JPH01257901A - 固体撮像素子におけるマイクロ集光レンズ形成方法 - Google Patents
固体撮像素子におけるマイクロ集光レンズ形成方法Info
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- JPH01257901A JPH01257901A JP8540288A JP8540288A JPH01257901A JP H01257901 A JPH01257901 A JP H01257901A JP 8540288 A JP8540288 A JP 8540288A JP 8540288 A JP8540288 A JP 8540288A JP H01257901 A JPH01257901 A JP H01257901A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、テレビカメラ、ファクシミリ等に用いられる
固体撮像素子に用いることのできるマイクロ集光レンズ
の形成方法に関する。
固体撮像素子に用いることのできるマイクロ集光レンズ
の形成方法に関する。
ここ数年、固体↑層像素子は解像度及び感度を向上させ
る目的で、様々な技術が開発されているが、その一つと
して解像度を上げるために、固体撮像素子上にマトリッ
クス状に配置された感光部の画素数を多くする手段が用
いられている。しかしながら、単位面積当りの画素数を
増やしていくと、個々の画素上の感光部の受光面積が小
さくなることから感度の方を低下させてしまうという問
題が生じてくる。そこで、この問題を解決するために、
固体撮像素子の受光面にマイクロ集光レンズを設けて、
感光部へ入射する光の量を増やすことが一般に行なわれ
ている。第1図は、マイクロ集光レンズを受光面上に一
体的に形成している、従来の固体撮像素子7の断面を示
すものであって、1は光電変換部、2は信号転送部であ
る。
る目的で、様々な技術が開発されているが、その一つと
して解像度を上げるために、固体撮像素子上にマトリッ
クス状に配置された感光部の画素数を多くする手段が用
いられている。しかしながら、単位面積当りの画素数を
増やしていくと、個々の画素上の感光部の受光面積が小
さくなることから感度の方を低下させてしまうという問
題が生じてくる。そこで、この問題を解決するために、
固体撮像素子の受光面にマイクロ集光レンズを設けて、
感光部へ入射する光の量を増やすことが一般に行なわれ
ている。第1図は、マイクロ集光レンズを受光面上に一
体的に形成している、従来の固体撮像素子7の断面を示
すものであって、1は光電変換部、2は信号転送部であ
る。
3は光電変換部1や信号転送部2表面の凹凸を緩和して
、その上にマイクロ集光レンズを形成し易くするために
設けられた平坦化層であって、アクリル系、ゴム系、ケ
イ皮酸ビニル系、その他の感光性透明樹脂を光架橋させ
て形成している。
、その上にマイクロ集光レンズを形成し易くするために
設けられた平坦化層であって、アクリル系、ゴム系、ケ
イ皮酸ビニル系、その他の感光性透明樹脂を光架橋させ
て形成している。
4はマイクロ集光レンズで、これは入射光を光電変換部
1に集光させるために設けられるもので、平坦化層3の
上に感光性樹脂を塗布し、所定のマスクを介してプロキ
シミティあるいは、プロジェクション露光法によって光
電変換部1に対応するように露光し現像する、いわゆる
フォトリソグラフィー法によって形成していた。
1に集光させるために設けられるもので、平坦化層3の
上に感光性樹脂を塗布し、所定のマスクを介してプロキ
シミティあるいは、プロジェクション露光法によって光
電変換部1に対応するように露光し現像する、いわゆる
フォトリソグラフィー法によって形成していた。
しかしながら、上記のようなフォトリソグラフィー法に
よって形成されるマイクロ集光レンズは、第1図に示す
ように断面が台形状になり、充分な集光性を得ることが
できなかった。そこで、これを改善するために、パター
ニングされた樹脂層を熱フローによって球形に整える方
法も用いられているが、この方法によると、形成された
