JPH0444266A - 固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法 - Google Patents
固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法Info
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- JPH0444266A JPH0444266A JP2149629A JP14962990A JPH0444266A JP H0444266 A JPH0444266 A JP H0444266A JP 2149629 A JP2149629 A JP 2149629A JP 14962990 A JP14962990 A JP 14962990A JP H0444266 A JPH0444266 A JP H0444266A
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- photosensitive resin
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (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
この発明は固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法に関
する。
する。
近年、固体撮像素子の開発が盛んに行われている。例え
ば、第4図に示すように、受光部(N型拡散領域)14
を形成したP型半導体基板12上に、カラーフィルタ(
いわゆるオンチップカラーフィルタ)40を設け、さら
に保護層30を挾んで集光用のマイクロレンズ128を
設けたものがある。上g己カラーフィルタ40は、ゼラ
チンまたはカゼインを赤、緑、青に染色したものからな
り、40R,40G、40Bは各色に対応する部分を示
している。マイクロレンズ128は、透光性を有する樹
脂からなり、受光1114ごとに半球状または一方向に
並ぶ一群の受光114ごとに半円柱状に成形されている
。なお、14はN型拡散碩域18および20は転送用電
極、24は遮光用メタル、22および26は中間層をそ
れぞれ示している。また、16はチャンネルとなる領域
である。 上記マイクロレンズ128を形成する場合、第3図(a
)に示すように、固体撮像素子基板(P型半導体基板1
2上に保護膜30まで形成したもの)l上に、まず感光
性樹脂127を層状に設ける。 次に、ホトエツチング法により、この感光性樹脂127
を正方またはストライプ状のパターンで、受光部14ご
とまたは一方向に並ぶ一群の受光部14ごとに選択的に
エツチングして断面矩形状に加工する。続いて、第3図
(b)に示すように、150〜160℃の温度で加熱し
て、上記感光性樹脂127を軟化させて表面張力により
半球状または半円柱状に成形する。このようにして、マ
イクロレンズ128を形成している。なお、上記感光性
樹脂127としては、ナフトキノンジアジド(感光剤)
を加えたノボラック樹脂を用いている。
ば、第4図に示すように、受光部(N型拡散領域)14
を形成したP型半導体基板12上に、カラーフィルタ(
いわゆるオンチップカラーフィルタ)40を設け、さら
に保護層30を挾んで集光用のマイクロレンズ128を
設けたものがある。上g己カラーフィルタ40は、ゼラ
チンまたはカゼインを赤、緑、青に染色したものからな
り、40R,40G、40Bは各色に対応する部分を示
している。マイクロレンズ128は、透光性を有する樹
脂からなり、受光1114ごとに半球状または一方向に
並ぶ一群の受光114ごとに半円柱状に成形されている
。なお、14はN型拡散碩域18および20は転送用電
極、24は遮光用メタル、22および26は中間層をそ
れぞれ示している。また、16はチャンネルとなる領域
である。 上記マイクロレンズ128を形成する場合、第3図(a
)に示すように、固体撮像素子基板(P型半導体基板1
2上に保護膜30まで形成したもの)l上に、まず感光
性樹脂127を層状に設ける。 次に、ホトエツチング法により、この感光性樹脂127
を正方またはストライプ状のパターンで、受光部14ご
とまたは一方向に並ぶ一群の受光部14ごとに選択的に
エツチングして断面矩形状に加工する。続いて、第3図
(b)に示すように、150〜160℃の温度で加熱し
て、上記感光性樹脂127を軟化させて表面張力により
半球状または半円柱状に成形する。このようにして、マ
イクロレンズ128を形成している。なお、上記感光性
樹脂127としては、ナフトキノンジアジド(感光剤)
を加えたノボラック樹脂を用いている。
