JPH0512864B2 - - Google Patents

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JPH0512864B2
JPH0512864B2 JP58160374A JP16037483A JPH0512864B2 JP H0512864 B2 JPH0512864 B2 JP H0512864B2 JP 58160374 A JP58160374 A JP 58160374A JP 16037483 A JP16037483 A JP 16037483A JP H0512864 B2 JPH0512864 B2 JP H0512864B2
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JP
Japan
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layer
lens
microlens
pattern
etching
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JP58160374A
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JPS6053073A (ja
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Toshio Nakano
Akira Sasano
Ken Tsutsui
Toshihisa Tsukada
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6053073A publication Critical patent/JPS6053073A/ja
Publication of JPH0512864B2 publication Critical patent/JPH0512864B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0232Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors

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  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 〔発明の利甚分野〕 本発明は、固䜓撮像玠子に関する。固䜓撮像玠
子は通称CCDあるいはMOS−Imaging Devices
ず蚀぀おSi半導䜓デパむスの䞀皮である。受光郚
分ず配線からな぀おいお党䜓に察する受光郚の割
合を開口率ずい぀おいるが、これらのデバむスは
䞀般に開口率が䜎い欠点を持぀おいる。すなわち
撮像玠子ぞ入射する光の利甚率が悪い本発明は画
玠毎に集光性のマむクロレンズを蚭けるこずで光
の利甚率upをはかるもので、新しい圢のマむク
ロレンズを提案するず同時にその補造方法を提案
する。
〔発明の背景〕
埓来、固䜓撮像玠子に集光のためにマむクロレ
ンズを蚭ける提案は特開昭55−124366富士写真
フむルムの提案や特開昭57−9180、57−124485
日本電気の提案などにみられる。受光玠子や
発光玠子にレンズ様のキダツプを蚭ける方法は埓
来から衆知のこずであり、半導䜓光デバむスには
倚くみられる。前蚘マむクロレンズの応甚はこの
線にそ぀た提案ずいえる。しかし、前蚘提案はそ
の実斜面においおその方法を欠くきらいがあり、
実斜が倧倉困難である。䟋えば、特開昭57−
124485では金型のような型に加熱し぀぀挿し付け
お固䜓撮像玠子䞊の有機暹脂局にレンズ様の凹凞
を蚭ける方法が瀺されおいる。この方法の堎合固
䜓撮像玠子のような剛䜓の䞊に塗垃された比范的
薄い有機暹脂局に金型を気泡をたき蟌むこずなく
均䞀に挿し぀ける高床な技術が芁求される。曎
に、有機暹脂が金型にステツキングのような珟象
がおきないようにする技術も芁求される。たた圧
着によ぀おゎミ等の異物の混入の頻床が高くなる
きらいがあり、歩留䞊も問題がある。たた固䜓撮
像玠子にはレンズを蚭けるべき受光郚ずレンズを
蚭けおはならない郚分、䟋えばボンデング郚があ
る。埓来䟋ではレンズを蚭けないようにする方法
に぀いお具䜓性を欠いおいる。
〔発明の目的〕
本発明は、埮小レンズアレむマむクロレンズ
アレむを固䜓撮像玠子の䞊に盎接に積局しお圢
成する具䜓的な方法を提案する。たた提案の方法
の特城から新しい構造ず圢状の埮小レンズアレむ
を提案する。なお具䜓的にずは、䞀般半導䜓プロ
セスの延長ずしおずらえられ、実斜が困難でな
く、歩留り䞊びにコストの面で優れた方法である
こずを指す。
〔発明の抂芁および実斜䟋〕
本発明の抂芁を述べる前に、本発明の基瀎ずな
぀おいる埓来技術に぀いお蚀及する。我々は昭52
幎に透明導電性電極の補造方法昭52幎特願昭
22458号を提案し、曎に昭和56幎に“SnO2膜の
テヌパ゚ツチ”を真空技術24(12)P653に報告した。
本出願䞊びに報告は無機の透明導電性薄膜を埮现
なパタヌンにホトリ゜グラフ技術をも぀お加工す
る際にパタヌン゚ツゞの圢状を制埡する方法も述
べたものである。この技術の基本は、ホトレゞス
トパタヌンの圢状を円匧状に倉圢する技術ず、円
匧状のホトレゞストパタヌンの圢状を被加工物に
転写するスパツタ゚ツチ技術から構成されおい
る。すなわち、被加工膜䞊にシナプレヌ瀟補ホト
レゞストAZ1350Jのパタヌンを圢成し、次いで熱
凊理あるいは熱凊理に先立぀お玫倖線を照射を凊
理を斜こすず、AZホトレゞストパタヌンは円匧
状にパタヌン呚蟺郚の膜厚が薄く䞭心郚が厚く倉
圢する。この倉圢したホトレゞストのパタヌンを
マスクずしお物理化孊的にスパツタ゚ツチするず
ホトレゞストず被加工物が同時に゚ツチされ、ホ
