JPH0412568A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JPH0412568A JPH0412568A JP2115963A JP11596390A JPH0412568A JP H0412568 A JPH0412568 A JP H0412568A JP 2115963 A JP2115963 A JP 2115963A JP 11596390 A JP11596390 A JP 11596390A JP H0412568 A JPH0412568 A JP H0412568A
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- photosensitive resin
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Landscapes
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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
本発明は、受光部の上に集光用のマイクロレンズを有す
る固体撮像装置の製造方法に関する。
る固体撮像装置の製造方法に関する。
従来、この種の固体撮像装置の製造方法としては、第２
図に示すようなものがある。 第２図は、上記固体撮像装置の製造方法により半導体基
板上にマイクロレンズを製造する工程を（Ａ）−（Ｂ）
→（Ｃ）→（Ｄ）−（Ｅ）の順に示す断面図である。 （Ａ） まず、複数の受光部１１および電荷転送部１
２を有する半導体基板１３上に、透明な平坦化層１４を
形成する。 （Ｂ） 上記透明な平坦化層１４上に透明材料層１５
を形成する。 （Ｃ） 上記透明材料層１５上に、熱軟化性レジスト
層１６を塗布する。その後、上記熱軟化性レジスト層１
６を露光して、上記受光部＋１に対応するパターンを形
成する。 （Ｄ） 上記パターン形成した熱軟化性レジスト層１
６を加熱して、凸レンズ形に熱変形させる。 （Ｅ） 上記凸レンズ形に熱変形した熱軟化性レジス
ト層１６および上記透明材料層１５を異方性エツチング
する。すると、上記凸レンズ形の熱軟化性レジスト層１
６の形が、上記透明材料層１５の形に反映して、上記透
明材料層１５は、凸レンズ形となって、マイクロレンズ
を形成する。
図に示すようなものがある。 第２図は、上記固体撮像装置の製造方法により半導体基
板上にマイクロレンズを製造する工程を（Ａ）−（Ｂ）
→（Ｃ）→（Ｄ）−（Ｅ）の順に示す断面図である。 （Ａ） まず、複数の受光部１１および電荷転送部１
２を有する半導体基板１３上に、透明な平坦化層１４を
形成する。 （Ｂ） 上記透明な平坦化層１４上に透明材料層１５
を形成する。 （Ｃ） 上記透明材料層１５上に、熱軟化性レジスト
層１６を塗布する。その後、上記熱軟化性レジスト層１
６を露光して、上記受光部＋１に対応するパターンを形
成する。 （Ｄ） 上記パターン形成した熱軟化性レジスト層１
６を加熱して、凸レンズ形に熱変形させる。 （Ｅ） 上記凸レンズ形に熱変形した熱軟化性レジス
ト層１６および上記透明材料層１５を異方性エツチング
する。すると、上記凸レンズ形の熱軟化性レジスト層１
６の形が、上記透明材料層１５の形に反映して、上記透
明材料層１５は、凸レンズ形となって、マイクロレンズ
を形成する。
ところで、固体撮像装置の感度を向上させるために、そ
の受光部上に形成するマイクロレンズの形状がばらつく
と、上記固体撮像装置の感度が不均一になって、その商
品価値を著しく損なう。したがって、上記マイクロレン
ズの形状は均一であることが重要である。 しかしながら、上記従来の固体撮像装置の製造方法では
、次のような問題がある。すなわち、第２図（Ｄ）の工
程で形成した熱軟化性レジス）１６の凸レンズ形を正確
に透明材料層１５の形に反映させて均一な形状のマイク
ロレンズを形成するためには、第２図（Ｅ）の工程の異
方性エツチングは、高精度で、かつ均一にしなければな
らない。ところか、異方性エツチングは、そのエツチン
グ量をエツチング時間のみで制御するものであるので、
上記異方性エツチングを高精度かつ均一にするためには
、そのエツチング速度および透明材料層１５や熱軟化性
レジスト層１６の厚さを、個々の半導体基板内だけでな
