JPH04245678A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子の製造方法
に関し、特に色フィルタ上に形成されるレンズの形成に
改良を施したものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の固体撮像素子の製造方法
を工程順に示す断面図である。

【０００３】まず、基板１に受光部２を形成する。次に
、前記基板１上に層間絶縁膜３を介して前記受光部を除
く部分に対応する個所に電荷転送部４を形成する。つづ
いて、前記電荷転送部４を含む層間絶縁膜３上に色フィ
ルタ５を形成する（図９の（Ａ）参照）。

【０００４】次に、前記色フィルタ５上にレンズ材料層
６を形成する（図９の（Ｂ）参照）。つづいて、前記レ
ンズ材料層６をパターニングしてレンズ材料パターン７
を形成する（図９の（Ｃ）参照）。この後、レンズ材料
パターン７を熱変形させ、前記受光部２上に位置するよ
うにレンズ８を形成し、固体撮像素子を製造する（図９
の（Ｄ）参照）。ここで、色フィルタ５上にンズ８を形
成するのは、素子の高感度化を図るためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術において、高感度のレンズを得るためには、図１０に
示すように熱変形後のレンズ形状の接触角θ、レンズ厚
Ｈ、レンズ幅Ｗなどを制御しなければならない。従って
、熱変形後、所望の形状を得るためには、図１０の（Ｃ
）のパターン時、図１１に示すようなパターン幅ｗ、厚
さｈ、傾斜角φなどを十分考慮する必要がある。これら
は、繁雑なデータ収集，解析を要するにもかかわらず、
現状、試行錯誤により行われており、なおかつ制御しえ
ていない。

【０００６】このうち、特に、パターニング時のパター
ン幅ｗから、熱変形後のレンズ幅Ｗを予想するのは難し
い（図１２参照）。また、パターニングが不十分だった
り、現像不良が生じた場合、残渣ができ、この部分が癒
着してしまうことがある。図１３は、この不良例の一例
を示す。

【０００７】また、図１４の（Ａ）に示すように、実際
の色フィルタ表面には凹凸があるため、この傾斜によっ
て流動し、受光部からずれる可能性がある。同様にして
、図１４の（Ｂ）に示すように、レンズを積層した場合
、第１層の直上からずれ、レンズ効果を失うこともある
。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、レンズ形成前に井桁状のパターンを色フィルタを予め
形成しておくことで、従来よりも制御性の良好なレンズ
を得ることができる固体撮像素子の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、受光部を形成
した半導体基板上に層間絶縁膜を介して電荷転送部を形
成する工程と、この電荷転送部を含む層間絶縁膜上に色
フィルタを形成する工程と、この色フィルタ上に前記受
光部上に対応する個所が開口した井桁状パターンを形成
する工程と、この井桁状パターンの開口部から露出する
色フィルタ上にレンズ形成材を形成する工程と、このレ
ンズ形成材を熱変形させて前記井桁状パターンの開口部
にレンズを形成する工程とを具備することを特徴とする
固体撮像素子の製造方法である。

【００１０】

【作用】本発明において、レンズ形成前に井桁状のパタ
ーンを色フィルタを予め形成しておくことにより、熱変
形させて得られたレンズの端部を井桁状パターンで支持
，規定することができる。従って、レンズがズレること
なく、受光部の真上に正確に形成することができ、レン
ズ同士が癒着することを回避できる。また、井桁状パタ
ーンの厚みを変えれば、光路長を変えることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。

【００１２】まず、基板１１に受光部１２を形成する。 つづいて、前記基板１１上に層間絶縁膜１３を介して前
記受光部１２を除く部分に対応する個所に電荷転送部１
４を形成する。つづいて、前記電荷転送部１４を含む層
間絶縁膜１３上に色フィルタ１５を形成する（図１の（
Ａ）参照）。次いで、前記色フィルタ１５上に、レジス
トによる厚みＴの井桁状パターン（図２参照）１６を形
成した（図１の（Ｂ）参照）。ここで、厚みｔは、形成
するレンズの形状により設定する。

【００１３】次に、井桁状パターン１６の間隙部分１６
ａに、レンズ形成材１７をパターニングにより形成した
（図１の（Ｃ）参照）。つづいて、前記レンズ形成材１
７を熱変形させて前記レンズ形成材を、前記受光部１２
の真上に位置するように多数のレンズ１８を形成し、固
体撮像素子を製造した（図１の（Ｄ）図示）。

