JPH06132505A - Soilid-state image sensing element and manufacture thereofr - Google Patents
Soilid-state image sensing element and manufacture thereofrInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、オンチップマイクロレ
ンズを備えた固体撮像素子、及びかかる固体撮像素子の
作製方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image sensor having an on-chip microlens, and a method for manufacturing such a solid-state image sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、固体撮像素子には複数のオンチ
ップマイクロレンズが備えられている。オンチップマイ
クロレンズは固体撮像素子の受光部分の上に形成され、
受光部分への集光効率を高める機能を有する。オンチッ
プマイクロレンズ相互の間隔（以下、レンズギャップと
もいう）が小さい程、より多くの光束を受光部分に集光
させることができ、受光部分の光電変換特性が向上し、
固体撮像素子の感度が高くなる。2. Description of the Related Art Generally, a solid-state image pickup device is provided with a plurality of on-chip microlenses. The on-chip microlens is formed on the light receiving part of the solid-state image sensor,
It has the function of increasing the efficiency of light collection on the light receiving portion. The smaller the distance between the on-chip microlenses (hereinafter also referred to as the lens gap), the more light flux can be focused on the light receiving portion, and the photoelectric conversion characteristics of the light receiving portion are improved.
The sensitivity of the solid-state image sensor is increased.
【０００３】通常、オンチップマイクロレンズは、以下
の工程によって作製することができる。尚、各工程を説
明するための固体撮像素子の模式的な一部断面図を図１
２に示す。Usually, an on-chip microlens can be manufactured by the following steps. 1 is a schematic partial cross-sectional view of the solid-state image sensor for explaining each step.
2 shows.
【０００４】［工程−１０］受光部分１０や電荷転送部
分（図示せず）が形成された固体撮像素子上に、平坦化
及び焦点距離調節用の透明平坦化層１００を形成する
（図１２の（Ａ）参照）。かかる透明平坦化層１００が
下地材料層に相当し、透明樹脂から構成され、固体撮像
素子の凹凸の平坦化のために形成されている。尚、全て
の図面において、受光部分１０の領域を模式的に表し
た。[Step-10] A transparent flattening layer 100 for flattening and adjusting the focal length is formed on the solid-state image pickup device on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed (see FIG. 12). (See (A)). The transparent flattening layer 100 corresponds to the base material layer, is made of a transparent resin, and is formed for flattening the unevenness of the solid-state imaging device. In all the drawings, the area of the light receiving portion 10 is schematically shown.
【０００５】［工程−２０］次に、透明平坦化層１００
表面に、オンチップマイクロレンズの材料であるレンズ
材層１０２を形成する（図１２の（Ｂ）参照）。かかる
レンズ材層は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成
る。[Step-20] Next, the transparent flattening layer 100.
A lens material layer 102, which is a material of the on-chip microlens, is formed on the surface (see FIG. 12B). The lens material layer is made of heat-deformable resin such as photoresist.
【０００６】［工程−３０］次いで、受光部分１０に対
応して、従来のフォトリソグラフィ技術によってレンズ
材層１０２をパターニングする（図１２の（Ｃ）参
照）。[Step-30] Next, the lens material layer 102 corresponding to the light receiving portion 10 is patterned by a conventional photolithography technique (see FIG. 12C).
【０００７】［工程−４０］その後、加熱処理を施し、
パターニングされたレンズ材層１０２を変形（リフロ
ー）させて、受光部分１０の上に凸状のレンズ形状のレ
ンズ部１０４（オンチップマイクロレンズ）を形成する
（図１２の（Ｄ）参照）。[Step-40] After that, a heat treatment is performed,
The patterned lens material layer 102 is deformed (reflowed) to form a convex lens-shaped lens portion 104 (on-chip microlens) on the light receiving portion 10 (see (D) of FIG. 12).