ところで、上記カラーフィルタ4oはゼラチンまたはカ
ゼインからなり、熱に弱いものである。 実際に、150〜160℃程度以上に加熱すると、熱歪
によってクラック(ひび割れ)を起こしてしまう。この
ため、上に述べたように、上記感光性樹脂127を成形
する工程の温度は150〜160℃程度以下に抑えてい
る。しかしながら、上記工程の温度を150〜160℃
程度以下の温度に抑える場合、感光性樹脂127の種類
を選択できる範囲が極めて制限される。この結果、透光
性の良い感光性樹脂を採用することが困難となっている
。 上記ナフトキノンジアジドを加えたノボラック樹脂は透
光性が良くなるように工夫されたものであるが、それで
も透過率(測定条件二波長400n(膜厚2μ10以下
同じ。)がせいぜい80%にしかならない。このため、
上記従来のマイクロレンズ形成方法では、透光性の良い
マイクロレンズ128を形成することができないという
問題があった。 そこで、この発明の目的は、カラーフィルタを変質させ
ることなく、透光性の良いマイクロレンズを形成するこ
とができる固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法を提
供することにある。
ゼインからなり、熱に弱いものである。 実際に、150〜160℃程度以上に加熱すると、熱歪
によってクラック(ひび割れ)を起こしてしまう。この
ため、上に述べたように、上記感光性樹脂127を成形
する工程の温度は150〜160℃程度以下に抑えてい
る。しかしながら、上記工程の温度を150〜160℃
程度以下の温度に抑える場合、感光性樹脂127の種類
を選択できる範囲が極めて制限される。この結果、透光
性の良い感光性樹脂を採用することが困難となっている
。 上記ナフトキノンジアジドを加えたノボラック樹脂は透
光性が良くなるように工夫されたものであるが、それで
も透過率(測定条件二波長400n(膜厚2μ10以下
同じ。)がせいぜい80%にしかならない。このため、
上記従来のマイクロレンズ形成方法では、透光性の良い
マイクロレンズ128を形成することができないという
問題があった。 そこで、この発明の目的は、カラーフィルタを変質させ
ることなく、透光性の良いマイクロレンズを形成するこ
とができる固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法を提
供することにある。
上i己目的を達成するために、この発明の固体撮像素子
のマイクロレンズ形成方法は、受光部を覆うカラーフィ
ルタを設けた基板上に、透光性を有する感光性樹脂を層
状に設ける工程と、この感光性樹脂を正方またはストラ
イプ状のパターンで上記受光部ごとまたは一方向に並ぶ
一群の受光部ごとにホトエツチングして、断面矩形状に
加工する工程と、上記感光性樹脂に対して紫外光を照射
した状態で、上記カラーフィルタを変質させない160
℃以下の温度で加熱して、上記感光性樹脂を軟化させて
表面張力により半球状または半円柱状に成形する工程と
を有することを特徴としている。
のマイクロレンズ形成方法は、受光部を覆うカラーフィ
ルタを設けた基板上に、透光性を有する感光性樹脂を層
状に設ける工程と、この感光性樹脂を正方またはストラ
イプ状のパターンで上記受光部ごとまたは一方向に並ぶ
一群の受光部ごとにホトエツチングして、断面矩形状に
加工する工程と、上記感光性樹脂に対して紫外光を照射
した状態で、上記カラーフィルタを変質させない160
℃以下の温度で加熱して、上記感光性樹脂を軟化させて
表面張力により半球状または半円柱状に成形する工程と
を有することを特徴としている。
基板上の感光性樹脂に対して紫外光を照射すると、上記
感光性樹脂に含まれる光活性基が光崩壊または光解璽合
を起こす。そして、上記感光性樹脂のポリマーが低分子
量化して、ガラス転位点が低下する。したがって、単に
加熱するだけでは180℃程度以上の高温でしか融解し
ないポリマーが、140〜150℃程度の温度で融解す
る。したがって、上記感光性樹脂の組成を選択できる範
囲が広がり、透光性の良い感光性樹脂を採用できる。こ
れにより、カラーフィルタを変質させることなく、透光
性の良いマイクロレンズが形成される。 しかも、上記紫外光を照射することによって、上記感光
性樹脂中の可視光を吸収する光活性基が分解して、工程
完了後に可視光の吸収が減少した状態となる。したがっ
て、上記マイクロレンズの透光性がさらに向上する。
感光性樹脂に含まれる光活性基が光崩壊または光解璽合
を起こす。そして、上記感光性樹脂のポリマーが低分子
量化して、ガラス転位点が低下する。したがって、単に
加熱するだけでは180℃程度以上の高温でしか融解し
ないポリマーが、140〜150℃程度の温度で融解す
