining the first microlens formation process. Exposure (FIG. 2A), development (FIG. 2 (b)) and bleaching (FIG. 2 (c)). 図3は、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第1のマイクロレンズの熱処理(図3(a))、第2のマイクロレンズの現像(図3(b))、熱処理工程(図3(c))を順に示す断面図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment, in which the heat treatment of the first microlens (FIG. 3A) and the development of the second microlens (FIG. 3B). ) And a heat treatment step (FIG. 3C) in order. 図4は、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、上記第1及び第2のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第1のマイクロレンズの現像処理後(図4(a))、その熱処理後(図4(b))、第2のマイクロレンズの現像処理後(図4)、及びその熱処理後(図4)のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。FIG. 4 is a diagram for explaining the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment, and is a plan view illustrating a state after each process in the first and second microlens formation steps. After the microlens development process (FIG. 4A), the heat treatment (FIG. 4B), the second microlens development process (FIG. 4), and the heat treatment (FIG. 4). A lens and an alignment mark are shown. 図5は、本発明の実施形態2による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第1のマイクロレンズの形成工程を説明する断面図であり、露光(図5(a))、現像(図5(b))、第1ブリーチ処理(図5(c))を示している。FIG. 5 is a diagram for explaining a method for manufacturing a solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention, which is a cross-sectional view for explaining a process for forming a first microlens, exposure (FIG. 5A), development (FIG. 5B) shows the first bleaching process (FIG. 5C). 図6は、本実施形態2による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、第2ブリーチ処理(図6(a))、第1のマイクロレンズの熱処理(図6(b))、第2のマイクロレンズの現像(図6(c))、熱処理工程(図6(d))を順に示す断面図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a method of manufacturing the solid-state imaging device according to the second embodiment. The second bleaching process (FIG. 6A), the heat treatment of the first microlens (FIG. 6B), the first FIG. 6 is a cross-sectional view sequentially showing development (FIG. 6C) and heat treatment step (FIG. 6D) of No. 2 microlens. 図7は、本実施形態2による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、上記第1及び第2のマイクロレンズの形成工程での各処理後の状態を示す平面図であり、第1のマイクロレンズの現像処理後(図7(a))、その熱処理後(図7(b))、第2のマイクロレンズの現像処理後(図7(c))、及びその熱処理後(図7(d))のマイクロレンズ及びアライメントマークを示している。FIG. 7 is a diagram for explaining the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the second embodiment, and is a plan view showing a state after each processing in the first and second microlens forming steps. After the microlens development process (FIG. 7A), after the heat treatment (FIG. 7B), after the second microlens development process (FIG. 7C), and after the heat treatment (FIG. 7). The microlens and alignment mark of (d)) are shown. 図8は、本発明の実施形態3によるアライメントマークの最適化方法を図であり、各成膜処理工程で形成された位置確認用マークを示している。FIG. 8 is a diagram showing an alignment mark optimizing method according to Embodiment 3 of the present invention, and shows position confirmation marks formed in each film forming process. 図9は、従来の固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、図9(a)〜図9(c)は特にマイクロレンズの形成工程を処理順に示している。FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device, and FIGS. 9A to 9C particularly show the steps of forming microlenses in the order of processing. 図10は、上記マイクロレンズの形成に用いる露光装置を説明する図であり、その概略構成を示している。FIG. 10 is a view for explaining an exposure apparatus used for forming the microlens and shows a schematic configuration thereof. 