【０００８】あるいは又、特開昭６４−１０６６６号公
報に開示されたオンチップマイクロレンズの作製方法
は、以下の工程から成る。尚、各工程を説明するための
固体撮像素子の模式的な一部断面図を図１３に示す。Alternatively, the method of manufacturing an on-chip microlens disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-10666 includes the following steps. Note that FIG. 13 shows a schematic partial cross-sectional view of the solid-state imaging device for explaining each step.
【０００９】［工程−１０Ａ］受光部分１０や電荷転送
部分（図示せず）が形成された固体撮像素子上に、平坦
化及び焦点距離調節用の透明平坦化層１００を形成す
る。かかる透明平坦化層１００は透明樹脂から構成さ
れ、固体撮像素子の凹凸の平坦化のために形成されてお
り、下地材料層に相当する。[Step-10A] A transparent flattening layer 100 for flattening and adjusting the focal length is formed on the solid-state image pickup device on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. The transparent flattening layer 100 is made of a transparent resin, is formed for flattening the unevenness of the solid-state image sensor, and corresponds to the base material layer.
【００１０】［工程−２０Ａ］次に、透明平坦化層１０
０の上に透明材料層１０６を形成する（図１３の（Ａ）
参照）。透明材料層１０６は、透明樹脂、酸化シリコ
ン、窒化シリコン等から構成することができる。透明材
料層１０６が、オンチップマイクロレンズの材料である
レンズ材層に相当する。[Step-20A] Next, the transparent flattening layer 10
0 to form a transparent material layer 106 (FIG. 13A).
reference). The transparent material layer 106 can be made of transparent resin, silicon oxide, silicon nitride, or the like. The transparent material layer 106 corresponds to the lens material layer that is the material of the on-chip microlens.
【００１１】［工程−３０Ａ］次に、透明材料層１０６
表面に熱変形樹脂層１０８を形成する（図１３の（Ｂ）
参照）。熱変形樹脂層１０８は、フォトレジスト等の熱
変形樹脂から成る。この熱変形樹脂層１０８は、透明材
料層１０６をレンズ状に加工するためのマスク層として
機能する。[Step-30A] Next, the transparent material layer 106.
A heat-deformable resin layer 108 is formed on the surface ((B) of FIG. 13).
reference). The heat deformable resin layer 108 is made of heat deformable resin such as photoresist. The heat-deformable resin layer 108 functions as a mask layer for processing the transparent material layer 106 into a lens shape.
【００１２】［工程−４０Ａ］次いで、受光部分１０に
対応して、従来のフォトリソグラフィ技術によって熱変
形樹脂層１０８をパターニングする（図１３の（Ｃ）参
照）。[Step-40A] Next, the heat-deformable resin layer 108 is patterned corresponding to the light receiving portion 10 by the conventional photolithography technique (see FIG. 13C).
【００１３】［工程−５０Ａ］その後、加熱処理を施
し、パターニングされた熱変形樹脂層１０８を変形（リ
フロー）させて、受光部分１０の上に凸状のレンズ形状
の熱変形樹脂層１０８Ａを形成する（図１３の（Ｄ）参
照）。[Step-50A] After that, heat treatment is applied to deform (reflow) the patterned heat-deformable resin layer 108 to form a convex lens-shaped heat-deformable resin layer 108A on the light receiving portion 10. (See (D) of FIG. 13).
【００１４】［工程−６０Ａ］次に、レンズ形状の熱変
形樹脂層１０８Ａをマスクとして、透明材料層１０６の
垂直方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、
例えば酸素を用いたリアクティブ・イオン・エッチング
（ＲＩＥ）等の異方性エッチングとすることができる。
これによって、透明材料層１０６は、レンズ形状の熱変
形樹脂層１０８Ａの形状を反映しながらエッチングされ
ていく。この状態を図１３の（Ｅ）に示す。熱変形樹脂
層１０８Ａの全部又は一部が除去され、透明材料層１０
６が所定の形状に加工された時点でエッチングを終了さ
せる。こうして、透明材料層１０６から成る凸状のレン
ズ形状を有するオンチップマイクロレンズが形成され
る。[Step-60A] Next, the transparent material layer 106 is selectively etched in the vertical direction by using the lens-shaped thermally deformable resin layer 108A as a mask. Etching
For example, anisotropic etching such as reactive ion etching (RIE) using oxygen can be used.
