JP5677076B2 - フォトマスクデータの生成方法、その作製方法、そのためのプログラム、固体撮像装置の製造方法、および、マイクロレンズアレイの製造方法 - Google Patents
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Description
に関する。
まず、図12に示す半導体基板10に複数の光電変換部11からなる光電変換部アレイ12を形成し、半導体基板10の上に多層配線構造20、第1平坦化層30、カラーフィルター層40、第2平坦化層50を順に形成する。次いで、第2平坦化層50の上にフォトリソグラフィーによってマイクロレンズアレイ60を形成する。マイクロレンズアレイ60を形成する工程は、膜形成工程、露光工程、現像工程を含む。膜形成工程では、例えば、第2平坦化層50の上にフォトマスク200の透過率(即ち、露光量)に応じた厚さの膜が現像後に残る感光性レンズ材料膜を第2平坦化層50の上に形成する。フォトマスク200の各矩形領域210は、1つのマイクロレンズ62に対応する。ここで、フォトマスク200の各矩形領域210に形成されている遮光部は、前述のとおり、露光光の波長では解像されない寸法を有する。例えば、遮光部は0.06μmの寸法を有し、露光光は365nmの波長を有しうる。現像工程では、感光性レンズ材料膜を現像し、これによりマイクロレンズ62或いはマイクロレンズアレイ60が形成される。
図2は、第2実施例に従って生成されたフォトマスクの1つの矩形領域についてのマイクロレンズパターンを示している。第2実施例は、枠領域Wの幅が0.12μmである点で図1に示す第1実施例と異なるが、他の条件は第1実施例と同じである。第2実施例では、枠領域Wの幅を第1実施例における枠領域230の幅Wより大きくすることにより、マイクロレンズの境界部における形状を目的形状により近づけることができる。
図3は、第3実施例に従って生成されたフォトマスクの1つの矩形領域についてのマイクロレンズパターンを示している。第3実施例は、第2工程において決定される枠領域230における遮光部密度が15パーセントである点で第2実施例と異なるが、他の条件は第2実施例と同じである。第3実施例では、枠領域230における遮光部密度を大きいためにマイクロレンズの境界部における形状が第2実施例に比べてなだらかになるが、目的形状からの誤差は許容範囲である。
図4は、第4実施例に従って生成されたフォトマスクの1つの矩形領域についてのマイクロレンズパターンを示している。第4実施例は、枠領域230を構成する4つの帯状領域231〜234のそれぞれを遮光部密度が互いに異なる2種類の領域で構成されている点で第2、第3実施例と異なる。第4実施例では、各帯状領域は、2つの端部側領域4と、2つの端部側領域4によって挟まれた中央領域5とを含む。枠領域230の幅Wは0.12μm、枠領域230の各辺の長さは4.3μmであるが、これは一例である。第2工程において、端部側領域4の遮光部密度は、中央領域5の遮光部密度よりも高くすることが好ましい。これは中央領域ではマイクロレンズの境界部がなだらかになる傾向が端部側領域よりも高いためである。図4に示す例では、端部側領域4の遮光部密度を15パーセント、中央領域5の遮光部密度を0パーセントである。なお、第4実施例においても、遮光部密度が0以上15パーセント以下であること、かつ、4つの帯状領域231〜234の遮光部密度が互いに同一であるという条件が満たされている。
図12を参照しながら固体撮像装置100の製造方法を説明する。まず、図12の固体撮像装置100の光電変換部アレイ12や回路を、半導体基板10に形成する。その後、半導体基板10上に多層配線構造20が形成され、第1平坦化層30、カラーフィルター層40、第2平坦化層50が形成される。ここで、第2平坦化層50は反射防止膜としての機能を有する。そして、第2平坦化層50上にマイクロレンズ材料膜を形成し、上述の実施例にて作成したフォトマスクを用いて露光し、露光後のマイクロレンズ材を現像することで、マイクロレンズアレイを形成する。
Claims (9)
- 複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイをフォトリソグラフィーによって製造するために使用されるフォトマスクを作製するためのフォトマスクデータを生成する生成方法であって、
前記フォトマスクは、2次元状に配置された複数の矩形領域のそれぞれに、マイクロレンズを形成するための遮光部と非遮光部とからなるマイクロレンズパターンを有し、各矩形領域は、当該矩形領域の4つの辺を外縁とする枠領域と、前記枠領域の内縁を境界とする主領域とを含み、前記枠領域は、前記4つの辺のうちの1つの辺をそれぞれ輪郭線の一部とする4つの帯状領域からなり、前記枠領域の前記外縁と前記内縁との間の幅は、前記フォトリソグラフィーにおいて使用する露光光の波長の1/2以下であり、