図11は、図10に示す露光装置110を用いてウエハに対して露光処理を行う方法を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a method of performing exposure processing on a wafer using the exposure apparatus 110 shown in FIG. 図12は、図11に示すウエハWfの表面領域を拡大して示す図であり、固体撮像素子チップ(固体撮像装置)が形成される領域(チップ領域)、およびウエハから各チップを切り出す際に切断されるスクライブ領域SLvおよびSLhを拡大して示している。FIG. 12 is an enlarged view of the surface area of the wafer Wf shown in FIG. 11. In the area (chip area) in which the solid-state imaging element chip (solid-state imaging device) is formed, and when each chip is cut out from the wafer The scribe areas SLv and SLh to be cut are enlarged.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 平坦化膜
10 レンズ材料層
10a 露光部分
10b 非露光部分
11h アライメントマーク(マーク用部材)
11p レンズ用部材(レンズ形成部)
12p 第1のマイクロレンズ
22p 第2のマイクロレンズ
50 露光マスク(レチクル)
50a 透明基板
50b 遮光膜(クロム)
Wf ウエハ
SLh、SLv スクライブ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Flattening film 10 Lens material layer 10a Exposed part 10b Non-exposed part 11h Alignment mark (marking member)
11p Lens member (lens forming part)
12p first microlens 22p second microlens 50 exposure mask (reticle)
50a Transparent substrate 50b Light-shielding film (chrome)
Wf wafer SLh, SLv scribe part

Claims (15)

下地層上にマトリクス状に配列された複数のマイクロレンズを形成する方法であって、
複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイ上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、
該画素アレイの、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズを形成する第2レンズ工程とを含み、
該第1レンズ工程は、
該下地層上に熱処理により溶融硬化する熱硬化型の感光性レンズ材料を塗布して第1のレンズ材料層を形成する工程と、
該第1のレンズ材料層を1つの露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
該露光された第1のレンズ材料層の現像により、該複数の第1画素領域の各々の上に第1レンズ用部材を形成するとともに、該下地層の所定領域上にマーク用部材を形成する工程と、
該第1レンズ用部材および該マーク用部材に対する紫外線の照射を、熱処理による該マーク用部材の溶融が抑制され、かつ該第1レンズ用部材が熱だれによりレンズ形状を持つよう行う工程と、
該第1レンズ用部材および該マーク用部材に同時に熱処理を施して該第1レンズ用部材の溶融硬化により第1のマイクロレンズを形成し、該マーク用部材の硬化によりアライメントマークを形成する工程とを含み、
該第2レンズ工程は、該第1レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含むマイクロレンズの形成方法。
A method of forming a plurality of microlenses arranged in a matrix on an underlayer,
A first microlens is formed on a pixel array formed by arranging a plurality of pixels in a matrix, a plurality of first pixel regions in which the first microlens is formed, and the first microlens is formed. A first lens step of selectively forming a plurality of second pixel regions not to form a checkered lattice pattern;
A second lens step of forming a second microlens in a second pixel region of the pixel array where the first microlens is not formed,
The first lens step includes
Applying a thermosetting photosensitive lens material that is melt-cured by heat treatment on the underlayer to form a first lens material layer;
Selectively exposing the first lens material layer using one exposure mask;
By developing the exposed first lens material layer, a first lens member is formed on each of the plurality of first pixel regions, and a mark member is formed on a predetermined region of the base layer. Process,
Irradiating the first lens member and the mark member with ultraviolet rays so that melting of the mark member due to heat treatment is suppressed and the first lens member has a lens shape due to thermal dripping; and
A step of simultaneously heat-treating the first lens member and the mark member to form a first microlens by melting and curing the first lens member, and forming an alignment mark by curing the mark member; Including
The method of forming a microlens, wherein the second lens step includes a step of aligning the second microlens using the alignment mark formed in the first lens step.