く各半導体基板間やその製造ロット間においても、均一
にしなければならず、上記異方性エツチングの精度と均
一性を維持することは非常に難しく、均一で安定な形状
のマイクロレンズを形成することが非常に難しいという
問題がある。 そこで、本発明の目的は、均一で精度の高い形状のマイ
クロレンズを容易に形成できる固体撮像装置の製造方法
を提供することにある。
の受光部上に形成するマイクロレンズの形状がばらつく
と、上記固体撮像装置の感度が不均一になって、その商
品価値を著しく損なう。したがって、上記マイクロレン
ズの形状は均一であることが重要である。 しかしながら、上記従来の固体撮像装置の製造方法では
、次のような問題がある。すなわち、第２図（Ｄ）の工
程で形成した熱軟化性レジス）１６の凸レンズ形を正確
に透明材料層１５の形に反映させて均一な形状のマイク
ロレンズを形成するためには、第２図（Ｅ）の工程の異
方性エツチングは、高精度で、かつ均一にしなければな
らない。ところか、異方性エツチングは、そのエツチン
グ量をエツチング時間のみで制御するものであるので、
上記異方性エツチングを高精度かつ均一にするためには
、そのエツチング速度および透明材料層１５や熱軟化性
レジスト層１６の厚さを、個々の半導体基板内だけでな
く各半導体基板間やその製造ロット間においても、均一
にしなければならず、上記異方性エツチングの精度と均
一性を維持することは非常に難しく、均一で安定な形状
のマイクロレンズを形成することが非常に難しいという
問題がある。 そこで、本発明の目的は、均一で精度の高い形状のマイ
クロレンズを容易に形成できる固体撮像装置の製造方法
を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の固体撮像装置の製造
方法は、複数の受光部および電荷転送部を有する固体撮
像素子を形成した半導体基板上に透明材料層を形成する
工程と、 上記透明材料層上に感光性樹脂層を形成する工程と、上
記感光性樹脂層を露光して、上記感光性樹脂層に上記受
光部に対応するパターンを形成する工程と、上記パター
ンが形成された感光性樹脂層を、紫外線照射によって脱
色して、透明度を上げる工程と、上記紫外線照射により
透明度が上げられた上記感光性樹脂層を加熱して熱変形
させてマイクロレンズを形成する工程とを有することを
特徴としている。 上記感光性樹脂層は、紫外線照射により光透過率が向上
し、かつ、熱硬化性を有することが望ましい。
方法は、複数の受光部および電荷転送部を有する固体撮
像素子を形成した半導体基板上に透明材料層を形成する
工程と、 上記透明材料層上に感光性樹脂層を形成する工程と、上
記感光性樹脂層を露光して、上記感光性樹脂層に上記受
光部に対応するパターンを形成する工程と、上記パター
ンが形成された感光性樹脂層を、紫外線照射によって脱
色して、透明度を上げる工程と、上記紫外線照射により
透明度が上げられた上記感光性樹脂層を加熱して熱変形
させてマイクロレンズを形成する工程とを有することを
特徴としている。 上記感光性樹脂層は、紫外線照射により光透過率が向上
し、かつ、熱硬化性を有することが望ましい。
半導体基板上に形成した透明材料層上に形成された感光
性樹脂層は露光され、上記半導体基板の受光部に対応す
るパターンが形成される。次に、上記パターンが形成さ
れた感光性樹脂層は、紫外線を照射されて、脱色され、
透明度が上げられる。 次に、上記透明度が上げられた感光性樹脂層は、加熱さ
れ、熱変形させられてマイクロレンズになる。したがっ
て、従来の如き、熱硬化性レジスト１６の形状を透明材
料層１５に反映するために加工精度を得ることが難しい
異方性エツチングをすることか不要であって、均一な形
状のマイクロレンズを容易に形成できる。 上記感光性樹脂層として、紫外線照射により光透過率が
向上し、かつ、熱硬化性を有するものを用いると、光透
過率が優れる上に、耐久性の高いマイクロレンズが形成
される。
性樹脂層は露光され、上記半導体基板の受光部に対応す
るパターンが形成される。次に、上記パターンが形成さ
れた感光性樹脂層は、紫外線を照射されて、脱色され、
透明度が上げられる。 次に、上記透明度が上げられた感光性樹脂層は、加熱さ
れ、熱変形させられてマイクロレンズになる。したがっ
て、従来の如き、熱硬化性レジスト１６の形状を透明材