る。したがって、上記感光性樹脂の組成を選択できる範
囲が広がり、透光性の良い感光性樹脂を採用できる。こ
れにより、カラーフィルタを変質させることなく、透光
性の良いマイクロレンズが形成される。 しかも、上記紫外光を照射することによって、上記感光
性樹脂中の可視光を吸収する光活性基が分解して、工程
完了後に可視光の吸収が減少した状態となる。したがっ
て、上記マイクロレンズの透光性がさらに向上する。
以下、この発明の固体撮像素子のマイクロレンズ形成方
法を図示の実施例により詳細lこ説明する。 第り図(a)に示すように、受光部を覆うカラーフィル
タ(ゼラチンまたはカゼインからなる)を設けた固体撮
像素子基板1を用意する。そして、この基板lの表面の
保護層30上に、感光性樹脂27を膜厚2μ夏で層状に
設け、続いて、ホトエツチング法により、この感光性樹
脂27を正方またはストライプ状のパターンで受光部ご
とまたは一方向に並ぶ一群の受光部ごとに選択的にエツ
チングして断面矩形状に加工する。ここで、感光性樹脂
27の材質は、アクリル系のポリメチルメタクリレー)
(PMMA)またはポリメチルイソプロピルケトン(P
MIPK)とする。これらは、いずれも透過率が97〜
98%であり、従来のナフトキノンジアジドを加えたノ
ボラック樹脂(透過率80%以下)よりも透光性に優れ
ている。けれども、単に加熱するだけの場合、軟化させ
るためには180〜250℃の温度を要する。 次に、第2図に示すように、上記感光性樹脂27に対し
て波長200〜320rv+の遠紫外(DUV)光を照
射した状態で、上記基板lをホットプレート上で加熱す
る。すなわち、室温(時刻to)から10℃/sinの
割合で140℃まで昇温して、時刻t1から時刻t、ま
で約20程度度温度140℃の状態を保つようにする。 なお、光源としてクセノンDUVランプを使用し、照度
は波長254nmで20W/CIl+″とする。このよ
うにした場合、上記DUV光を照射することにより、感
光性樹脂27に含まれる光活性基が光崩壊または光解璽
合を起こす。そして、上記感光性樹1127のポリマー
が低分子量化して、ガラス転位点が低下する。したがっ
て、単に加熱するだけでは180℃以上の高温でしか融
解しないポリマーが140℃の低温で融解する。したが
って、第1図(b)に示すように、この温度140℃で
もってカラーフィルタを変質させることなく、上記感光
性樹脂27を表面張力により半球状または半円柱状に成
形することができる。すなわち、マイクロレンズ28を
形成することができる。ただし、より完全に成形するた
めに、第2図に示すように、時刻t、に上記DUV光の
照射を停止した後、lO℃/sinの割合で150℃ま
で昇温する。そして、時刻t、から時刻t、まで約IO
分間程度温度150℃の状態を保ち、その後自然冷却し
ている。このように、感光性樹脂27として透過率97
〜98%を示すアクリル系のPMMAまたはPMI P
Kを用いてマイクロレンズ28を形成することができる
。なお、工程完了後も上記透過率97〜98%はそのま
まの値となっている。 なお、DUV光照射中に感光性樹脂27の融解を促進す
るために、増感剤としてp−メトキノ安息香酸を添加し
ても良い。またMMA(メチルメタクリレート)に3−
メタクリロキシイミノ−2−ブタンまたはインダノンを
共重合させても良い。 また、上記感光性樹脂27として、感光剤としてナフト
キノンジアジド−4〜スルホニルクロリドを加えたノボ
ラック樹脂を用いても良い。この場合も、まず第1図(
a)に示すように、基板l上に塗布する。なお、塗布し
ただけの状態では透過率40%(赤褐色)であり、従来
のナフトキノンジアジド(感光基4−スルホニルクロリ
ドを含まないもの)を加えたノボラック樹脂よりも透光
性が劣っている。しかも、単に加熱するだけの場合、軟
化させるためには180℃以上の温度を要する。 次に、この樹脂に対して高圧水銀ランプを使用して波長
365ng+を含む近紫外光(350〜450n■)を
照射した状態で、オーブン中で温度150℃、30分間
の加熱を行ってマイクロレンズ28を形成する。この場
合も、PMMAまたはPMIPKの場合と同様に、ガラ
ス転位点が低下して良好な形状のマイクロレンズ2gを
形成できる。しかも、上記近紫外光によって感光剤の光
活性基を分解することができ、工程完了後に可視光の吸
収を減少させることができる。実際に、透過率を92%
以上に上昇させることかできた。
法を図示の実施例により詳細lこ説明する。 第り図(a)に示すように、受光部を覆うカラーフィル
タ(ゼラチンまたはカゼインからなる)を設けた固体撮
像素子基板1を用意する。そして、この基板lの表面の
保護層30上に、感光性樹脂27を膜厚2μ夏で層状に