レンズの形状にばらつきが生じてしまう欠点があった。
よって形成されるマイクロ集光レンズは、第1図に示す
ように断面が台形状になり、充分な集光性を得ることが
できなかった。そこで、これを改善するために、パター
ニングされた樹脂層を熱フローによって球形に整える方
法も用いられているが、この方法によると、形成された
レンズの形状にばらつきが生じてしまう欠点があった。
本発明は、以上述べたような従来技術の問題点を改善す
ると共に、固体撮像素子上に高精度なマイクロ集光レン
ズを容易に形成するための新規な方法を提供することを
目的とするものである。
ると共に、固体撮像素子上に高精度なマイクロ集光レン
ズを容易に形成するための新規な方法を提供することを
目的とするものである。
本発明のマイクロ集光レンズの形成方法は、固体撮像素
子と対応する形状の、表面が解放された透明成形型内に
紫外線硬化型の透明樹脂を充填し、次いで該透明成形型
の裏面より紫外線を照射することにより、前記透明樹脂
を紫外゛線硬化させて、マイクロ集光レンズを形成す条
ものである。
子と対応する形状の、表面が解放された透明成形型内に
紫外線硬化型の透明樹脂を充填し、次いで該透明成形型
の裏面より紫外線を照射することにより、前記透明樹脂
を紫外゛線硬化させて、マイクロ集光レンズを形成す条
ものである。
さらにマイクロ集光レンズを精度良く効率的に、固体撮
像素子上に形成するために、上記の方法において、紫外
線硬化型の透明樹脂を充填した透明成形型の表面を、固
体撮像素子表面に位置合わせした状態で紫外線を照射す
ることにより、固体撮像素子上に直接マイクロ集光レン
ズを形成するようにしたこと、および固体撮像素子表面
に層状に形成された紫外線硬化型の透明樹脂上に、透明
成形型の表面を押しつけることにより、該成形型内に透
明樹脂を充填し、次いで固体撮像素子上に透明成形型表
面を圧着したままの状態で、透明成形型裏面より紫外線
を照射して、固体撮像素子上に直接マイクロ集光レンズ
を形成するようにしたことである。
像素子上に形成するために、上記の方法において、紫外
線硬化型の透明樹脂を充填した透明成形型の表面を、固
体撮像素子表面に位置合わせした状態で紫外線を照射す
ることにより、固体撮像素子上に直接マイクロ集光レン
ズを形成するようにしたこと、および固体撮像素子表面
に層状に形成された紫外線硬化型の透明樹脂上に、透明
成形型の表面を押しつけることにより、該成形型内に透
明樹脂を充填し、次いで固体撮像素子上に透明成形型表
面を圧着したままの状態で、透明成形型裏面より紫外線
を照射して、固体撮像素子上に直接マイクロ集光レンズ
を形成するようにしたことである。
第2図は、本発明を実施するために用いられる、透明成
形型の断面図であって、これらガラスをフォトリソグラ
フィー法によって、エツチングしたり、透明なプラスチ
ック材を金型で成形加工するなどして作製することがで
きる。この場合、透明成形型5には、固体撮像素子に対
する位置合わせマークを設けておくと、後の位置決め作
業に便利である。透明成形型5には、マイクロ集光レン
ズの表面形状に合わせて、球面その他の形状に凹部5′
が設けられている。
形型の断面図であって、これらガラスをフォトリソグラ
フィー法によって、エツチングしたり、透明なプラスチ
ック材を金型で成形加工するなどして作製することがで
きる。この場合、透明成形型5には、固体撮像素子に対
する位置合わせマークを設けておくと、後の位置決め作
業に便利である。透明成形型5には、マイクロ集光レン
ズの表面形状に合わせて、球面その他の形状に凹部5′
が設けられている。
紫外線硬化型の透明樹脂4′としては、ウレタンアクリ
レート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレ
ート、ポリエーテルアクリレート等のアクリロイル基を
もつ重合性オリゴマー、モノマーと、アクリル酸、アク
リルアミド、アクリロニトリル等の重合性ビニル基をも
つ重合性オリゴマー、モノマー等の単体あるいは、配合
したものを用いることができる。
レート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレ
ート、ポリエーテルアクリレート等のアクリロイル基を
もつ重合性オリゴマー、モノマーと、アクリル酸、アク
リルアミド、アクリロニトリル等の重合性ビニル基をも
つ重合性オリゴマー、モノマー等の単体あるいは、配合
したものを用いることができる。
次に図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。
第3図(A)、 (B)、 (C)、 (D)は、本発
明の1実施例に係る、固体撮像素子7上にマイクロ集光
レンズを形成する工程を示す図であって、第3図(A)
は、透明成形型5凹部5′に紫外線硬化型の透明樹脂4
′を充填した状態を示したものである。透明樹脂4′は
、凹部5′内ばかりでなく、同図のようにその外側の透
明成形型5表面も薄く被覆されるように、ロールコート
法、フローコート法、スピンコード法、スクイーダイン
グ法、スピンコード法により、透明成形型5に充填され
る。
明の1実施例に係る、固体撮像素子7上にマイクロ集光
レンズを形成する工程を示す図であって、第3図(A)
は、透明成形型5凹部5′に紫外線硬化型の透明樹脂4
′を充填した状態を示したものである。透明樹脂4′は
、凹部5′内ばかりでなく、同図のようにその外側の透
明成形型5表面も薄く被覆されるように、ロールコート
法、フローコート法、スピンコード法、スクイーダイン
グ法、スピンコード法により、透明成形型5に充填され
る。
第3図(B)は、マイクロ集光レンズを形成する前の、
固体撮像素子7の状態を示したもので、光電変換部1、
信号転送部2の上に、平坦化N3が形成されている。第
3図(C)は、第3図(B)の状態の固体撮像素子7上
に、紫外線硬化型の透明樹脂4′を充填済みの透明成形
型5を位置合わせして圧着した状態である。
固体撮像素子7の状態を示したもので、光電変換部1、
信号転送部2の上に、平坦化N3が形成されている。第
3図(C)は、第3図(B)の状態の固体撮像素子7上
に、紫外線硬化型の透明樹脂4′を充填済みの透明成形
型5を位置合わせして圧着した状態である。
この状態のまま、透明成形型5の裏面、すなわち第3図
(C)において透明成形型5の上方から、UV光源を用
いて紫外線を照射すると、紫外線は透明成形型5を透過
して、凹部5′内および該成形型5表面と平坦化層3の
間にある紫外線硬化型の透明樹脂4′を硬化させる。し
かる後に、固体撮像素子上から透明成形型5を取り外す
と、第3図(D)のように、マイクロ集光レンズ4が平
坦化層3上に形成される。
(C)において透明成形型5の上方から、UV光源を用
いて紫外線を照射すると、紫外線は透明成形型5を透過
して、凹部5′内および該成形型5表面と平坦化層3の
間にある紫外線硬化型の透明樹脂4′を硬化させる。し
かる後に、固体撮像素子上から透明成形型5を取り外す
と、第3図(D)のように、マイクロ集光レンズ4が平
坦化層3上に形成される。
第4図(A)、(B)、(C)は、本発明の他の実施例
に係る、固体撮像素子7上にマイクロ集光レンズを形成
する工程を示す図であって、第4図(A)は、固体撮像
素子7の平坦化層3上に、紫外線硬化型の透明樹脂4′
の層が形成された状態を示す。
に係る、固体撮像素子7上にマイクロ集光レンズを形成
する工程を示す図であって、第4図(A)は、固体撮像
素子7の平坦化層3上に、紫外線硬化型の透明樹脂4′
の層が形成された状態を示す。
第4図(B)は、平坦化層3上に形成された透明樹脂4
′の層に対して、透明成形型5が押しつけられると同時
に位置決めされて、透明成形型5内の凹部5′に侵入し
た透明樹脂4′が、マイクロ集光レンズ4の形状に成形
された状態である。
′の層に対して、透明成形型5が押しつけられると同時
に位置決めされて、透明成形型5内の凹部5′に侵入し
た透明樹脂4′が、マイクロ集光レンズ4の形状に成形
された状態である。
この状態のまま、透明成形型5の裏面、すなわち同図の
上方より紫外線を照射して、紫外線硬化型の透明樹脂4
′を硬化させる。
上方より紫外線を照射して、紫外線硬化型の透明樹脂4
′を硬化させる。
しかる後に、固体撮像素子7上から透明成形型5を取り