前記第1レンズ工程で用いる露光マスクは、前記第1のレンズ材料層の露光現像により平面円形形状の第1レンズ用部材が形成されるよう、前記第1画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状とし、かつ、該第1のレンズ材料層の露光現像により平面矩形形状のマーク用部材が形成されるよう、該マーク用部材が形成される領域に対応する部分の開口パターンを矩形形状としたものである請求項に記載のマイクロレンズの形成方法。 The exposure mask used in the first lens step has an opening corresponding to each of the first pixel regions so that a first circular lens-shaped member is formed by exposure and development of the first lens material layer. the pattern was a circular shape, and so that the exposure and development of said first lens material layer mark member of planar rectangular shape is formed a rectangular opening pattern of the portion corresponding to the area where the mark member is formed The method for forming a microlens according to claim 1 , wherein the microlens is shaped. 前記第2レンズ工程は、
前記下地層および前記第1のマイクロレンズ上に感光性レンズ材料を塗布して第2のレンズ材料層を形成する工程と、
第2のレンズ材料層を露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
該露光された第2のレンズ材料層を現像して、前記複数の第2画素領域の各々の上に第2レンズ用部材を形成する工程と、
該第2レンズ用部材を熱処理により溶融硬化させて第2のマイクロレンズを形成する工程とを含む請求項に記載のマイクロレンズの形成方法。
The second lens step includes
Applying a photosensitive lens material on the underlayer and the first microlens to form a second lens material layer;
Selectively exposing by using an exposure mask the second lens material layer,
Developing the exposed second lens material layer to form a second lens member on each of the plurality of second pixel regions;
The method for forming a microlens according to claim 1 , further comprising: melt-curing the second lens member by heat treatment to form a second microlens.
前記第2レンズ工程で用いる露光マスクは、前記第2のレンズ材料層の露光現像により平面円形形状の前記第2レンズ用部材が形成されるよう、前記第2画素領域の各々に対応する部分の開口パターンを円形形状としたものである請求項に記載のマイクロレンズの形成方法。 The exposure mask used in the second lens process is a portion corresponding to each of the second pixel regions so that the second lens member having a planar circular shape is formed by exposure and development of the second lens material layer. The method for forming a microlens according to claim 3 , wherein the opening pattern has a circular shape. 前記第1レンズ用部材および前記マーク用部材に対する紫外線の照射を行う紫外線照射工程は、前記マーク用部材への紫外線照射と、前記第1レンズ用部材への紫外線照射とを紫外線照射量が異なる条件で行う工程である請求項に記載のマイクロレンズの形成方法。 The ultraviolet irradiation step for irradiating the ultraviolet to the first lens member and the mark member, and the ultraviolet irradiation to the mark member, ultraviolet irradiation and the ultraviolet irradiation amount is different conditions for the first lens member The method for forming a microlens according to claim 1 , which is a step performed in step 1 . 前記紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該マーク用部材への紫外線照射量が該第1レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程である請求項に記載のマイクロレンズの形成方法。 The ultraviolet irradiation step, the ultraviolet irradiation of the mark member and the lens member, the amount of UV irradiation to the mark member is a step of carrying out to be more than the amount of ultraviolet irradiation to said first lens member The method for forming a microlens according to claim 5 . 前記紫外線照射工程は、
前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第1UV工程と、
該マーク用部材および前記第1レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第2UV工程とを含む請求項に記載のマイクロレンズの形成方法。
The ultraviolet irradiation step includes
A first UV step of selectively irradiating ultraviolet rays only to the mark member;
The method for forming a microlens according to claim 6 , further comprising a second UV step of irradiating both the mark member and the first lens member with ultraviolet rays.