料層１５に反映するために加工精度を得ることが難しい
異方性エツチングをすることか不要であって、均一な形
状のマイクロレンズを容易に形成できる。 上記感光性樹脂層として、紫外線照射により光透過率が
向上し、かつ、熱硬化性を有するものを用いると、光透
過率が優れる上に、耐久性の高いマイクロレンズが形成
される。
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図は、本発明の固体撮像装置の製造方法により半導
体基板上にマイクロレンズを形成する工程を（Ａ）−（
Ｂ）−（Ｃ）−（Ｄ）−（Ｅ）の順に示す断面図である
。 （Ａ）まず、複数の受光部ｌおよび電荷転送部２を有す
る半導体基板３上に、透明材料層５をスピンコード法に
より塗布して、平坦に形成する。 （Ｂ） 上記透明材料層５上に、紫外線照射により光
透過率が向上し、かつ、熱硬化性を有するフェノールボ
ラック系やポリスチレン系のポジ型感光性樹脂等からな
る感光性樹脂層６を形成する。そしてマスク７を介して
、上記感光性樹脂層６を受光部ｌに対応するパターンを
形成するために、露光、現像する。 （Ｃ） 上記感光性樹脂層６をウェットエツチング等
で加工して受光部１に対応するパターンすなわち各ブロ
ックを形成する。 （Ｄ） 上記パターン形成された感光性樹脂層６に紫
外線あるいは、より望ましくは３５０ｎｍ〜４５０ｎｍ
の波長領域の光８を照射することによって、上記感光性
樹脂層６が含有する感光剤等を脱色して、上記感光性樹
脂層６の透明度を高める。 （Ｅ） 上記透明度が上げられた感光性樹脂層６を加
熱して熱変形させてマイクロレンズ９を形成する。この
加熱の温度は、工程（Ｄ）における光８の照射量に対応
して、例えば、１５０℃程度に設定する。 以上の工程においては、高い加工精度を得ることか難し
い従来の如き異方性エツチングというドライエツチング
技術の替りに、工程（Ｂ）のフォトリソグラフと工程（
Ｃ）のエツチングと工程（Ｅ）の熱処理によって、半導
体基板上にマイクロレンズを形成しているので、均一な
形状のマイクロレンズを容易に形成できて、たとえば、
第１図（Ｅ）に示すマイクロレンズ９の集光率を決定す
る重要な因子であるマイクロレンズ間の間隔ρと形状ｒ
を所望の値に設定して、精度良く均一にマイクロレンズ
を形成できる。しかも、工程（Ｄ）において、パターン
形成された感光性樹脂層６の透明度を、紫外線照射によ
って、高めているので、マイクロレンズ９の材料である
感光性樹脂層６の可視領域の光透過率を９０％以上にで
きて、性能の良いマイクロレンズを形成できる。たとえ
ば、上記感光性樹脂層６の厚さが２．５μｍの場合、波
長領域３５０〜４５０ｎｍの紫外線を２５０ ｍＪ ／
ｃ＋＋＋”だけ照射することによって、上記感光性樹脂
層６の可視光領域波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光透過
率を９５゜５％にすることができる。さらに、上記感光
性樹脂層６は、熱硬化性を有しているので、工程（Ｅ）
での加熱時に熱変形してマイクロレンズを形成すると同
時に硬化して、その後の固体撮像装置の組立工程時の高
温処理や溶剤洗浄に対して十分な耐久性を有するマイク
ロレンズを形成することができる。 尚、本実施例の工程（Ａ）において、透明材料層５の下
にカラーフィルタを形成した場合には、カラー固体撮像
装置を製造することができる。 また、工程（Ｅ）にて、加熱してマイクロレンズ９を形
成した後に、必要に応じて、紫外線あるいは遠紫外線を
照射して、マイクロレンズ９を再硬化させた場合には、
すでに熱硬化したマイクロレンズ９をより一層硬化させ
ることになるので、工程（Ｅ）における加熱温度以上の
温度（たとえば２００℃）で加熱しても、このマイクロ
レンズ９の形状は何ら変化しない。しかも、アセトン、
イソプロピルアルコール、キシレン、エチルセロソルブ
アセテート等の有機溶剤に浸漬しても、このマイクロレ
ンズ９は変質しない。
体基板上にマイクロレンズを形成する工程を（Ａ）−（
Ｂ）−（Ｃ）−（Ｄ）−（Ｅ）の順に示す断面図である
。 （Ａ）まず、複数の受光部ｌおよび電荷転送部２を有す
る半導体基板３上に、透明材料層５をスピンコード法に
より塗布して、平坦に形成する。 （Ｂ） 上記透明材料層５上に、紫外線照射により光
透過率が向上し、かつ、熱硬化性を有するフェノールボ