前記生成方法は、
前記主領域における遮光部および非遮光部の配置を決定する第1工程と、
(遮光部の面積)/((遮光部の面積)+(非遮光部の面積))として定義される遮光部密度が0以上15パーセント以下となるように、前記枠領域における遮光部および非遮光部の配置を決定する第2工程とを含み、
各帯状領域は、2つの端部側領域と、前記2つの端部側領域によって挟まれた中央領域とを含み、
前記第2工程では、前記端部側領域の遮光部密度を前記中央領域の遮光部密度よりも高くする、
ことを特徴とする生成方法。 - 前記第2工程では、4つの前記帯状領域の前記遮光部密度が互いに同一となるように、前記枠領域における遮光部および非遮光部の配置を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の生成方法。 - 前記第1工程では、前記フォトマスクに形成すべき透過率分布を誤差分散法によって2値化することによって遮光部および非遮光部の配置を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の生成方法。 - 複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイをフォトリソグラフィーによって製造するために使用されるフォトマスクを作製する作製方法であって、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の生成方法によってフォトマスクデータを生成する工程と、
前記フォトマスクデータに従ってフォトマスクを作製する工程と、
を含むことを特徴とする作製方法。 - 複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイをフォトリソグラフィーによって製造するために使用されるフォトマスクを作製するためのフォトマスクデータを生成する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記フォトマスクは、2次元状に配置された複数の矩形領域のそれぞれに、マイクロレンズを形成するための遮光部と非遮光部とからなるマイクロレンズパターンを有し、各矩形領域は、当該矩形領域の境界を規定する4つの辺を外縁とする枠領域と、前記枠領域の内縁によって外縁が規定される主領域とを含み、前記枠領域は、前記4つの辺のうちの1つの辺をそれぞれ輪郭線の一部とする4つの帯状領域からなり、前記枠領域の前記外縁と前記内縁との間の幅は、前記フォトリソグラフィーにおいて使用する露光光の波長の1/2以下であり、
前記プログラムは、コンピュータに、
前記主領域における遮光部および非遮光部の配置を決定する第1工程と、
(遮光部の面積)/((遮光部の面積)+(非遮光部の面積))として定義される遮光部密度が0以上15パーセント以下となるように、前記枠領域におけるドットの配置を決定する第2工程と、を含む処理を実行させ、
各帯状領域は、2つの端部側領域と、前記2つの端部側領域によって挟まれた中央領域とを含み、
前記第2工程では、前記端部側領域の遮光部密度を前記中央領域の遮光部密度よりも高くする、
ことを特徴とするプログラム。 - 前記第2工程では、4つの前記帯状領域の前記遮光部密度が互いに同一となるように、前記枠領域における遮光部および非遮光部の配置を決定する、
ことを特徴とする請求項5に記載のプログラム。 - 固体撮像装置を製造する製造方法であって、
2次元的に配列された複数の光電変換部からなる光電変換部アレイを形成する工程と、
請求項4に記載の作製方法によって作製されたフォトマスクを用いてフォトリソグラフィーによって前記光電変換部アレイの上にマイクロレンズアレイを形成する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。 - 請求項7に記載の固体撮像装置を製造する製造方法であって、
前記マイクロレンズアレイを形成する工程の前に、
前記光電変換部の上に複数の色を有するカラーフィルター層を形成する工程と、
前記カラーフィルター層の上に反射防止膜として機能する平坦化層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。 - マイクロレンズアレイを製造する製造方法であって、
基板の上に感光性の材料膜を形成する工程と、
請求項4に記載の作製方法によって作製されたフォトマスクを用いて前記材料膜に対して露光し、現像することでマイクロレンズアレイを形成する工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
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