設け、続いて、ホトエツチング法により、この感光性樹
脂27を正方またはストライプ状のパターンで受光部ご
とまたは一方向に並ぶ一群の受光部ごとに選択的にエツ
チングして断面矩形状に加工する。ここで、感光性樹脂
27の材質は、アクリル系のポリメチルメタクリレー)
(PMMA)またはポリメチルイソプロピルケトン(P
MIPK)とする。これらは、いずれも透過率が97〜
98%であり、従来のナフトキノンジアジドを加えたノ
ボラック樹脂(透過率80%以下)よりも透光性に優れ
ている。けれども、単に加熱するだけの場合、軟化させ
るためには180〜250℃の温度を要する。 次に、第2図に示すように、上記感光性樹脂27に対し
て波長200〜320rv+の遠紫外(DUV)光を照
射した状態で、上記基板lをホットプレート上で加熱す
る。すなわち、室温(時刻to)から10℃/sinの
割合で140℃まで昇温して、時刻t1から時刻t、ま
で約20程度度温度140℃の状態を保つようにする。 なお、光源としてクセノンDUVランプを使用し、照度
は波長254nmで20W/CIl+″とする。このよ
うにした場合、上記DUV光を照射することにより、感
光性樹脂27に含まれる光活性基が光崩壊または光解璽
合を起こす。そして、上記感光性樹1127のポリマー
が低分子量化して、ガラス転位点が低下する。したがっ
て、単に加熱するだけでは180℃以上の高温でしか融
解しないポリマーが140℃の低温で融解する。したが
って、第1図(b)に示すように、この温度140℃で
もってカラーフィルタを変質させることなく、上記感光
性樹脂27を表面張力により半球状または半円柱状に成
形することができる。すなわち、マイクロレンズ28を
形成することができる。ただし、より完全に成形するた
めに、第2図に示すように、時刻t、に上記DUV光の
照射を停止した後、lO℃/sinの割合で150℃ま
で昇温する。そして、時刻t、から時刻t、まで約IO
分間程度温度150℃の状態を保ち、その後自然冷却し
ている。このように、感光性樹脂27として透過率97
〜98%を示すアクリル系のPMMAまたはPMI P
Kを用いてマイクロレンズ28を形成することができる
。なお、工程完了後も上記透過率97〜98%はそのま
まの値となっている。 なお、DUV光照射中に感光性樹脂27の融解を促進す
るために、増感剤としてp−メトキノ安息香酸を添加し
ても良い。またMMA(メチルメタクリレート)に3−
メタクリロキシイミノ−2−ブタンまたはインダノンを
共重合させても良い。 また、上記感光性樹脂27として、感光剤としてナフト
キノンジアジド−4〜スルホニルクロリドを加えたノボ
ラック樹脂を用いても良い。この場合も、まず第1図(
a)に示すように、基板l上に塗布する。なお、塗布し
ただけの状態では透過率40%(赤褐色)であり、従来
のナフトキノンジアジド(感光基4−スルホニルクロリ
ドを含まないもの)を加えたノボラック樹脂よりも透光
性が劣っている。しかも、単に加熱するだけの場合、軟
化させるためには180℃以上の温度を要する。 次に、この樹脂に対して高圧水銀ランプを使用して波長
365ng+を含む近紫外光(350〜450n■)を
照射した状態で、オーブン中で温度150℃、30分間
の加熱を行ってマイクロレンズ28を形成する。この場
合も、PMMAまたはPMIPKの場合と同様に、ガラ
ス転位点が低下して良好な形状のマイクロレンズ2gを
形成できる。しかも、上記近紫外光によって感光剤の光
活性基を分解することができ、工程完了後に可視光の吸
収を減少させることができる。実際に、透過率を92%
以上に上昇させることかできた。
以上より明らかなように、この発明の固体撮像素子のマ
イクロレンズ形成方法は、マイク。レンズの材料とする
感光性樹脂に対して紫外光を照射した状態で加熱してい
るので、オンチップカラーフィルタを変質させることな
く、透光性の良いマイクロレンズを形成することができ
る。 しかも、上記感光性樹脂中の可視光を吸収する光活性基
を分解して、工程完了後にマイクロレンズの透光性を良
くすることができる。
イクロレンズ形成方法は、マイク。レンズの材料とする
感光性樹脂に対して紫外光を照射した状態で加熱してい
るので、オンチップカラーフィルタを変質させることな
く、透光性の良いマイクロレンズを形成することができ
る。 しかも、上記感光性樹脂中の可視光を吸収する光活性基
を分解して、工程完了後にマイクロレンズの透光性を良
くすることができる。
第1図(a)乃至(b)はこの発明の一実施例の固体撮
像素子のマイクロレンズ形成方法を説明する工程図、第
2図は上記固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法にお