外すと、第4図(C)のように、マイクロ集光レンズ4
が平坦化層3上に形成される。
外すと、第4図(C)のように、マイクロ集光レンズ4
が平坦化層3上に形成される。
なお、撮像素子の外周領域にはポンディングパッドが形
成されているので、その上に残った樹脂はマイクロレン
ズ形成後に溶剤で除去しなければならない。そのために
は、透明成形型の電極に対応する部分を遮光するか或い
は嫌気硬化型の樹脂であれば、第6図の様に成形型を撮
像素子よりひとまわり小さくして、電極上の樹脂が硬化
しないように配慮する必要がある。
成されているので、その上に残った樹脂はマイクロレン
ズ形成後に溶剤で除去しなければならない。そのために
は、透明成形型の電極に対応する部分を遮光するか或い
は嫌気硬化型の樹脂であれば、第6図の様に成形型を撮
像素子よりひとまわり小さくして、電極上の樹脂が硬化
しないように配慮する必要がある。
本発明の方法は、以上に説明したような、モノクロタイ
プの固体撮像素子のみならず、第5図に示すような、カ
ラーフィルター(6)が組み込まれたカラー固体撮像素
子7のマイクロ集光レンズの形成にも、同様に適用でき
ることは言うまでもない。
プの固体撮像素子のみならず、第5図に示すような、カ
ラーフィルター(6)が組み込まれたカラー固体撮像素
子7のマイクロ集光レンズの形成にも、同様に適用でき
ることは言うまでもない。
本発明の具体的な実施例は下記通りである。
■ CCD固体撮像素子上に、FVR(富士薬品製)を
2μmの厚さに塗布した後、露光・現像を行い、平坦化
層を形成した。
2μmの厚さに塗布した後、露光・現像を行い、平坦化
層を形成した。
一方、1rIa厚のガラス板に、フォトリソグラフィー
法を用いて撮像素子とピッチが合うようにレジスト層を
形成した後、硝酸とフッ化アンモニウムとの混合液で4
μmの深さにエツチングして、透明成形型を作製した。
法を用いて撮像素子とピッチが合うようにレジスト層を
形成した後、硝酸とフッ化アンモニウムとの混合液で4
μmの深さにエツチングして、透明成形型を作製した。
次に、作製した透明成形型内に、ウレタンアクリレート
系の紫外線硬化型透明樹脂層を、スピンコード法によっ
て形成した後、前記平坦化層が形成されている固体撮像
素子上に、透明成形型を位置合わせして圧着した。その
状態のままで、UV光源を用いて透明成形型裏面側から
紫外線を照射し、樹脂が硬化したのちに透明成形型を取
り外し、マイクロ集光レンズを固体撮像素子上に形成し
た。
系の紫外線硬化型透明樹脂層を、スピンコード法によっ
て形成した後、前記平坦化層が形成されている固体撮像
素子上に、透明成形型を位置合わせして圧着した。その
状態のままで、UV光源を用いて透明成形型裏面側から
紫外線を照射し、樹脂が硬化したのちに透明成形型を取
り外し、マイクロ集光レンズを固体撮像素子上に形成し
た。
■ CCD固体撮像素子上に、FVR(富士薬品型)を
2μmの厚さに塗布した後、露光・現像を行い平坦化層
を形成し、その上にマイクロ集光レンズの材料として、
粘度50センチポアズのウレタンアクリレート系の紫外
線硬化型透明樹脂を4μmの厚さに塗布した。
2μmの厚さに塗布した後、露光・現像を行い平坦化層
を形成し、その上にマイクロ集光レンズの材料として、
粘度50センチポアズのウレタンアクリレート系の紫外
線硬化型透明樹脂を4μmの厚さに塗布した。
一方、前記■と同様に、IIIII厚のガラス板に、フ
ォトリソグラフィー法を用いて撮像素子とピッチが合う
ようにレジスト層を形成した後、硝酸とフッ化アンモニ
ウムとの混合液で4μmの深さにエツチングして透明成
形型を作製し、これを紫外線硬化型の透明樹脂を塗布し
である上記の固体撮像素子上に位置合わせして圧着し、
その状態のままで、UV光源を用いて透明成形型裏面側
から紫外線を照射し、樹脂が硬化したのちに透明成形型
を取り外し、マイクロ集光レンズを固体撮像素子上に形
成した。
ォトリソグラフィー法を用いて撮像素子とピッチが合う
ようにレジスト層を形成した後、硝酸とフッ化アンモニ
ウムとの混合液で4μmの深さにエツチングして透明成