As a result, the transparent material layer 106 is etched while reflecting the shape of the lens-shaped heat-deformable resin layer 108A. This state is shown in FIG. All or part of the heat deformable resin layer 108A is removed, and the transparent material layer 10
The etching is terminated when 6 is processed into a predetermined shape. In this way, an on-chip microlens having a convex lens shape made of the transparent material layer 106 is formed.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】これらの方法において
は、［工程−４０］（図１２の（Ｄ）参照）あるいは
［工程−５０Ａ］（図１３の（Ｄ）参照）において、加
熱処理を施し、パターニングされたレンズ材層１０２あ
るいは熱変形樹脂層１０８（以下、レンズ材層等ともい
う）を変形（リフロー）させて、凸状のレンズ形状とす
る。この形状はレンズ材層等の表面張力に依存する。レ
ンズ材層等の加熱処理時、レンズ材層等が下地材料層あ
るいは透明材料層（以下、下地材料層等ともいう）上を
水平方向に滑り、レンズ材層等が凸状のレンズ形状とな
ったとき、レンズギャップが狭くなるという問題がある
（図１４の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。そして、最悪の場
合、隣接したレンズ材層等が重なり合い、レンズを形成
できないことすらある。この場合、固体撮像素子間に感
度のばらつきが生じる。In these methods, heat treatment is performed in [Step-40] (see (D) of FIG. 12) or [Step-50A] (see (D) of FIG. 13). Then, the patterned lens material layer 102 or the heat-deformable resin layer 108 (hereinafter, also referred to as a lens material layer or the like) is deformed (reflowed) to form a convex lens shape. This shape depends on the surface tension of the lens material layer or the like. During the heat treatment of the lens material layer or the like, the lens material layer or the like slides horizontally on the base material layer or the transparent material layer (hereinafter also referred to as the base material layer or the like), and the lens material layer or the like becomes a convex lens shape. Then, there is a problem that the lens gap becomes narrower (see (A) and (B) of FIG. 14). In the worst case, the adjacent lens material layers may overlap with each other and the lens may not be formed. In this case, variations in sensitivity occur between the solid-state image pickup devices.
【００１６】このレンズ材層等の滑り量は正確に制御す
ることが困難である。従って、レンズギャップを狭くす
ることには限界があり、ある程度レンズギャップを広く
設定せざるを得ない。その結果、集光率の高いオンチッ
プマイクロレンズを形成できないという問題が生じてい
る。It is difficult to accurately control the amount of slip of the lens material layer and the like. Therefore, there is a limit to narrowing the lens gap, and the lens gap must be set wide to some extent. As a result, there is a problem that an on-chip microlens having a high light collection rate cannot be formed.
【００１７】従って、本発明の第１の目的は、所望のレ
ンズギャップを有するオンチップマイクロレンズを備え
た固体撮像素子を提供することにある。Therefore, a first object of the present invention is to provide a solid-state image pickup device having an on-chip microlens having a desired lens gap.
【００１８】更に、本発明の第２の目的は、レンズ材層
等を変形（リフロー）させて凸状のレンズ形状とする場
合の下地材料層等上におけるレンズ材層の滑り量を正確
に制御し得るオンチップマイクロレンズの形成工程を含
む、固体撮像素子の作製方法を提供することにある。A second object of the present invention is to accurately control the amount of slippage of the lens material layer on the underlying material layer when the lens material layer or the like is deformed (reflowed) to form a convex lens shape. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device including a process of forming an on-chip microlens that can be performed.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】オンチップマイクロレン
ズが下地材料層表面に形成された、本発明の第１の態様
にかかる固体撮像素子は、上記第１の目的を達成するた
めに、オンチップマイクロレンズが形成された領域の外
側の下地材料層の部分に、溝が形成されていることを特
徴とする。In order to achieve the first object, a solid-state image sensor having an on-chip microlens formed on the surface of a base material layer is an on-chip type. A groove is formed in a portion of the base material layer outside the area where the microlens is formed.