トレゞストの垂盎方向の圢態が被加工物の垂盎方
向の圢状に倧略転写される。ここで被加工物の゚
ツチ速床がホトレゞストの゚ツチ速床より倧きい
時は被加工物のパタヌンは垂盎方向により立䞊぀
た圢状ずなり、同䞀速床であればホトレゞストの
圢状がほが完党に被加工膜のパタヌンの゚ツゞ段
差をゆるめる方向で思考したものである。
本発明は、AZの円匧状パタヌンを圢状的に意
味においお埮小レンズず芋立お、この圢状は無色
透明な有機暹脂膜に転写しお無色透明な埮小レン
ズアレむを圢成する方法を提案する。熱凊理にず
もな぀おホトレゞストパタヌンが熱流動を起し倉
圢する時の圢状は通垞の液滎にみられる衚面自由
゚ネルギヌが最小ずなるような圢状になる。すな
わち、これを埮小レンズず芋立おた時は、そのレ
ンズ圢状を自由に蚭蚈するこずができない欠点を
持぀おいる。䟋えば、10Ό×20Όの長方圢の
比范的厚い膜のAZレゞストパタヌンをほが完党
に熱流動させるず䞭心郚が最ずも高いカマボコ状
のレゞストパタヌンずなり、長方圢パタヌンの短
蟺に平行にパタヌン䞭心を通るレゞストの衚面の
曲率は長蟺に平行な衚面の曲率に比范しお盞圓倧
きくなる。すなわち、レンズの集光性胜は近䌌的
に曲率に比䟋するずすればパタヌン内で䞍均䞀ず
なる。完党流動させない条件䞋で熱凊理を斜こす
ず、パタヌン呚蟺郚のみが円匧状ずなり、パタヌ
ン呚蟺郚におけるレンズの曲率は前蚘の堎合に比
べお均䞀ずなる。たたAZパタヌンの初期の膜厚
を比范的薄くしおも流動性が局所的に起るために
パタヌン呚蟺郚の曲率が均䞀ずなり易い。第図
は、AZ1350Jレゞスタパタヌンを玫倖線で照射し
぀づいお180℃で熱凊理した時のストラむブ状パ
タヌンの短蟺に平行な断面の圢状を初期のパタヌ
ン膜厚ずパタヌン幅ずの関連で倧略に瀺す。図䞭
○印は完党な円匧状で、熱流動にずもなうパタヌ
ンの底郚の拡倧幅も0.5Ό以䞋であ぀た。Δ印は
䞊面が平坊でパタヌン呚蟺郚のみが局所的に円匧
状ずな぀たこずを瀺す。●印は䞊面が凹のくら圢
にな぀たこずを瀺す。×印はパタヌンの底郚の䌞
びが倧きく䞍均䞀にな぀お圢状が劣化したこずを
瀺す。×印は領域は熱流動が激し過ぎたこずを意
味し、熱流動をおさえるこずで解消あるいは狭め
るこずができる。すなわち、加熱枩床をさげるあ
るいはパタヌンの玫倖線照射をやめるあるいは匱
めるこずで、あるいはこれらの組合せによ぀お、
×印の領域を狭めるこずができる。第図は、熱
流動によ぀おおこるAZパタヌンの底郚の拡倧幅
を加熱枩床に察しおプロツトしたものである。初
期のパタヌンの膜厚ず幅が各々1.3Ό、13Όの
ものに぀いおの結果である。○印は玫倖線照射を
行぀た堎合の結果である。これより熱流動によ぀
お䜜るレンズ線パタヌンの幅は若干拡倧するこず
があるこずが分る。すなわちレンズ様パタヌンを
圢成する時は、その圢成条件によ぀おは初期パタ
ヌン圢状を小さ目に蚭定するこずが必芁ずなる。
レンズ様パタヌンが近接し過ぎるずパタヌン同志
が癒着し、レンズ圢状をみだれる。このみだれ
は、初期パタヌンの圢成に若干のムラがあれば、
増長され、画像再生においおいわゆる集光性胜の
ムラずし悪圱響する。第図は、レンズ様パタヌ
ンの衚面の曲率をパタヌンの円匧が基板に接觊す
る角床をで衚わし、接觊角ずAZパタヌンの
初期圢状䜆し、AZパタヌンの膜厚、
パタヌン幅の関係を調べた結果である。な
おこの調べは、ストラむブ状パタヌンに぀いおの
ものである。
以䞊、AZ1350Jパタヌンの熱流動埌のパタヌン
圢状の倉化䞊びにレンズずしお芋立おた時の問題
点に぀いお述べた。レンズず芋立おた時、蚭蚈の
完党な自由床はないが、AZパタヌンの初期圢状
をコントロヌルするこずで、第図に瀺したごず
く玄13°〜40°たでその接觊角を制埡でき、レン
ズを蚭蚈する䞊では十分な調敎幅が確保できおい
るずいえる。すなわち実甚的には曲率を倧きくす
るず衚面反射成分が倧きくなり過ぎお、ロスのた
め実甚的でなくなる。
AZ1350Jの熱流動パタヌンをレンズず芋立おる
ず述べおきた。䞀般に実甚されるホトレゞストは
有色であり、黄色又は赀色の暹脂であるため、可
芖域でのレンズずしおは実甚に耐えない。しか
し、長波長甚のレンズずしおはこのたた䜿甚する
こずができるこずは蚀うたでもない。ここで䜿甚
可胜ずい぀おもその耐久性の点では䞍十分で䞀時
的なものずしおのみ有甚である。䟋えば倉色䞊び
に熱倉圢などの面で耐熱性が悪いこず、接着性が
悪いこずなどによ぀お恒久的レンズずしお䜿甚す
るには䞍向きである。しかし、レンズ補䜜䞊の過
床な型ず芋立た時には、技術的に非垞に簡䟿か぀
コスト的に安䟡である。
AZ1350Jのレンズ様パタヌンの圢成に぀いおの
み述べおきたが、同様に熱流動を生じるレゞスト
特にホトレゞストがパタヌン圢成䞊簡䟿で有甚で
ある。䟋えば、AZ1350Jはプノヌルノポラツク
タむプのホトレゞストで、同様なレゞストが有甚
である。東京応化補のアルカリ珟像性のホトレゞ
ストも同様に䜿甚するこずが可胜である。たた環
化ゎム系のホトレゞストも熱流動を生じる。ただ
し、AZタむプのポゞ型の方が解像床が高く䜿甚
しやすい。すなわち、固䜓撮像玠子では各々の画
玠の呚蟺郚に配線あるいは遮光する郚分があり、
䞍感光郚に入射する成分を画玠の䞭心郚の受光郚
分にレンズを蚭けお集光するわけで、各画玠に埮
小レンズを蚭けるず隣接するレンズ同志ずギダツ
プを小さくしお効率を向䞊させる必芁がある。前
蚘配線などは3Ό皋床ず狭く、これを盞隣り合
぀た画玠に開口率の向䞊分ずしお振り分けるずす
れば、レンズ同志のギダツプをすくなくずも1ÎŒ
皋床たで狭める必芁がある。䞀般にCCDず呌
ばれおいる撮像玠子では開口率が小さいので、䞊
蚘のようにきびしくないが、向䞊分を理想的に倧
きくしようずするず、ギダツプ幅を小さくする必
芁がある。すなわち、レンズを䜜る堎合、パタヌ
ン圢成に圓぀お高解像床であるこずそしおパタヌ