【００１４】上記実施例によれば、色フィルタ１５上に
井桁状パターン（図２参照）１６を形成した後、井桁状
パターン１６の間隙部分１６ａにレンズ形成材１７を形
成し、更にこのレンズ形成材１７を熱変形させて前記受
光部１２の真上に位置するようにレンズ１８を形成する
ため、レンズ１８の端部を井桁状パターン１６で支持，
規定することができる。従って、レンズ１８がズレるこ
となく、受光部１２の真上に正確に形成することができ
る。また、レンズ１８同士が癒着することを回避できる
。更に、井桁状パターン１６の厚みＴ（この場合、レン
ズ表面から受光部までの距離Ｄとする）を、例えば厚み
ｔに（距離Ｄはｄに）変えることにより、光路長を変え
ることができる（図３の（Ａ），（Ｂ）参照）。

【００１５】また、レンズ形成材１７の容積を変えてパ
ターニングすることにより、レンズ１８の曲率を変える
ことができる。具体的には、例えば図４（Ａ）の状態か
らレンズ形成材１７を熱変形させて図４（Ｂ）のように
レンズ１８を形成することができるが、レンズ形成材の
容積を図５（Ａ）のように増やせば、図５（Ｂ）のよう
に図４の場合とは曲率の異なるレンズ１８を得ることが
できる。

【００１６】なお、上記実施例においては、井桁状パタ
ーンの厚みが全て同じである場合について述べたが、こ
れに限定されない。例えば、図６のように井桁状パター
ンのマス目の縦横の厚みを変えてもよい。これにより、
非球面レンズの作成が可能となる。

【００１７】また、図７（Ａ）のように井桁状パターン
１６の開口部１６ａに配置するガラス形成材１７の容積
を減少してもよい。これにより、図７（Ｂ）のように凹
状のレンズ１８の製作が可能である。

【００１８】更に、上記レンズ１８は、例えば図８のよ
うに凹レンズ１９と凸レンズ２０の２層構造としてもよ
い。また、図示しないが、各層の材質として屈折率の異
なる物を用いてもよい。これにより、レンズの集光性の
制御幅を広げることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、レン
ズ形成前に井桁状のパターンを色フィルタを予め形成し
ておくことで従来よりも制御性の良好なレンズを得るこ
とができ、更には光路長の任意の変更、レンズの曲率の
変更ができ、かつ集光性の制御幅を広げることが可能で
ある等の種々の利点を有する固体撮像素子の製造方法を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る固体撮像素子の製造方
法を工程順に示す断面図。

【図２】図１の固体撮像素子の井桁状パターンの斜視図
。

【図３】図１の固体撮像素子の井桁状パターンの厚みを
変えることにより光路長を変化させるための説明図。

【図４】図１の固体撮像素子のレンズの容積を変えるこ
とによりレンズの曲率を変えるための説明図。

【図５】図１の固体撮像素子のレンズの容積を変えるこ
とによりレンズの曲率を変えるための説明図。

【図６】本発明に係る井桁状パターンのその他の例の斜
視図。

【図７】本発明に係る凹状のレンズの製作の説明図。

【図８】本発明に係る２層構造のレンズの製作の説明図
。

【図９】従来に係る固体撮像素子の製造方法を工程順に
示す断面図。

【図１０】図９の固体撮像素子のレンズの説明図。

【図１１】図９の固体撮像素子のレンズ形成材の説明図
。

【図１２】図９の固体撮像素子におけるレンズのパター
ニング時のパターン幅と熱変形後のレンズ幅との関係を
示す説明図。

【図１３】図９の固体撮像素子のレンズにおける癒着を
示す説明図。

【図１４】図９の固体撮像素子のレンズにおける凹凸が
あった場合のレンズずれを示す説明図。

【符号の説明】

１１…基板、１２…受光部、１３…層間絶縁膜、１４…
電荷転送部、１５…色フィルタ、１６…井桁状パターン
、１６ａ…開口部、１７…レンズ形成材、１８…レンズ
、１９…凹レンズ、２０…凸レンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　受光部を形成した半導体基板上に層間
   絶縁膜を介して電荷転送部を形成する工程と、この電荷
   転送部を含む層間絶縁膜上に色フィルタを形成する工程
   と、この色フィルタ上に前記受光部上に対応する個所が
   開口した井桁状パターンを形成する工程と、この井桁状
   パターンの開口部から露出する色フィルタ上にレンズ形
   成材を形成する工程と、このレンズ形成材を熱変形させ
   て前記井桁状パターンの開口部にレンズを形成する工程
   とを具備することを特徴とする固体撮像素子の製造方法
   。