【００２０】オンチップマイクロレンズを下地材料層表
面に形成された、本発明の第２の態様にかかる固体撮像
素子は、上記第１の目的を達成するために、オンチップ
マイクロレンズが形成された領域の外側の下地材料層の
部分に、突起が形成されていることを特徴とする。In order to achieve the first object, the solid-state image pickup device according to the second aspect of the present invention in which the on-chip microlens is formed on the surface of the underlying material layer, the on-chip microlens is formed. A protrusion is formed on a portion of the base material layer outside the region.
【００２１】オンチップマイクロレンズを下地材料層表
面に形成する、本発明の第１の態様にかかる固体撮像素
子の作製方法は、上記第２の目的を達成するために、下
地材料層表面に溝を形成する工程と、溝の部分を除く下
地材料層表面に、オンチップマイクロレンズの材料であ
るレンズ材層を形成する工程と、レンズ材層を加熱処理
して、オンチップマイクロレンズを形成する工程、から
成ることを特徴とする。In order to achieve the second object, the solid-state imaging device manufacturing method according to the first aspect of the present invention, in which the on-chip microlenses are formed on the surface of the base material layer, has a groove on the surface of the base material layer. And a step of forming a lens material layer which is a material of the on-chip microlens on the surface of the base material layer excluding the groove portion, and a heat treatment of the lens material layer to form an on-chip microlens. It is characterized by comprising a process.
【００２２】更に、オンチップマイクロレンズを下地材
料層表面に形成する、本発明の第２の態様にかかる固体
撮像素子の作製方法は、上記第２の目的を達成するため
に、下地材料層表面に突起を形成する工程と、突起の部
分を除く下地材料層表面に、オンチップマイクロレンズ
の材料であるレンズ材層を形成する工程と、レンズ材層
を加熱処理して、オンチップマイクロレンズを形成する
工程、から成ることを特徴とする。Furthermore, in order to achieve the second object, the method for producing a solid-state imaging device according to the second aspect of the present invention, in which the on-chip microlenses are formed on the surface of the base material layer, is used. A step of forming a protrusion on the surface of the base material layer excluding the protrusion, and a step of forming a lens material layer that is a material of the on-chip microlens on the surface of the base material layer. And a step of forming.
【００２３】あるいは又、オンチップマイクロレンズを
形成する、本発明の第３の態様にかかる固体撮像素子の
作製方法は、上記第２の目的を達成するために、固体撮
像素子上にオンチップマイクロレンズの材料であるレン
ズ材層を形成し、レンズ材層の表面に溝を形成する工程
と、溝の部分を除くレンズ材層の表面に熱変形樹脂層を
形成した後、熱変形樹脂層を加熱処理して熱変形樹脂層
の垂直方向断面形状をレンズ状とする工程と、熱変形樹
脂層及びレンズ材層をエッチングして、レンズ材層から
オンチップマイクロレンズを形成する工程、から成るこ
とを特徴とする。Alternatively, in order to achieve the second object, the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the third aspect of the present invention for forming the on-chip micro-lens has an on-chip micro-lens on the solid-state image sensor. The step of forming a lens material layer, which is the material of the lens, and forming a groove on the surface of the lens material layer, and after forming the heat-deformable resin layer on the surface of the lens material layer excluding the groove portion, the heat-deformable resin layer is formed. And a step of forming the on-chip microlens from the lens material layer by heating the heat deformable resin layer and the lens material layer to form a lens shape in the vertical cross-sectional shape of the heat deformable resin layer. Is characterized by.