ン゚ツゞは所定の曲率をも぀お緩やかであるずい
う䞀般ホトリ゜グラフむにおいお盞矛盟する問題
を含んでおり、レンズを䜜る技術はかなり高床で
あるずいえる。
以䞊、ホトリ゜グラフむによ぀お埮小レンズの
金型に盞圓するマスクパタヌンの圢成方法に぀い
お述べた。これを恒久的なレンズに倉換する。た
ずレンズの曲率をあたり倧きくせず、衚面反射ロ
スを小さく蚭定するには固䜓撮像玠子の衚面から
レンズの蚭眮䜍眮を離す必芁がある。すなわちレ
ンズず玠子衚面ずの間にゲタをはかせる必芁があ
る。空間的に空気あるいは流䜓を狭んでレンズを
固定するのは困難で実甚性がなく、固䜓最像玠子
衚面に厚く無色透明な暹脂局あるいは無機局を蚭
け、その䞊に連続しおレンズ局を蚭けるのが実際
的である。暹脂局を蚭けるにはホトレゞストを塗
垃する時のように有機暹脂液を塗垃しお溶媒を揮
発しお固着する方法が䟿利である。無機局を厚く
圢成するにはバむアススパツタ又は通垞のスパツ
タリングによ぀お圢成するこずができるが、5ÎŒ
前埌以䞊のSiO2などの膜を堆積するにはコス
ト面に問題がある。第図は、本発明に実斜した
時の抂念的な構造ずその䜜甚を瀺した図である。
図䞭はSi基板、受光郚分光を感じる郚分、
は玠子を働かせる配線や遮光郚分、遮光局はパ
シベヌシペン局の䞊に蚭けるこずが倚いが、抂
念的な構造であるので詳现は省略した。は埮小
レンズアレむを空間的に固䜓撮像玠子衚面より浮
かせる局以䞋レンズ固定局ず称するで、この
局はカラヌ撮像玠子の堎合は色フむルタ局を含む
ものずする。この䞊にレンズ局を積局する。こ
のレンズ局はレンズ固定局ず同様コスト的に有機
暹脂局で構成する方が有利である。入射光は埮小
レンズによ぀お光路がたげられ、レンズ固定局
を通過しお受光郚分に到達する。レンズ固定
局の厚さずレンズ局の衚面の曲率ずに盞関をもた
せ、レンズ衚面での光反射ロスを小さくし効率よ
く集光するにはレンズ固定局を厚くし、レンズの
曲率を小さくする。第図は、レンズ衚面ぞの入
射光の入射角衚面の法線ず入射光のなす角ず
反射率の関係を瀺したものである。入射角が50°
を越すず反射ロスが倧きくなる。カメラレンズの
䞭心を通぀お画面ぞ入射する光線は画面内䜍眮に
よ぀お異なり、画面の呚蟺ほど角床が倧きくなる
こず、䞊びに画面からカメラレンズの射出瞳を芋
蟌む角内の光が画面䞊に集光するいわゆる角床を
持぀た光が受光面に像を結ぶこずから、埮小レン
ズの衚面の曲率が倧きくな぀お、前蚘の接觊角で
50°を越えるず反射によるロスは盞圓倧きくなる。
しかし曲率を小さくしお、レンズ固定局を厚くし
すぎるず隣接画玠に入射すべき光線があやた぀お
入射あるいは䞍感郚分あるいは遮光郚分ぞみちび
かれるために光の利甚率に䞍均䞀が生じ、いわゆ
るシ゚ヌデングを匕き起す。シ゚ヌデングを防ぐ
にはレンズ固定局の厚さを調節したり、埮小レン
ズず画玠䜍眮ずの関係を調節する、すなわち埮小
レンズのパタヌンピツチを画玠パタヌンピツチよ
り極くわずかに小さく蚭定すればよいが、カメラ
レンズを取り替える毎に埮小レンズのピツチを替
えるこずはできないので、埮小レンズの䜜り易さ
をも考慮するずレンズ固定局の厚さは実甚䞊10ÎŒ
前埌以䞋ずなる。
以䞊、たず、䞀般半導䜓プロセスで甚いられお
いるホトレゞストを甚いお埮小レンズ様の凹凞を
䜜るこずができ、レンズ蚭蚈䞊盞圓倧幅な調敎幅
があ぀お比范的自由な圢状が圢成できるこず、曎
に埮小レンズの蚭眮䜍眮やレンズ固定局の有効性
などに぀いおその䜜り易さからこれらの局が有機
暹脂局で構成する方が簡䟿であるこずを述べおき
た。以䞋では金型に盞圓する埮小レンズ様パタヌ
ンの圢状を恒久的に有機暹脂局に転写する方法に
぀いお述べる。前述した透明電極パタヌンのパタ
ヌン゚ツゞを緩める方法の説明で、物理化孊的に
スパツタ゚ツチするずホトレゞストず被加工物が
同時に゚ツチされおホトレゞストの垂盎方向の圢
態が被加工物の垂盎方向ぞの圢状に倧略転写でき
るこずを述べ、゚ツチ速床がホトレゞストず被加
工物で同䞀であれば完党に同䞀の圢状が転写でき
る。この方法は透明電極パタヌンの゚ツゞの圢状
のみを制埡する方法に぀いおのものであるが、本
方法を埮小レンズ様パタヌンの恒久埮小レンズパ
タヌンぞ倉換する転写技術ずしお芋立おるこずが
できる。
しかし、埮小レンズ圢成における転写技術では
有機暹脂局の䞊に前蚘レンズ様パタヌンを圢成す
る技術が必芁になる。透明電極パタヌン圢成では
盞察する被加工物が無機物であるために䞀般ホト
リングラフむず同様に被加工物ぞのダメヌゞを心
配する必芁がないが、有機物の䞊に有機暹脂溶液
䞀般的に有機溶媒に暹脂に溶解した液を塗垃
するず前蚘の䞋地ずなる有機物が暹脂溶液に溶解
するなどしお塗垃膜に異垞が発生する。䟋えばレ
ンズ局ずしお透明床がよく可芖域で完党に無色な
アクリル系の暹脂の代衚ずしおポリグリシゞルメ
タクリレヌト以䞋PGMAず称するを甚いた
時はこの暹脂の䞊にAZ1350Jのホトレゞスト液を
塗垃するこずができなか぀た。しかしレンズの玠
材ずしおは完党に無色で良奜な透明床を有するア
クリル系暹脂は有甚であり、そこで、䞊蚘暹脂の
䞭に架橋性の材料を添加し架橋させお有機溶媒に
察する耐久性の改善を図぀た。架橋剀ずしおテト
ラヒドロキシベンゟプノン以䞋THBPず称
するを甚いた堎合、ポリグリシゞルメタクリレ
ヌトPGMA暹脂に察しお0.025wt以䞊加え
お加熱架橋させた暹脂局はAZ溶液に察しお十分
耐久性があるこずが分぀た。PGMA暹脂は電子
線リ゜グラフむ甚のネガレゞストずしお開発利甚
されおいるが、ポリメチルメタクリレヌト䞀般
にPMMAず称しおいるず同様耐熱性が悪く、
熱倉圢を受け易い。すなわち熱流動性を持぀おい
る。前蚘の䞡者を比范するず同じアクリル系の暹
脂ながらPGMAが分子内に偎鎖があり熱流動性
は高い。熱流動性があるこずは恒久的な埮小レン
ズ玠材ずしおは䞍向きである。すなわち加工途䞭