ラック系やポリスチレン系のポジ型感光性樹脂等からな
る感光性樹脂層６を形成する。そしてマスク７を介して
、上記感光性樹脂層６を受光部ｌに対応するパターンを
形成するために、露光、現像する。 （Ｃ） 上記感光性樹脂層６をウェットエツチング等
で加工して受光部１に対応するパターンすなわち各ブロ
ックを形成する。 （Ｄ） 上記パターン形成された感光性樹脂層６に紫
外線あるいは、より望ましくは３５０ｎｍ〜４５０ｎｍ
の波長領域の光８を照射することによって、上記感光性
樹脂層６が含有する感光剤等を脱色して、上記感光性樹
脂層６の透明度を高める。 （Ｅ） 上記透明度が上げられた感光性樹脂層６を加
熱して熱変形させてマイクロレンズ９を形成する。この
加熱の温度は、工程（Ｄ）における光８の照射量に対応
して、例えば、１５０℃程度に設定する。 以上の工程においては、高い加工精度を得ることか難し
い従来の如き異方性エツチングというドライエツチング
技術の替りに、工程（Ｂ）のフォトリソグラフと工程（
Ｃ）のエツチングと工程（Ｅ）の熱処理によって、半導
体基板上にマイクロレンズを形成しているので、均一な
形状のマイクロレンズを容易に形成できて、たとえば、
第１図（Ｅ）に示すマイクロレンズ９の集光率を決定す
る重要な因子であるマイクロレンズ間の間隔ρと形状ｒ
を所望の値に設定して、精度良く均一にマイクロレンズ
を形成できる。しかも、工程（Ｄ）において、パターン
形成された感光性樹脂層６の透明度を、紫外線照射によ
って、高めているので、マイクロレンズ９の材料である
感光性樹脂層６の可視領域の光透過率を９０％以上にで
きて、性能の良いマイクロレンズを形成できる。たとえ
ば、上記感光性樹脂層６の厚さが２．５μｍの場合、波
長領域３５０〜４５０ｎｍの紫外線を２５０ ｍＪ ／
ｃ＋＋＋”だけ照射することによって、上記感光性樹脂
層６の可視光領域波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの光透過
率を９５゜５％にすることができる。さらに、上記感光
性樹脂層６は、熱硬化性を有しているので、工程（Ｅ）
での加熱時に熱変形してマイクロレンズを形成すると同
時に硬化して、その後の固体撮像装置の組立工程時の高
温処理や溶剤洗浄に対して十分な耐久性を有するマイク
ロレンズを形成することができる。 尚、本実施例の工程（Ａ）において、透明材料層５の下
にカラーフィルタを形成した場合には、カラー固体撮像
装置を製造することができる。 また、工程（Ｅ）にて、加熱してマイクロレンズ９を形
成した後に、必要に応じて、紫外線あるいは遠紫外線を
照射して、マイクロレンズ９を再硬化させた場合には、
すでに熱硬化したマイクロレンズ９をより一層硬化させ
ることになるので、工程（Ｅ）における加熱温度以上の
温度（たとえば２００℃）で加熱しても、このマイクロ
レンズ９の形状は何ら変化しない。しかも、アセトン、
イソプロピルアルコール、キシレン、エチルセロソルブ
アセテート等の有機溶剤に浸漬しても、このマイクロレ
ンズ９は変質しない。
以上の説明より明らかなように、本発明の固体撮像装置
の製造方法は、露光してパターン形成した感光性樹脂層
を紫外線を照射して透明度を上げ、さらに加熱して、マ
イクロレンズを形成しているので、従来の如き上層のレ
ンズ形状を下層に反映するための加工精度を得ることが
難しい異方性エツチング工程か不要であって、均一な形
状のマイクロレンズを有する高品質な固体撮像装置を、
容易に形成することができる。 上記感光性樹脂層が、紫外線照射により光透過率が向上
し、かつ、熱硬化性を有する樹脂からなる場合には、光
透過率が優れる上に、耐久性の高いマイクロレンズを形
成できて、特に高感度、高品質な固体撮像装置を容易に
製造することかできる。
の製造方法は、露光してパターン形成した感光性樹脂層
を紫外線を照射して透明度を上げ、さらに加熱して、マ
イクロレンズを形成しているので、従来の如き上層のレ
ンズ形状を下層に反映するための加工精度を得ることが
難しい異方性エツチング工程か不要であって、均一な形
状のマイクロレンズを有する高品質な固体撮像装置を、
容易に形成することができる。 上記感光性樹脂層が、紫外線照射により光透過率が向上
し、かつ、熱硬化性を有する樹脂からなる場合には、光
透過率が優れる上に、耐久性の高いマイクロレンズを形