【００２４】更に、オンチップマイクロレンズを形成す
る、本発明の第４の態様にかかる固体撮像素子の作製方
法は、上記第２の目的を達成するために、固体撮像素子
上にオンチップマイクロレンズの材料であるレンズ材層
を形成し、レンズ材層の表面に突起を形成する工程と、
突起の部分を除くレンズ材層表面に熱変形樹脂層を形成
した後、熱変形樹脂層を加熱処理して熱変形樹脂層の垂
直方向断面形状をレンズ状とする工程と、熱変形樹脂層
及びレンズ材層をエッチングして、レンズ材層からオン
チップマイクロレンズを形成する工程、から成ることを
特徴とする。Furthermore, in order to achieve the second object, the method for producing a solid-state image pickup device according to the fourth aspect of the present invention for forming an on-chip microlens has an on-chip microlens on the solid-state image pickup device. Forming a lens material layer which is a material of, and forming a protrusion on the surface of the lens material layer,
After the heat-deformable resin layer is formed on the surface of the lens material layer excluding the protrusions, the heat-deformable resin layer is heat-treated to make the vertical cross-sectional shape of the heat-deformable resin layer into a lens shape; Etching the lens material layer to form an on-chip microlens from the lens material layer.
【００２５】[0025]
【作用】本発明においては、溝又は突起が下地材料層あ
るいはレンズ材層に形成される。これによって、レンズ
材層あるいは熱変形樹脂層を加熱処理してリフローさせ
た時、下地材料層あるいはレンズ材層上でのレンズ材層
あるいは熱変形樹脂層の滑り量を正確に制御することが
できる。その結果、レンズギャップを正確に制御でき、
レンズギャップを従来より狭くすることが可能となる。In the present invention, the grooves or protrusions are formed in the base material layer or the lens material layer. Accordingly, when the lens material layer or the heat-deformable resin layer is heat-treated and reflowed, the amount of slippage of the lens material layer or the heat-deformable resin layer on the base material layer or the lens material layer can be accurately controlled. . As a result, the lens gap can be controlled accurately,
The lens gap can be made narrower than before.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明の固体撮像素子及びその作製方
法を、実施例に基づき、図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The solid-state image sensor and the method of manufacturing the same according to the present invention will be described below based on embodiments with reference to the drawings.
【００２７】（実施例−１）実施例−１の固体撮像素子
は、本発明の第１の態様にかかる固体撮像素子であり、
図１に模式的な一部断面図を示すように、オンチップマ
イクロレンズ３０が下地材料層２０表面に形成されてお
り、オンチップマイクロレンズを形成すべき領域の外側
の下地材料層の部分に、溝２６が形成されていることを
特徴とする。かかる実施例−１の固体撮像素子の作製方
法である本発明の第１の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法を、以下、図２を参照して説明する。(Example-1) The solid-state image sensor of Example-1 is the solid-state image sensor according to the first aspect of the present invention.
As shown in the schematic partial cross-sectional view of FIG. 1, the on-chip microlenses 30 are formed on the surface of the base material layer 20, and the on-chip microlenses are formed on the surface of the base material layer outside the region where the on-chip microlenses are to be formed. The groove 26 is formed. A method of manufacturing the solid-state image sensor according to the first aspect of the present invention, which is a method of manufacturing the solid-state image sensor of Example-1, will be described below with reference to FIG.
【００２８】［工程−１００］受光部分１０や電荷転送
部分（図示せず）が形成された固体撮像素子上に、固体
撮像素子の凹凸の平坦化及び焦点距離調節のための透明
な下地材料層２０を形成する（図２の（Ａ）参照）。下
地材料層２０は透明樹脂から構成されている。尚、カラ
ー固体撮像素子の場合には、固体撮像素子の表面と下地
材料層２０の間にカラーフィルターが形成される。[Step-100] A transparent base material layer for flattening the unevenness of the solid-state image sensor and adjusting the focal length on the solid-state image sensor having the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) formed thereon. 20 is formed (see FIG. 2A). The base material layer 20 is made of a transparent resin. In the case of a color solid-state image sensor, a color filter is formed between the surface of the solid-state image sensor and the underlying material layer 20.