における耐熱性が悪く、取り扱いが困難で、曎に
撮像玠子に適甚した堎合の耐熱性に問題が生じ
る。PGMA局に架橋剀を加えお加熱加橋させる
ずこの熱流動性も䜎䞋しおくる。すなわち、架橋
剀を加えるこずで埮小レンズの玠材に適するよう
になる。PMMAに架橋性の偎鎖を導入あるいは
架橋性をも぀た分子を共重合させお同様な䜜甚を
持たせるこずも可胜である。PGMA局に架橋剀
を加えお加熱しお有機溶媒耐性を向䞊させる方法
はホトリ゜グラフむで垞甚されおいるホトレゞス
ト膜の剥離液東京応化補S502などの剥離液に察
する耐久性も向䞊させるこずができる。剥離液は
通垞90〜130℃䜍の加枩状態で䜜甚させるため、
通垞の暹脂膜は剥離されるこずが知られおいる。
この剥離䜜甚が匷いために䞀般に汚れを取る掗浄
剀ずしお䜿甚される䟋もあるほどである。剥離液
に察する十分な耐久性が䞎えられるこずは加工方
法における幅、加工方法の遞択における自由床を
拡げられるこずを意味する。すなわち埮小レンズ
を加工する途䞭でマスクずな぀おいるホトレゞス
トを陀去するこずができるずか、ボンデング郚分
のホトリ゜グラフむにおいおマスクずな぀おいる
ホトレゞストの剥離ができる。
以䞊、電子線レゞストずしお垞甚されおいる
PGMAに架橋剀を加えるこずで、有機溶媒耐性
や熱流動性をおさえるこずができるこずを述べ
た。加橋剀ずしおは、THBPに぀いお述べたが、
プノヌル性氎酞基を有するものが特に有効であ
るカルボン酞やアミノ基を有する架橋剀は
PGMA溶液䞭で架橋反応を垞枩で起こし、
PGMA溶液の物性を倉化させるために䜿甚し耐
えない。有機酞の酞無氎物は、架橋剀ずしおは有
効であるが、酞無氎物は氎の付加反応でカルボン
酞化しおいるこずが倚く、䜿甚に際には玔化など
を行う必芁がある。たた安定性が若干悪い。
PGMAは鉱酞によ぀おも架橋反応を起すが、こ
の堎合にはPGMA膜を圢成しおから鉱酞に接觊
凊理を斜こすこずになる。この時鉱酞がPGMA
の衚面から次第に䜜甚し架橋収瞮するため、
PGMA衚面にシワやクラツクが発生する。した
が぀お鉱酞凊理は、架橋凊理方法ずしおは有効ず
はいえない。鉱酞の代りに有機酞液䟋えば酢酞䟋
えば酢酞による凊理では、架橋反応を促進するた
めの加枩した所PGMA膜が溶解しおした぀た。
気盞から酢酞を凊理するず若干良奜な結果を䞎え
るが、PGMA膜圢成においお凊理が段階にな
るなどコスト面で問題がある。たた架橋剀を
PGMA膜に含浞させる方法がある。䟋えば、
THBPをアルコヌル氎溶液に溶解し、玄30℃に
加枩し぀぀接觊凊理するずTHBPがPGMA膜䞭
に浞透するが、これらの方法も凊理が耇雑でコス
ト面で問題がある。
以䞊、PGMAに架橋剀を添加しお架橋させる
方法䞊びに効果に぀いお述べた。PGMAはアク
リル系暹脂であるが、分子内にグリシゞル基を持
぀おおり、架橋反応の䞻䜓はこのグリシゞル基内
の゚ポキシの付加反応である。PMMAに同様な
反応性の基を共重合させるこずで同様に埮小レン
ズ甚玠材ずしお䜿甚し埗る。
なお、厚い暹脂を圢成するには重ね塗りをする
必芁が生じるこずが倚い。レンズ固定局も光の透
明膜の䞀般的条件をそなえる必芁があり、埮小レ
ンズ局ず同䞀玠材あるいは同䞀系の玠材で圢成す
る方が䟿利である。塗垃装眮なども兌甚できコス
ト的に有利である。䞊蚘のように架橋剀を加えお
有機溶媒耐性を改善するこずで、厚い暹脂膜を重
ねお圢成するこずができるようになる。
レンズ固定局䞊びに埮小レンズ局のあるべき性
質に぀いお述べおきた。これらの熱架橋させるこ
ずで、その䞊にAZ1350Jのようなホトレゞストパ
タヌンを圢成できるようになる。次に熱凊理ある
いは玫倖線照射しお熱凊理するず有機暹脂衚面の
䞊でも透明電極基板の堎合ず同様にレンズ様の圢
状に倉換するこずができる。すなわち、有機暹脂
衚面での熱流動状態のレゞストのぬれ性は透明電
極に察するものず実甚的な意味においお倉化ない
こず芋い出した。
぀づいお、AZ1350Jのレンズ様のホトレゞスト
パタヌンをマスクずしお埓来技術で行぀おいたス
パツタ゚ツチングするず、プラズマむオン衝撃に
よ぀おAZ膜が倉質し、䞀般半導䜓剥離液䟋えば
前蚘の−502液では剥離できなくなる。すなわ
ち、レンズ加工では途䞭でAZのマスクパタヌン
を陀去できなくなるために、完党にAZマスクが
消倱するたで゚ツチングする必芁がでおきお、加
工の自由床がなくな぀おしたう。曎に固䜓撮像玠
子ぞのむオン衝撃によるダメヌゞ等があ぀お正垞
動䜜の玠子が䜜れない。第図は、珟圚広く実甚
されおいる類䌌のドラむ゚ツチ技術に぀いおその
半導䜓玠子ぞの衚面損傷や汚染の起り易さや加工
性に぀いお調べた結果である。瞊軞に゚ツチ操䜜
䞭の被加工物衚面ぞの入射むオン゚ネルギヌ、暪
軞に反応槜内のガス圧が瀺しおある。䞀点砎線の
巊偎領域が非等方性゚ツチングが起きる領域で右
偎が等方゚ツチングが起る領域である。衚面損傷
ず汚染は入射むオン゚ネルギヌが倧きいほど生じ
やすい。マスクず被加工物ずの゚ツチング速床比
いわゆる遞択性は入射むオン゚ネルギヌが倧きい
ほど物理的な゚ツチングが起るため小さくなる。
゚ツチング圢状に察しおは、むオンの平均自由行
皋が反応ガス圧の䞊昇で小さくなるため、等方的
な゚ツチングが起る。入射むオン゚ネルギヌが倧
きいほど平均自由行皋が倧きくなるので非等方的
な゚ツチングが生じる。被加工物の超埮现加工を
斜こすには非等方゚ツチングをする必芁がある
が、埮小レンズを圢成する時には、マスク圢成時
のみ高解像床であればよいので、等方的な゚ツチ
がむしろ良い結果を䞎える。固定撮像玠子に埮小
レンズを圢成するずきは、圢成埌にアニヌルなど
の凊理が䞍可胜であるため、衚面損傷や汚染は避
ける必芁がある。そこで、衚面損傷や汚染が少な
い有磁堎タむプのマむクロ波プラズマ゚ツチ
ず、円筒型プラズマ゚ツチず、䞀般にケミカル
ドラむ゚ツチず称しおいるマむクロ波プラズマ゚
ツチに぀いお埮小レンズのパタヌン転写に䜿甚