形型を作製し、これを紫外線硬化型の透明樹脂を塗布し
である上記の固体撮像素子上に位置合わせして圧着し、
その状態のままで、UV光源を用いて透明成形型裏面側
から紫外線を照射し、樹脂が硬化したのちに透明成形型
を取り外し、マイクロ集光レンズを固体撮像素子上に形
成した。
上記実施例では、固体撮像素子がCCD撮像デバイスの
場合を例に上げて説明したが、MOSFETによって構
成される撮像デバイスであってもよいことは言うまでも
ない。
場合を例に上げて説明したが、MOSFETによって構
成される撮像デバイスであってもよいことは言うまでも
ない。
以上に述べたように、本発明の固体撮像素子におけるマ
イクロ集光レンズの形成方法によれば、透明成形型中で
、紫外線硬化型の透明樹脂を成形・硬化して、マイクロ
集光レンズを形成しているので、従来のフォトリソグラ
フィー法によって、固体撮像素子上にマイクロ集光レン
ズを形成する方法では難しかった、高精度のマイクロ集
光レンズを得ることが可能となり、また成形型に透明な
材料を用いることによって、固体撮像素子に対する成形
型の位置決め作業が容易となるので、固体撮像素子上の
正確な位置にマイクロ集光レンズを形成することができ
る。
イクロ集光レンズの形成方法によれば、透明成形型中で
、紫外線硬化型の透明樹脂を成形・硬化して、マイクロ
集光レンズを形成しているので、従来のフォトリソグラ
フィー法によって、固体撮像素子上にマイクロ集光レン
ズを形成する方法では難しかった、高精度のマイクロ集
光レンズを得ることが可能となり、また成形型に透明な
材料を用いることによって、固体撮像素子に対する成形
型の位置決め作業が容易となるので、固体撮像素子上の
正確な位置にマイクロ集光レンズを形成することができ
る。
しかも、本発明の方法によれば、固体撮像素子上に透明
成形型を位置決め・圧着した状態のまま、紫外線照射に
よって樹脂の硬化を行なうことができるため、マイクロ
集光レンズを形成する工程の能率化がはかれる。さらに
、固体撮像素子上に形成された平坦化層表面にあらかじ
め紫外線硬化型の透明樹脂を塗布しておき、透明成形型
をこれに圧着させて樹脂をマイクロ集光レンズの形に成
形する方法を用いた場合には、透明成形型への樹脂の充
填と、成形型の固体撮像素子に対する位置決め作業も同
時に行なうことができるので、マイクロ集光レンズの形
成工程をより一層効率化することができる。
成形型を位置決め・圧着した状態のまま、紫外線照射に
よって樹脂の硬化を行なうことができるため、マイクロ
集光レンズを形成する工程の能率化がはかれる。さらに
、固体撮像素子上に形成された平坦化層表面にあらかじ
め紫外線硬化型の透明樹脂を塗布しておき、透明成形型
をこれに圧着させて樹脂をマイクロ集光レンズの形に成
形する方法を用いた場合には、透明成形型への樹脂の充
填と、成形型の固体撮像素子に対する位置決め作業も同
時に行なうことができるので、マイクロ集光レンズの形
成工程をより一層効率化することができる。
第1図は、従来の固体撮像素子の断面図、第2図は、本
発明の方法を実施するために用いる、透明成形型の断面
図、第3図(A)、 (B)、 (C)。 (D)は、本発明の1実施例に係る、固体撮像素子上に
マイクロ集光レンズを形成する工程を示す図、第4図(
A)、 (B)、 (C)は、本発明の他の実施例に係
る、固体撮像素子上にマイクロ集光レンズを形成する工
程を示す図、第5図は、カラーフィルターが設けられて
いる場合の固体撮像素子上における、マイクロ集光レン
ズの形成状態を示す断面図、第6図は、電極上の樹脂硬
化を防止する形成方法の一例を説明する略図である。 1・・・光電変換部、2・・・信号転送部、3.3′・
・・平坦化層、4・・・マイクロ集光レンズ、4′・・
・紫外線硬化型の透明樹脂、5・・・透明成形型、5′
・・・凹部、6・・・カラーフィルター、7・・・固体
撮像素子、8・・・マイクロレンズ形成領域、9・・・
電極。
発明の方法を実施するために用いる、透明成形型の断面
図、第3図(A)、 (B)、 (C)。 (D)は、本発明の1実施例に係る、固体撮像素子上に
マイクロ集光レンズを形成する工程を示す図、第4図(