【００２９】［工程−１１０］次に、下地材料層２０の
上にレジスト層２２を形成する。そして、通常のフォト
リソグラフィ技術によって、レジスト層２２に開口部２
４を形成する。開口部２４は、オンチップマイクロレン
ズを形成すべき領域の外側の部分に相当する下地材料層
上に形成される。その後、ＲＩＥ等の異方性エッチン
グ、あるいは等方性エッチングによって、開口部２４の
底部の下地材料層２０に溝２６を形成する（図２の
（Ｂ）参照）。[Step-110] Next, a resist layer 22 is formed on the base material layer 20. Then, the opening 2 is formed in the resist layer 22 by a normal photolithography technique.
4 is formed. The opening 24 is formed on the base material layer corresponding to the portion outside the region where the on-chip microlens is to be formed. After that, the groove 26 is formed in the base material layer 20 at the bottom of the opening 24 by anisotropic etching such as RIE or isotropic etching (see FIG. 2B).
【００３０】溝２６の幅は、例えば０．５μｍ程度ある
いはそれ以下の、概ねレンズギャップに等しくする。溝
２６の深さは数十ｎｍ程度でよい。溝２６の断面形状
は、矩形だけでなく、半円やＶ字等、任意の形状とする
ことができる。溝２６の縁部の平面形状は、形成すべき
オンチップマイクロレンズの平面形状と類似していれば
よく、例えば、矩形、多角形、角を丸めた矩形や多角
形、円形、楕円形等を例示することができる。その後、
レジスト層２２を除去する（図２の（Ｃ）参照）。この
下地材料層２０にレンズギャップに相当する溝２６を形
成する点が本発明の第１の態様の固体撮像素子の作製方
法の特徴である。The width of the groove 26 is, for example, about 0.5 μm or less, and is approximately equal to the lens gap. The depth of the groove 26 may be about several tens of nm. The cross-sectional shape of the groove 26 is not limited to a rectangle, but may be any shape such as a semicircle or a V shape. The planar shape of the edge of the groove 26 may be similar to the planar shape of the on-chip microlens to be formed, and may be, for example, a rectangle, a polygon, a rectangle with rounded corners, a polygon, a circle, an ellipse, or the like. It can be illustrated. afterwards,
The resist layer 22 is removed (see FIG. 2C). The point that the groove 26 corresponding to the lens gap is formed in the base material layer 20 is a feature of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the first aspect of the present invention.
【００３１】［工程−１２０］次に、下地材料層２０表
面にオンチップマイクロレンズの材料であるレンズ材層
２８を形成する。かかるレンズ材層は、フォトレジスト
等の熱変形樹脂から成る。[Step-120] Next, a lens material layer 28, which is a material of the on-chip microlens, is formed on the surface of the base material layer 20. The lens material layer is made of heat-deformable resin such as photoresist.
【００３２】［工程−１３０］次いで、受光部分１０に
対応して、従来のフォトリソグラフィ技術によってレン
ズ材層２８をパターニングする（図２の（Ｄ）参照）。
パターニングされたレンズ材層２８は、下地材料層２０
に形成された溝２６と溝２６の間の下地材料層２０上に
概ね残される。尚、レンズ材層２８の位置合わせずれを
考慮すると、溝２６と溝２６の間の下地材料層２０の幅
Ｗ1よりもレンズ材層２８の幅Ｗ2の方が若干狭いことが
望ましい。[Step-130] Next, the lens material layer 28 corresponding to the light receiving portion 10 is patterned by the conventional photolithography technique (see FIG. 2D).
The patterned lens material layer 28 is the base material layer 20.
Almost left on the underlying material layer 20 between the grooves 26 formed in the above. Considering the misalignment of the lens material layer 28, it is desirable that the width W 2 of the lens material layer 28 is slightly narrower than the width W 1 of the base material layer 20 between the grooves 26.