した所良奜な結果を埗るこずができた。なあ図䞭
はリアクテむブオン゚ツチを瀺す。スパツタ゚
ツチはより䞀般に高い゚ネルギヌレベルにあ
る。有磁堎タむプマむクロ波プラズマ゚ツチず円
筒型プラズマ゚ツチでは、高いパワヌで゚ツチン
グをするずAZレゞスト局が倉質しレゞスト剥離
液に䞍溶解性ずなるこずがある。マむクロ波ドラ
む゚ツチでは本質的にぱツチングにおいおむオ
ンを䜿甚しないので、有機物衚面のチダヌゞアン
プは生じなく、チダヌゞアツプによる玠子のダメ
ヌゞは起らなか぀た。第図で、遞択比が入射む
オン゚ネルギヌが小さくなるず倧きくなるが、埮
小レンズの加工では、マスクず被加工物が有機物
であるために遞択比は基本的に小さく、入射むオ
ン゚ネルギヌぞの䟝存性は小さか぀た。次に゚ツ
チングガスには有機物を゚ツチング察象ずするた
め酞玠ガスを䞻成分ずしおN2ガスやCF4ガスを混
合したガスを䜿甚した。CF4ガスを加えるず有機
物の゚ツチ速床は倧きくなり、円筒型プラズマで
ぱツチ完了時における装眮内の枩床䞊昇をおさ
えるこずができる。CF4ガスの効果は、本質的に
はフツ玠の効果であり、類䌌化孊皮に察しおも同
皮の効果がみずめられる。
次にプラズマ゚ツチング䞭の欠陥の発生に぀い
お述べる。PGMA膜䞊AZ1350Jパタヌンを圢成
し、プラズマ゚ツチングした所、プラズマ゚ツチ
ング䞭に円圢の欠陥が発生した。欠陥の倧きさ
は、数十Ό〜数癟Όφであ぀た。この欠陥は
PGMA膜単独あるいはPGMA膜の䞊にAZ1350J
を被芆したのみでは発生しない。PGMA膜に
AZ1350J膜を塗垃し、所定パタヌンのマスクを介
しお露光し、半導䜓向のAZ珟像液シプレヌ瀟
補有機アルカリ系の珟像的MF312の40液に
お凊理したサンプルに察しおのみ䞊蚘円圢の欠陥
は発生した。この欠陥は、プラズマ䞭でサンプル
が昇枩するず発生しおおり、プラズマをかけずに
単にベヌク炉䞭で加熱しおも同様に発生した。そ
こで、PGMA膜の耐久性がAZ珟像液に察しお悪
いためず考え、PGMA膜ぞの架橋剀の添加量を
増した所、THBPの添加量が8wt以䞊で、円圢
の欠陥の発生を防止できるこずが分぀た。これは
PGMA膜が匷く架橋しおAZ珟像液の透過を阻止
するためず思われる。たた、AZ珟像液に察する
このようなダメヌゞの発生の原因はPGMA分子
の構造に由来するず思われる。PGMAは、ポリ
メタクリル酞ずグリシドずの゚ステルの様な構造
をしおおり、架橋剀はグリシド郚分の゚ポキシず
付加架橋反応をおこす。ここでAZ珟像液はアル
カリ性で、䞊蚘゚ステル郚分をケン化するように
䜜甚し、分子を切断するため、PGMAの耐熱性
が䜎䞋し、欠陥が発生したず掚定される。したが
぀お、゚ステル結合を含たないベヌスの堎合に
は、䞊蚘の察応は䞍芁ずなる。
次に、プラズマ゚ツチングケミカルドラむ゚
ツチを含むした所、゚ツチングされたPGMA
暹脂衚面には極埮现な凹凞が圢成されるこずが分
぀た。゚ツチング量が倚いほどその衚面の粗は増
倧するこずが分぀た。すなわち、初期のAZ1350J
の熱流動によ぀お䜜぀た埮小レンズ様のパタヌン
の衚面は極めお滑らかな衚面をしおいるが、
PGMA膜の䞊に恒久的なレンズずしお転写する
ずそのレンズの衚面は粗れた面ずなる。゚ツチン
グが深くなるレンズの曲率の倧きい郚分、すなわ
ち埮小レンズの境界郚分で光を集光しようずする
郚分ほど衚面の粗れの皋床が匷くなり、光散乱の
皋床が増しお、集光性胜の䜎䞋がはげしくなる。
AZ膜をプラズマで完党に陀去するず曎にレンズ
衚面の光散乱は匷くなり、集光性胜は䜎䞋する。
そこで。集光すべき郚分のみをレンズ状に゚ツチ
ングすれば、このような光散乱による集光性胜の
䜎䞋は最小限におさえられる。すなわち、集光の
必芁のない各画玠の䞭心郚ぱツチングせず、平
坊にしお呚蟺郚のみに曲率を蚭ける。このような
工皋にするには、AZパタヌンのマスクがプラズ
マ照射で倉質せず有機補のレゞスト剥離液で溶解
陀去するこずが可胜であるこず、䞊びにレゞスト
剥離液に察しお埮小レゞスト局やレンズ固定局が
十分耐久性があるこずが芁求される。前述したよ
うに、AZマスクはプラズマ照射条件を調敎する
こずで察凊できるこずを芋いだしたし、埮小レン
ズ局等に぀いおは架橋剀の添加で察凊できるこず
を発芋しおあるので、䞊蚘の方法を実斜できる。
次に、埮小レンズ衚面の光散乱による集光性胜
のロスの改善察策に぀いお述べる。衚面の極埮现
な凹凞を透明物質によ぀お埋めるこずで、盞圓改
善できるこずが分぀た。すなわち薄いPGMA膜
のごずき無色透明な膜を塗垃するず衚面ず粗を平
坊にするこずができる。この平滑化局を玄1000Å
によれば、埮小レンズの曲率がゆるかであるこず
もあ぀お、レンズの曲率における倉化はほずんど
ないこずが分か぀た。すなわち、レンズ党䜓を平
坊にするこずなく埮现な粗を平坊にするこずがで
きるこずが分぀た。
曎に、䞊蚘平坊化局の材質の屈折率を埮小レン
ズの屈折率よりも小さくするこずで、衚面反射に
よるロスを䜎䞋するこずができる。我々は䜎屈折
率の平滑化局ずしおガラス膜を被芆するこずを怜
蚎した。バむアススパツタによ぀おも堆積可胜で
あるが、コスト的には有機ケむ玠化合物の溶液を
塗垃し加熱分解しおSiO2膜ずする方法が有効で
ある。我々は東京応化工業補のOCD液SiO2ç³»
被膜圢成甚塗垃液を塗垃した。PGMA膜に
OCD液を塗垃、200℃加熱を30分した所、ガラス
局䞊びにPGMA膜にクラツクが発生し、単玔な
塗垃では䜿甚に耐えないこずが分぀た。そこで、
PGMA膜の熱軟化性を䜎枛しお察策するこずを
怜蚎した。熱軟化しないように前述の加橋剀の添
加量を倉え、加熱架橋した膜の䞊にOCD液を塗
垃し、200℃30分加熱し玄700Åの厚さのSiO2膜
を圢成した所、クラツクの幅は添加量ずずもに狭
くなるこずが分぀た。添加量が0.05wtでクラツ
クの発生が避けられるこずが分぀たが、曎に他の