成できて、特に高感度、高品質な固体撮像装置を容易に
製造することかできる。
第１図は本発明の一実施例の固体撮像装置の製造方法を
示す断面図、第２図は従来の固体撮像装置の製造方法を
示す断面図である。 １１１・・受光部、２，１２・・電荷転送部、３．１３
・・・半導体基板、５，１５・・・透明材料層、６・・
・感光性樹脂層、７・・マスク、９１５・・・マイクロ
レンズ、 １４ ・透明な平坦化層、 ！６・・・熱軟化性レノスト層。
示す断面図、第２図は従来の固体撮像装置の製造方法を
示す断面図である。 １１１・・受光部、２，１２・・電荷転送部、３．１３
・・・半導体基板、５，１５・・・透明材料層、６・・
・感光性樹脂層、７・・マスク、９１５・・・マイクロ
レンズ、 １４ ・透明な平坦化層、 ！６・・・熱軟化性レノスト層。
Claims (1)
- （１）複数の受光部および電荷転送部を有する固体撮像
素子を形成した半導体基板上に透明材料層を形成する工
程と、 上記透明材料層上に感光性樹脂層を形成する工程と、 上記感光性樹脂層を露光して、上記感光性樹脂層に上記
受光部に対応するパターンを形成する工程と、 上記パターンが形成された感光性樹脂層を、紫外線照射
によって脱色して、透明度を上げる工程と、 上記紫外線照射により透明度が上げられた上記感光性樹
脂層を加熱して熱変形させてマイクロレンズを形成する
工程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115963A JP2945440B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115963A JP2945440B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412568A true JPH0412568A (ja) | 1992-01-17 |
| JP2945440B2 JP2945440B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=14675473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2115963A Expired - Lifetime JP2945440B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945440B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0474470A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-09 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| US5293267A (en) * | 1991-07-15 | 1994-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device |
| US6753557B2 (en) | 2002-01-31 | 2004-06-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a condenser lens for use in light receiving device or light emitting device |
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| KR100606900B1 (ko) * | 2004-12-21 | 2006-08-01 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| US7087945B2 (en) | 2003-01-17 | 2006-08-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Process for manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
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