前記第1UV工程における紫外線照射パワーは、前記第2UV工程における紫外線照射パワーより大きい請求項に記載のマイクロレンズの形成方法。 The method for forming a microlens according to claim 7 , wherein an ultraviolet irradiation power in the first UV process is larger than an ultraviolet irradiation power in the second UV process. 複数のマイクロレンズを第1および第2の2工程に分けて形成する際に該第1工程でマイクロレンズと同時に形成され、かつ該第2工程で位置合わせに用いるアライメントマークの形成処理を最適化する方法であって、
該アライメントマークの形成処理におけるパラメータを変えてマイクロレンズを基板上に形成してなる複数の試料を準備する工程と、
該各試料における、該第1工程でマイクロレンズと同時に形成された第1位置確認用マークと、該第2工程でマイクロレンズと同時に形成された第2位置確認用マークとの位置ずれ量を検出する工程と、
該検出した各試料における該第1および第2位置確認用マークの位置ずれ量に基づいて、該アライメントマークの形成処理における最適パラメータを判定する工程とを含み、
該第1工程は、
該基板上に熱処理により溶融硬化する熱硬化型の感光性レンズ材料を塗布してレンズ材料層を形成する工程と、
該レンズ材料層を1つの露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
該露光されたレンズ材料層を現像してレンズ用部材を形成するとともに、該アライメントマークとなるべきマーク用部材を形成する工程と、
該第1レンズ用部材および該マーク用部材に対する紫外線の照射を、該パラメータとしての所定の紫外線照射量の下で、熱処理による該マーク用部材の溶融が抑制され、かつ該第1レンズ用部材が熱だれによりレンズ形状を持つよう行う工程と、
該第1レンズ用部材および該マーク用部材に同時に熱処理を施して該第1レンズ用部材の溶融硬化により第1のマイクロレンズを形成し、該マーク用部材の硬化によりアライメントマークを形成する工程とを含むアライメントマーク最適化方法。
When forming a plurality of microlenses in two steps, the first and second steps are formed simultaneously with the microlens in the first step, and the alignment mark forming process used for alignment in the second step is optimized. A way to
Preparing a plurality of samples formed by changing the parameters in the alignment mark forming process and forming microlenses on the substrate;
In each sample, the amount of displacement between the first position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the first step and the second position confirmation mark formed simultaneously with the microlens in the second step is detected. And a process of
Determining an optimum parameter in the alignment mark formation process based on the amount of positional deviation of the first and second position confirmation marks in each detected sample,
The first step includes
Applying a thermosetting photosensitive lens material that is melt-cured by heat treatment on the substrate to form a lens material layer;
Selectively exposing the lens material layer using one exposure mask;
Developing the exposed lens material layer to form a lens member, and forming a mark member to be the alignment mark;
When the first lens member and the mark member are irradiated with ultraviolet rays, the mark member is prevented from being melted by heat treatment under a predetermined ultraviolet irradiation amount as the parameter, and the first lens member is A process of having a lens shape by heat dripping,
A step of simultaneously heat-treating the first lens member and the mark member to form a first microlens by melting and curing the first lens member, and forming an alignment mark by curing the mark member; including the alignment mark optimization methods.
前記第1工程は、
複数のレンズ形成領域を行列状に配列してなる格子状レンズ領域上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1レンズ形成領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2レンズ形成領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する工程であり、
前記第2工程は、
該格子状レンズ領域の、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2レンズ形成領域に第2のマイクロレンズを形成する工程である請求項に記載のアライメントマーク最適化方法。
The first step includes
A first microlens is formed on a lattice lens region formed by arranging a plurality of lens formation regions in a matrix, the plurality of first lens formation regions in which the first microlens is formed, and the first microlens. A step of selectively forming a plurality of second lens formation regions in which lenses are not formed so as to form a checkered lattice pattern;
The second step includes
The alignment mark optimizing method according to claim 9 , which is a step of forming a second microlens in a second lens forming region in which the first microlens is not formed in the lattice lens region.
複数の画素をマトリクス状に配列してなる画素部、および該画素部を駆動するとともに、該画素部からの画素信号を処理する周辺回路部とを有する固体撮像装置を製造する方法であって、
ウエハの各チップ領域に該画素部および該周辺回路部を形成する前半工程と、
該ウエハの各チップ領域に複数のマイクロレンズを形成する後半工程とを含み、
該後半工程は、
該各チップ領域の画素部上に第1のマイクロレンズを、該第1のマイクロレンズが形成された複数の第1画素領域と、該第1のマイクロレンズが形成されていない複数の第2画素領域とが市松格子模様をなすよう、選択的に形成する第1レンズ工程と、
該画素の、該第1のマイクロレンズの形成されていない第2画素領域に第2のマイクロレンズを形成する第2レンズ工程とを含み、
該第1レンズ工程は、