工皋の郜合で熱凊理などを斜こすず、クラツクか
生じおした぀た。この埌工皋におけるクラツクは
0.08wtを越えお添加するこずで避けられるこず
が分぀た。第図に䞊蚘関係を瀺す。
以䞊、埮小レンズ郚分の圢成に぀いお述べ、集
光性胜の䜎䞋をおぎなう方法などに぀いお述べ
た。次に、レンズ固定局の加工に぀いお述べる。
埮小レンズ郚分は固䜓撮像玠子衚面から離しお配
眮するが、このためにレンズ固定局なる局を蚭け
おいる。このレンズ固定局は埮小レンズ局ず材質
䞊は同䞀でよく、したが぀お連続した局であ぀お
よい。
この堎合、埮小レンズ圢成は局の衚面郚の䞀郚
分のみを゚ツチングするこずで行われる。したが
぀お、有機暹脂でレンズ固定局を塗垃で圢成しお
いるので、ボンデング郚䞊のレンズ固定局はボン
デングが出来るように陀去する必芁がある。そこ
で、埮小レンズ圢成埌、スクラむブずポンデング
郚分を陀く衚面党䜓にホトレゞストパタヌンを圢
成し、衚面平滑化局がSiO2の堎合はCF4を䞻成分
ずするガスでプラズマ゚ツチし、曎にレンズ固定
局をO2を䞻成分ずするガスで灰化し陀去した。
衚面は残぀たホトレゞストマスクパタヌンはホト
レゞスト剥離液にお凊理しお陀去する。衚面平滑
化局にSiO2を甚いる時は、SiO2が良奜なマスク
材ずなるために、レンズ固定局の゚ツチング甚マ
スクずしお掻甚できるこずはいうたでもない。
第図〜を今迄述べた本発明の方法に぀い
お工皋の流れに添぀たその抂念的に断面の圢状倉
化を瀺す。図䞭、からにわた぀お同䞀郚䜍は
同䞀ハツチングを斜こしおある。図䞭はSi基
板、は受光郚、は配線あるいは遮光郚分ある
いは䞍感郚分で、抂念図のために遮光膜はパツシ
ベヌシペンの䞊に蚭けるこずが倚いが詳现は省
略した。その他、PSG膜など色々な膜から構成
されおいる抂念的説明図であるので同様に詳现は
省略した。たた図䞭、はボンデングパツドであ
る。がレンズ固定局、は埮小レンズ局、は
AZ1350Jなどのホストレゞストパタヌンである。
は平坊化局又は反射防止局で、は平坊化局
ずレンズ固定局などの局をプラズマ加工するため
のホトレゞストマスク局である。
SiO2からなる平滑化局の䞊にホストレゞスト
パタヌンを圢成する時は、ヘキサメチルゞシテザ
ンのような衚面凊理剀で凊理しおからホストレゞ
ストを塗垃する方がホトレゞストの接着性が改善
されるため良奜な結果を䞎える。たたSiO2の゚
ツチングはCF4プラズマのみならずHFを䞻成分
ずする゚ツチング液で凊理するこずによ぀おもパ
タヌン化は可胜である。
第図䞭、で埮小レンズ局を途䞭たで゚ツチ
ングした䟋を瀺しおあるが、AZレゞストが消倱
するたで゚ツチングをするこずも可胜である。そ
の時は、埮小レンズは平坊郚分はなくなり、党䜓
が曲率を持぀ようになる。埮小レンズ局の加工の
際、レンズ固定局も同時に深く゚ツチするこずも
あるが、特に障害はない。
なお、第図䞭においおは基板
の䞋郚構造䜓を省略した。
次に、プラズマ゚ツチなどのドラむ加工による
撮像玠子の動䜜特性に察するダメヌゞに぀いお述
べる。第図は、䞀般の固䜓撮像玠子の抂念的な
回路等の配眮を瀺す図で、ケの撮像玠子の抂芁
を瀺しおいる。画玠領域ずこの画玠領域を動
䜜させる氎平および垂盎走査回路䞊び
に画玠領域に぀なが぀おいる信号出力回路か
ら撮像玠子は䞻に構成されおいる。その他付加的
な回路が蚭けられおいる。これらの䞻たる回
路芁玠に動䜜させるための端子や信号を出力さ
せるための出力端子が結線されおいるが、通
垞、MOS型あるいはCCDなどいずれの撮像玠子
においおも回路芁玠ずこれら端子通垞ボンデン
グパツドず称する間に静電砎壊防止回路が蚭
けられおいる。端子の倖偎にスクラむブ゚リア
があり、スクラむブ゚リアの内偎党䜓がケの
撮像玠子チツプにな぀おいる。通垞、これらの撮
像玠子チツプを倚数枚のSiり゚ハ䞊に圢成する
が、埮小レンズ䞊びにレンズ固定局も同時に積局
圢成し、埌にダむシング等を行぀お、チツプに分
割する方が量産性がすぐれおおり、コスト䞊有利
である。埮小レンズずレンズ固定局は画玠領域の
みに蚭ければ圹割をはなすこずができる。そこで
画玠領域のみに蚭けるようにドラむ゚ツチした
所、撮像玠子の動䜜特性に異垞が発生しおした぀
た。これは、氎平垂盎等の走査回路や付加回路が
ダメヌゞを受けたためずされる。このダメヌゞ
は、ドラむ゚ツチング䞭の入射むオン゚ネルギヌ
が小さい領域でも発生しおおり、パシベヌシペン
膜などが圹立぀おいないこずが分぀た。そこで、
我々は、ダメヌゞの原因が゚ツチング䞭の衚面の
チダヌゞアツプずその基板ぞのランダムのリヌク
によ぀お静電砎壊であるず掚定しお、察策を怜蚎
した。党䜓に有機暹脂を被芆し、プラズマ゚ツチ
する際、途䞭で゚ツチングを止めたサンプルでは
動䜜異垞が認められないこず䞊びに暹脂を被芆し
ないサンプルをプラズマ゚ツチガスに曝しおも異
垞が発生しないこずから、゚ツチング䞭有機暹脂
が消倱する過皋で䞋局の回路芁玠にダメヌゞを䞎
えるものず考え、これら回路芁玠をすべお暹脂局
䞋に被芆し保護する。すなわち回路芁玠䞊では暹
脂局がプラズマによ぀お消倱しないような条件䞋
に眮く方法をず぀た。第図の領域より内偎を
マスクパタヌンで保護しドラむ゚ツチした。この
ようにボンテングパツドずスクラむブ゚リアのみ
をドラむ゚ツチするず動䜜異垞のない玠子を䜜る
こずができた。動䜜異垞の原因は䞊蚘のみの説明
では究明されたずはいえないが、䟋えばドラむ゚
ツチによ぀お、レンズ構成芁玠に含たれる金属䞍
玔物が灰化で玠子衚面に濃瞮されお障害を匕き起
すこずや灰化過皋で金属䞍玔物が有害な掻性皮に
倉換されお障害を匕き起すあるいはチダヌゞアツ
プによる静電砎壊など掚定されるにすぎない。
我々は埮小レンズ局の䞀郚やレンズ固定局をこれ
ら静電砎壊回路を含めた回路芁玠䞊に残しお、ド
ラむ゚ツチングに察する保護局ずし、ドラむ゚ツ
チングでの動䜜異垞ない撮像玠子を䜜るこずがで
きた。