ける基板加熱温度の時間変化を示す図、第3図(a)乃
至(b)は従来の固体撮像素子のマイクロレンズ形成方
法を示す工程図、第4図はマイクロレンズを形成した固
体撮像素子の構造を示す断面図である。 1・・・固体撮像素子基板、12・・・P型半導体基板
、14・・・受光部、27・・・感光性樹脂、28・・
・マイクロレンズ、30・・・保護層、40・・・カラ
ーフィルタ、40R・・赤色フィルタ、40G・・・緑
色フィルタ、40B・・・青色フィルタ。
像素子のマイクロレンズ形成方法を説明する工程図、第
2図は上記固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法にお
ける基板加熱温度の時間変化を示す図、第3図(a)乃
至(b)は従来の固体撮像素子のマイクロレンズ形成方
法を示す工程図、第4図はマイクロレンズを形成した固
体撮像素子の構造を示す断面図である。 1・・・固体撮像素子基板、12・・・P型半導体基板
、14・・・受光部、27・・・感光性樹脂、28・・
・マイクロレンズ、30・・・保護層、40・・・カラ
ーフィルタ、40R・・赤色フィルタ、40G・・・緑
色フィルタ、40B・・・青色フィルタ。
Claims (1)
- (1)受光部を覆うカラーフィルタを設けた基板上に、
透光性を有する感光性樹脂を層状に設ける工程と、 この感光性樹脂を正方またはストライプ状のパターンで
上記受光部ごとまたは一方向に並ぶ一群の受光部ごとに
ホトエッチングして、断面矩形状に加工する工程と、 上記感光性樹脂に対して紫外光を照射した状態で、上記
カラーフィルタを変質させない160℃以下の温度で加
熱して、上記感光性樹脂を軟化させて表面張力により半
球状または半円柱状に成形する工程とを有することを特
徴とする固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2149629A JPH0444266A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | 固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2149629A JPH0444266A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | 固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0444266A true JPH0444266A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15479405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2149629A Pending JPH0444266A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | 固体撮像素子のマイクロレンズ形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0444266A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100481937B1 (ko) * | 2002-07-27 | 2005-04-13 | 동국내화 주식회사 | 자외광 검출소자 |
US8389920B2 (en) | 2008-03-13 | 2013-03-05 | Aptina Imaging Corporation | Method and apparatus for breaking surface tension during a recessed color filter array process |
-
1990
- 1990-06-07 JP JP2149629A patent/JPH0444266A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100481937B1 (ko) * | 2002-07-27 | 2005-04-13 | 동국내화 주식회사 | 자외광 검출소자 |
US8389920B2 (en) | 2008-03-13 | 2013-03-05 | Aptina Imaging Corporation | Method and apparatus for breaking surface tension during a recessed color filter array process |
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