A)、 (B)、 (C)は、本発明の他の実施例に係
る、固体撮像素子上にマイクロ集光レンズを形成する工
程を示す図、第5図は、カラーフィルターが設けられて
いる場合の固体撮像素子上における、マイクロ集光レン
ズの形成状態を示す断面図、第6図は、電極上の樹脂硬
化を防止する形成方法の一例を説明する略図である。 1・・・光電変換部、2・・・信号転送部、3.3′・
・・平坦化層、4・・・マイクロ集光レンズ、4′・・
・紫外線硬化型の透明樹脂、5・・・透明成形型、5′
・・・凹部、6・・・カラーフィルター、7・・・固体
撮像素子、8・・・マイクロレンズ形成領域、9・・・
電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、固体撮像素子7と対応する形状の、表面が解放され
た透明成形型5内に紫外線硬化型の透明樹脂4′を充填
し、次いで該透明成形型5の裏面より紫外線を照射する
ことにより、前記透明樹脂4′を紫外線硬化させて、マ
イクロ集光レンズ4を形成することを特徴とする固体撮
像素子におけるマイクロ集光レンズ形成方法。 2、紫外線硬化型の透明樹脂4′を充填した透明成形型
5の表面を、固体撮像素子7表面に位置合わせした状態
で紫外線を照射することにより固体撮像素子7上に直接
マイクロ集光レンズ4を形成することを特徴とする請求
項1記載の固体撮像素子におけるマイクロ集光レンズ形
成方法。 3、固体撮像素子7表面に層状に形成された紫外線硬化
型の透明樹脂4′上に、透明成形型5の表面を押しつけ
ることにより、該成形型5内に透明樹脂4′を充填し、
次いで固体撮像素子7上に透明成形型5表面を圧着した
ままの状態で、透明成形型5裏面より紫外線を照射して
、固体撮像素子7上に直接マイクロ集光レンズ4を形成
することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子にお
けるマイクロ集光レンズ形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63085402A JP2777371B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 固体撮像素子におけるマイクロ集光レンズ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63085402A JP2777371B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 固体撮像素子におけるマイクロ集光レンズ形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01257901A true JPH01257901A (ja) | 1989-10-16 |
JP2777371B2 JP2777371B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=13857791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63085402A Expired - Lifetime JP2777371B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 固体撮像素子におけるマイクロ集光レンズ形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2777371B2 (ja) |
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- 1988-04-08 JP JP63085402A patent/JP2777371B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2777371B2 (ja) | 1998-07-16 |
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