【００３３】［工程−１４０］その後、加熱処理を施
し、パターニングされたレンズ材層２８を変形（リフロ
ー）させて、レンズ材層２８から凸状のレンズ形状のオ
ンチップマイクロレンズ３０を受光部分１０の上に形成
する。こうして、図１に示す実施例−１の固体撮像素子
を作製することができる。[Step-140] Thereafter, heat treatment is performed to deform (reflow) the patterned lens material layer 28 to form a convex lens-shaped on-chip microlens 30 from the lens material layer 28 into the light receiving portion 10. To form on. In this way, the solid-state imaging device of Example-1 shown in FIG. 1 can be manufactured.
【００３４】下地材料層２０に溝２６を形成することに
よって、レンズ材層２８を加熱処理して変形させたと
き、レンズ材層２８の水平方向の滑りが溝２６によって
制限される。その結果、レンズギャップが溝２６の幅よ
り狭くなることを防止することができる。尚、溝２６に
公知の手段によって遮光膜を形成してもよい。遮光膜を
溝に形成することにより、電荷転送部分への光の洩れを
抑制することができる。By forming the groove 26 in the base material layer 20, the horizontal slippage of the lens material layer 28 is limited by the groove 26 when the lens material layer 28 is heated and deformed. As a result, it is possible to prevent the lens gap from becoming narrower than the width of the groove 26. A light shielding film may be formed in the groove 26 by a known means. By forming the light-shielding film in the groove, it is possible to prevent light from leaking to the charge transfer portion.
【００３５】次に、［工程−１００］から［工程−１４
０］にて説明した、本発明の第１の態様にかかる固体撮
像素子の作製方法の変形を、以下、図３を参照して説明
する。Next, from [step-100] to [step-14]
[0]] A modification of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the first aspect of the present invention described in [0] will be described below with reference to FIG.
【００３６】［工程−２００］［工程−１００］と同様
に、受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成さ
れた固体撮像素子上に、平坦化及び焦点距離調節のため
の透明な下地材料層２０を形成する（図２の（Ａ）参
照）。[Step-200] Similar to [Step-100], a transparent film for flattening and adjusting the focal length is formed on the solid-state image sensor on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. The base material layer 20 is formed (see FIG. 2A).
【００３７】［工程−２１０］次に、下地材料層２０の
上にレジスト層２２を形成する。そして、通常のフォト
リソグラフィ技術によって、レジスト層２２に開口部２
４を形成する。開口部２４は、オンチップマイクロレン
ズを形成すべき領域の部分に相当する下地材料層上に形
成される（図３の（Ａ）参照）。即ち、オンチップマイ
クロレンズを形成すべき領域の外側の部分に相当する下
地材料層２０上には、レジスト層２２が残される。その
後、レジスト層２２にて被覆されていない下地材料層２
０上に、即ち開口部２４内に、再度下地材料層２０Ａを
形成する（図３の（Ｂ）参照）。その後、レジスト層２
２を除去する（図３の（Ｃ）参照）。こうして、下地材
料層２０に溝２６が形成される。[Step-210] Next, a resist layer 22 is formed on the base material layer 20. Then, the opening 2 is formed in the resist layer 22 by a normal photolithography technique.
4 is formed. The opening 24 is formed on the base material layer corresponding to the region where the on-chip microlens is to be formed (see FIG. 3A). That is, the resist layer 22 is left on the base material layer 20 corresponding to the portion outside the region where the on-chip microlens is to be formed. After that, the base material layer 2 not covered with the resist layer 22
0, that is, in the opening 24, the base material layer 20A is formed again (see FIG. 3B). After that, the resist layer 2
2 is removed (see FIG. 3C). Thus, the groove 26 is formed in the base material layer 20.
【００３８】［工程−２２０］以降、下地材料層２０表
面にオンチップマイクロレンズの材料であるレンズ材層
２８を形成し、レンズ材層２８をパターニングした後、
レンズ材層２８に加熱処理を施し、オンチップマイクロ
レンズを形成する。これらの工程は、［工程−１２０］
〜［工程−１４０］と同様とすることができ、その詳細
な説明は省略する。[Step-220] After that, after forming the lens material layer 28 which is the material of the on-chip microlens on the surface of the base material layer 20 and patterning the lens material layer 28,
The lens material layer 28 is heat-treated to form an on-chip microlens. These steps are [Step-120].