下地層上に熱処理により溶融硬化する熱硬化型の感光性レンズ材料を塗布して第1のレンズ材料層を形成する工程と、
該第1のレンズ材料層を1つの露光マスクを用いて選択的に露光する工程と、
該露光された第1のレンズ材料層の現像により、該複数の第1画素領域の各々の上に第1レンズ用部材を形成するとともに、該下地層の所定領域上にマーク用部材を形成する工程と、
該第1レンズ用部材および該マーク用部材に対する紫外線の照射を、熱処理による該マーク用部材の溶融が抑制され、かつ該第1レンズ用部材が熱だれによりレンズ形状を持つよう行う工程と、
該第1レンズ用部材および該マーク用部材に同時に熱処理を施して該第1レンズ用部材の溶融硬化により第1のマイクロレンズを形成し、該マーク用部材の硬化によりアライメントマークを形成する工程とを含み、
該第2レンズ工程は、該第1レンズ工程で形成されたアライメントマークを用いて該第2のマイクロレンズの位置合わせを行う工程を含む固体撮像装置の製造方法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device having a pixel unit formed by arranging a plurality of pixels in a matrix, and a peripheral circuit unit that drives the pixel unit and processes a pixel signal from the pixel unit,
A first half step of forming the pixel portion and the peripheral circuit portion in each chip region of the wafer;
A second half step of forming a plurality of microlenses in each chip region of the wafer,
The latter half of the process is
A first microlens is formed on a pixel portion of each chip region, a plurality of first pixel regions in which the first microlens is formed, and a plurality of second pixels in which the first microlens is not formed. A first lens step for selectively forming the region so as to form a checkered lattice pattern;
Wherein the pixel portion, and a second lens forming a second micro-lens in the second pixel region is not formed in the first microlens,
The first lens step includes
Forming a first lens material layer by applying a thermosetting photosensitive lens material that is melt-cured by heat treatment on the underlayer;
Selectively exposing the first lens material layer using one exposure mask;
By developing the exposed first lens material layer, a first lens member is formed on each of the plurality of first pixel regions, and a mark member is formed on a predetermined region of the base layer. Process,
Irradiating the first lens member and the mark member with ultraviolet rays so that melting of the mark member due to heat treatment is suppressed and the first lens member has a lens shape due to thermal dripping; and
A step of simultaneously heat-treating the first lens member and the mark member to form a first microlens by melting and curing the first lens member, and forming an alignment mark by curing the mark member; Including
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the second lens step includes a step of aligning the second microlens using the alignment mark formed in the first lens step.
前記第1レンズ工程は、
前記露光されたレンズ材料層現像により前記マーク用部材が形成される前記下地層の所定領域は、前記ウエハのスクライブ部である請求項11に記載の固体撮像装置の製造方法。
In the first lens step,
The predetermined region of the base layer, a method for manufacturing a solid-state imaging device according to Motomeko 11 is a scribing portion of the wafer to the mark member is formed by development of the exposed lens material layer.
前記第1レンズ用部材および前記マーク用部材に対する紫外線の照射を行う紫外線照射工程は、前記マーク用部材および前記レンズ用部材への紫外線照射を、該マーク用部材への紫外線照射量が該レンズ用部材への紫外線照射量より多くなるよう行う工程である請求項12に記載の固体撮像装置の製造方法。 In the ultraviolet irradiation process for irradiating the first lens member and the mark member with ultraviolet rays, the ultraviolet irradiation to the mark member and the lens member is performed , and the amount of ultraviolet irradiation to the mark member is used for the lens. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 12 , wherein the step is performed so as to increase the amount of ultraviolet irradiation to the member. 前記紫外線照射工程は、
前記マーク用部材にのみ選択的に紫外線を照射する第1UV工程と、
該マーク用部材および前記第1レンズ用部材の両方に紫外線を照射する第2UV工程とを含む請求項13に記載の固体撮像装置の製造方法。
The ultraviolet irradiation step includes
A first UV step of selectively irradiating ultraviolet rays only to the mark member;
The solid-state imaging device manufacturing method according to claim 13 , further comprising: a second UV step of irradiating both the mark member and the first lens member with ultraviolet rays.
前記第1UV工程における紫外線照射パワーは、前記第2UV工程における紫外線照射パワーより大きい請求項14に記載の固体撮像装置の製造方法。
The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 14 , wherein an ultraviolet irradiation power in the first UV process is larger than an ultraviolet irradiation power in the second UV process.
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