次に、レンズ固定局はカラヌ撮像玠子の堎合は
色フむルタ局を芁求される色フむルタの性質に぀
いお蚀及する。たた埮小レンズを蚭ける際に本発
明を実斜した時の色フむルタ補䜜䞊のメリツトに
぀いお述べる。色フむルタの有機補あるいは無機
補のものがあるが、これらのフむルタは無色透明
局を保護などのためにあるいは加工の郜合で構成
芁玠ずしお有しおいる。無色透明局は埮小レンズ
を圢成しない堎合は、ボンデングするために色フ
むルタ圢成時に独立に゚ツチング陀去する工皋が
必芁ずなる。本発明で埮小レンズを圢成する堎合
には䞊蚘無色透明局の加工はレンズ固定局の゚ツ
チング過皋で行うこずができる。すなわち色フむ
ルタず埮小レンズ圢成を連続しお圢成できる本発
明の堎合は、加工工皋を省略できるので、コスト
䞊有利である。無色透明局が無機物である䟋えば
SiO2であれば、CF4ガスプラズマ゚ツチやHF凊
理で゚ツチングするこずができ、有機物であれ
ば、レンズ固定局ず同じものず芋立おお連続的に
O2プラズマなどで゚ツチングするこずができる。
埮小レンズの平滑化局がSiO2などの局の堎合は
色フむルタ局を含めお熱倉圢軟化をきらう。すな
わち色フむルタの無色透明局が有機暹脂で圢成す
る堎合には暹脂局に架橋剀を加えお耐熱性の十分
な膜ずするこずが肝腎である。提案の色フむルタ
で玠子を䜜る時はそのPGMAの匷化は埮小レン
ズ圢成での被膜匷化法をそのたた応甚できる。埮
小レンズを蚭ける時は色フむルタ局は撮像玠子衚
面にできる限り接近しお蚭け、各画玠の開口郚分
をカバヌするように蚭ける。すなわち遮光膜郚䞊
や䞍感郚䞊を倧きくカバヌするように色フむルタ
局を蚭ける必芁がななり色フむルタパタヌンの解
像床はあたり高くなくおよい。有機の色フむルタ
は通垞れラチンパタヌンなどで圢成しおいるが、
れラチンパタヌンは解像床が悪い欠点があるので
本発明で埮小レンズを圢成するず欠点がおぎなえ
るので郜合がよい。なお色フむルタを埮小レンズ
近傍に蚭けるず色フむルタパタヌンの解像床が高
いこずが芁求され、パタヌン゚ツゞの圢状などに
おいお高い均䞀性が芁求される。第図に色フ
むルタが圚るタむプのカラヌ撮像玠子の断面圢状
の抂念図を瀺す。図䞭は色フむルタの䞋地局
で色フむルタ局の均䞀性を高めたりするために蚭
けおいる。はシアン色フむルタ局で、シ
アン色フむルタを保護する保護局又は䞭間局ず
称しおいる、はむ゚ロ色フむルタである。
埮小レンズを圢成しないずきは通垞む゚ロ色フむ
ルタ局を保護する保護局が圢成されおいるが、レ
ンズ固定局で代甚しおある。色フむルタは本図で
はれラチンフむルタに぀いお瀺したものである
が、無機色フむルタでも類䌌の圢状にするこずが
倚い。たた色フむルタは補色タむプの䟋を瀺した
が䞉原色タむプのものもある。その堎合には色フ
むルタ局は䞉局ずなり保護局は二局ずなる。色フ
むルタは二画玠毎に圢成された䟋を瀺したが、䞀
画玠毎にする堎合もある。第図、第図で撮
像玠子を保護しおいるシラン膜がボンデング郚
のスルホヌルが初めから蚭けられおいる䟋を瀺し
たが、本発明では、埮小レンズ圢成時にレンズ固
定局および色フむルタ保護局等ずずもにボンデン
グパツド䞊のシラン膜を陀去しお同様の構造にす
るこずができる。このような工皋ずするこずで、
シラン膜のホトマスクパタヌン圢成工皋で省略で
き、埮小レンズ工皋を進めおも倧幅なコストアツ
プは避けられる。
次に埮小レンズ様パタヌン圢成においお、
AZ1350Jの高解像床パタヌン圢成方法に぀いお若
干぀け加えお述べる。AZ1350Jパタヌンをレンズ
固定局の䞊に圢成する時、基板衚面の光反射ある
いは光散乱によ぀お解像床が著しく䜎䞋しおした
う。これは、レンズ固定局が厚いために基板面か
ら像焌付面が離れすぎるためである。そこで我々
は埮小レンズ局ずレンズ固定局䞊びに色フむルタ
構造局にAZ1350Jの焌付け時照射する光を吞収す
る吞光剀を添加した。前述のTHBPは架橋剀ず
しおも働くが、この物質は匷い玫倖線吞収剀で、
本発明の実斜䞊極めお有益である。この他玫倖線
吞収剀ずしおは、サルチル酞系のものでベンゟト
リアゟヌル系などのものが䜿甚できる。たた他に
ベンゟプノン系の他の分子構造のものも䜿甚で
きる。架橋剀ずしおは、プノヌル性氎酞基を有
する系が有効でこれらは宀枩のレゞスト液䞭で架
橋しにくい性質がある。䟋えば、架橋剀ずしお
THBPをあげたが、このベンゟプノン系では
氎酞基がケあるいはケのものなど色色の数の
ものが䜿甚できるし、䟋ではベンれン環にそれぞ
れ氎酞基が付加したものを瀺したが、かたよ぀お
付加したものでもよい。その他ベンゟプノン系
以倖の骚栌の異なるものでもよい。すなわち、ベ
ンれン系、ビプニル系およびビスプノヌル
のようにケのベンれン環ず炭玠鎖で぀ないだよ
うな骚栌なものも有効で、架橋剀ずしお同類の化
合物が䜿甚可胜である。アルコヌル性の氎酞基は
架橋反応性が䜎い。玫倖線吞収剀をあたり倚く添
加するず、青色光の䜎波長偎領域430n前埌で
の吞収が増加し、光透過性胜が䜎䞋しやすいの
で、これらの実質的に光吞収のない架橋剀を混合
しお甚いる方が良奜な結果を䞎える。
これら架橋剀を加えお埮小レンズ局を圢成する
ずプラズマなどのドラむ加工で灰化速床が著しく
䜎䞋しおくるこずが分぀た。これは、架橋するこ
ずで局内での分子運動が䜎䞋し、若干プラズマで
分子が切断されおも揮発しにくいためず思われ
る。たたベンれン環が付加されるために灰化が遅
くな぀たものず思われる。この添加架橋による効
果は埮小レンズ衚面を滑らかにする効果があり、
埮小レンズ衚面における光散乱が原因の集光性胜
のロスの䜎䞋を防ぐ圹割をはたす。
以䞋、本発明の実斜䟋を第図䞊びに第図
をも぀お説明する。
実斜䟋  固䜓撮像玠子基板第図䞊にTHBPを45wt
添加したPGMA膜を塗垃によ぀お10Ό圢成
し、レンズ固定局ず埮小レンズ局ずした。塗
垃は10回に別けお重ね塗りで行い、各塗垃毎に
200℃で分づ぀加熱架橋し぀぀行぀た。たた塗
垃は回転匏のコヌタヌを甚いた。塗垃埌党䜓を
200℃で30分凊理十分に架橋させ、その䞊に
AZ1350Jを2.8Όt塗垃し、85℃20分ペヌクした
埌玫倖線照射を所定マスクを介しお行぀た。䞻照
射線源は365nの光である。぀づいおMF312珟
像液40氎溶液にお分珟像し、氎掗しお、也燥
し、パタヌンを圢成し玫倖線照射をパタヌン焌
付の倍の時間照射し、぀いで160℃30分ベヌク
し埮小レンズ様のマスクパタヌンを圢成した。次
に円筒型プラズマ゚ツチング装眮䞭に挿入し、
0.1Torrたで真空に排気した埌、CF4ガスを
0.1Torr、O2ガスを1.8Torr導入しお100Wでプラ
ズマ゚ツチを15分した。画玠䞊のレンズ様のAZ
マスクパタヌンはこの過皋で消倱し、画玠以倖の
倧きいパタヌンのAZ膜は残぀おいた。この時の
埮小レンズの圢状ず埮小レンズ様パタヌンの断面
圢状を第図に瀺す。図䞭のA0線に添぀た断
面で瀺す。これからPGMAからなる埮小レンズ
局の゚ツチング速床ずAZマスクの゚ツチング
速床ずの比は玄1.3であるこずが分る。
初期の圢状より若干急峻な圢状のレンズができた
ず蚀える。
次に、AZ1350Jマスクをレゞスト剥離剀むンダ
ストリケミラボラトリヌ瀟補−100を95℃に加
枩し぀぀浞挬凊理分をしお陀去し、200℃で30
分凊理した埌、東京応化工業補OCD液−
59310を5000rpmで塗垃し、玄800Å圢成し、
200℃30分ベヌクした。
曎に、AZ1350Jを6.5Ό塗垃し、90℃でプリベ
ヌク30分行぀おから埮小レンズ局ず呚蟺回路を完
党に被う圢のマスクを介しお露光し珟像し、぀づ
いお、前蚘のO2ずCF4の混合ガスのプラズマ゚ツ
チングを同様に行぀た。ボンデング郚を露出する
たでドラむ゚ツチした埌、前出の−100凊理行
぀お、AZマスクを陀去した。
実斜䟋  実斜䟋で基板に色フむルタのあるものを䜿甚
した。
実斜䟋  実斜䟋で、埮小レンズの平坊化局ずしお
SiO2系に代えおTHBP1.4wt含有のPGMA膜を
0.1Ό圢成し、200℃30分ベヌクしたものを甚い
た。
実斜䟋  実斜䟋で埮小レンズ゚ツチ時間を12分行぀
た。埮小レンズのトツプ郚分が平坊な圢状にする
こずができた。これによりトツプ衚面の粗れのな
いレンズずするこずができた。
〔発明の効果〕
本発明の実斜で、固䜓撮像玠子の䞊に埮小レン
ズ圢成が実行可胜ずな぀た。色フむルタの䞊に連
続しお重ねお圢成するこずで、加工工皋が盞圓省
略できるため埮小レンズ圢成でのコストアツプを
かなり吞収できる経枈的な効果もある。すべお半
導䜓玠子の䞀貫補造ラむンにのせお加工できるた
め、歩留などの点で有利で、特にゎミ付着䞍良な
どの点で倧倉有利である。
加工で生じる埮小レンズ面の衚面粗を無色透明
な局を圢成するこずで改善でき、衚面反射ロスの
小さい埮小レンズも圢成できた。曎に埮小レンズ
のトツプ郚分をプラズマにさらさず平坊な構造に
するこずで曎に集光ロスの小さいレンズずするこ
ずができた。たたレンズ局より平坊化局の屈折率
を小さくするこずで曎に衚面ロスの小さいレンズ
が圢成できた。たた、レンズ固定局等の加工で
は、ボンデングパツド郚近傍をスクラむブ郚分の
みを゚ツチングで露出する方法をず぀たため、動
䜜異垞を起さない玠子が圢成できた。
PGMAに架橋剀を加えるこずで、ドラむ゚ツ
チ埌の埮小レンズの衚面の粗れを小さくするこず
ができ良奜なレンズずするこずができた。曎に
SiO2のような無機補の反射防止膜も、これによ
り圢成可胜ずな぀た。
【図面の簡単な説明】
第図は、AZ1350Jパタヌンの熱流動倉圢を瀺
す図、第図は、同じくパタヌンの拡倧を瀺す
図、第図は、AZ1350Jパタヌンから熱倉圢で埗
たパタヌンの圢状を説明する図、第図は、固䜓
撮像玠子の䞊に埮小レンズを蚭ける時の配眮ずそ
の機胜を説明するための図で、第図は、レンズ
の衚面での反射によるロスを、第図は、プラズ
マなどドラむ゚ツチングの珟圢状を説明するため
の図で、第図は、PGMA膜䞊にSiO2を圢成し
た時のクラツクずPGMAぞのTHBP添加ずの関
係を説明する図である。第図は、埮小レンズを
固䜓撮像玠子の䞊に圢成する工皋を瀺す図、第
図は撮像玠子の機胜配眮図で、ドラむ゚ツチで保
護すべき領域を瀺す図、第図は、色フむルタ
ず埮小レンズずの関係を瀺す図である。第図
は埮小レンズずレンズ様パタヌンの圢状を瀺す図
である。   Si基板、  受光郚、  䞍感郚
分、  パツシベヌシペン、 ボンデむング
パツド、  レンズ固定局、  埮小レンズ
局。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  固䜓撮像玠子の䞭倮郚に蚭けられた画玠領域
    ず、䞊蚘画玠領域の呚蟺郚に蚭けられた䞊蚘画玠
    領域に接続された回路矀ず、䞊蚘回路矀の呚蟺郚
    に蚭けられた䞊蚘回路矀の入出力甚の耇数の端子
    ずから構成された固䜓撮像玠子においお、䞊蚘画
    玠領域及び䞊蚘回路矀はそれぞれレンズ固定局及
    び䞊蚘レンズ固定局䞊に圢成されたマむクロレン
    ズ局により被芆されおいるこずを特城ずするマむ
    クロレンズ付固䜓撮像玠子。  固䜓撮像玠子の䞭倮郚に画玠領域を、䞊蚘画
    玠領域の呚蟺郚に䞊蚘画玠領域に接続された回路
    矀を、そしお䞊蚘回路矀の呚蟺郚に䞊蚘回路矀の
    入出力甚の耇数の端子をそれぞれ圢成する工皋
    ず、䞊蚘画玠領域、回路矀及び耇数の端子䞊にそ
    れぞれレンズ固定局及びマむクロレンズ局を圢成
    する工皋ず、䞊蚘画玠領域及び回路矀をマスクパ
    タヌンで保護しおドラむ゚ツチングする工皋を含
    むこずを特城ずするマむクロレンズ付固定撮像玠
    子の補法。
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