To [Step-140], and detailed description thereof will be omitted.
【００３９】（実施例−２）実施例−２は本発明の第２
の態様にかかる固体撮像素子であり、図４の（Ａ）又は
（Ｂ）に模式的な一部断面図を示すように、オンチップ
マイクロレンズ３０が下地材料層２０表面に形成されて
おり、オンチップマイクロレンズを形成すべき領域の外
側の下地材料層の部分に、突起３２が形成されているこ
とを特徴とする。かかる実施例−２の固体撮像素子の作
製方法である本発明の第２の態様にかかる固体撮像素子
の作製方法を、以下、図５を参照して説明する。(Example-2) Example-2 is the second aspect of the present invention.
In the solid-state imaging device according to the aspect (1), the on-chip microlens 30 is formed on the surface of the base material layer 20 as shown in the schematic partial cross-sectional view of FIG. 4 (A) or (B), The protrusion 32 is formed on the portion of the base material layer outside the region where the on-chip microlens is to be formed. A method of manufacturing the solid-state image sensor according to the second aspect of the present invention, which is a method of manufacturing the solid-state image sensor of Example-2, will be described below with reference to FIG.
【００４０】［工程−３００］［工程−１００］と同様
に、受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成さ
れた固体撮像素子上に、平坦化及び焦点距離調節のため
の透明な下地材料層２０を形成する（図２の（Ａ）参
照）。[Step-300] Similar to [Step-100], a transparent film for flattening and adjusting the focal length is formed on the solid-state image sensor on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. The base material layer 20 is formed (see FIG. 2A).
【００４１】［工程−３１０］次に、下地材料層２０の
上にレジスト層２２を形成する。そして、通常のフォト
リソグラフィ技術によって、レジスト層２２に開口部２
４を形成する。開口部２４は、オンチップマイクロレン
ズを形成すべき領域の部分に相当する下地材料層上に形
成される（図５の（Ａ）参照）。即ち、オンチップマイ
クロレンズを形成すべき領域の外側の部分に相当する下
地材料層２０上には、レジスト層２２が残される。[Step-310] Next, a resist layer 22 is formed on the base material layer 20. Then, the opening 2 is formed in the resist layer 22 by a normal photolithography technique.
4 is formed. The opening 24 is formed on the base material layer corresponding to the area where the on-chip microlens is to be formed (see FIG. 5A). That is, the resist layer 22 is left on the base material layer 20 corresponding to the portion outside the region where the on-chip microlens is to be formed.
【００４２】その後、レジスト層２２にて被覆されてい
ない下地材料層２０を、ＲＩＥ等の異方性エッチング、
あるいは等方性エッチングによってエッチングし、下地
材料層２０に凹部を形成する（図５の（Ｂ）参照）。そ
の後、レジスト層２２を除去する。こうして、下地材料
層２０には突起３２が形成される（図５の（Ｃ）参
照）。突起３２の幅は、例えば０．５μｍ程度あるいは
それ以下の、概ねレンズギャップに等しくする。突起３
２の高さは数十ｎｍ程度でよい。突起３２の断面形状
は、矩形だけでなく、半円や台形等、任意の形状とする
ことができる。突起３２の縁部の平面形状は、形成すべ
きオンチップマイクロレンズの平面形状と類似していれ
ばよく、例えば、矩形、多角形、角を丸めた矩形や多角
形、円形、楕円形等を例示することができる。この下地
材料層２０にレンズギャップに相当する突起３２を形成
する点が本発明の第２の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法の特徴である。Thereafter, the underlying material layer 20 not covered with the resist layer 22 is subjected to anisotropic etching such as RIE,
Alternatively, isotropic etching is performed to form a recess in the base material layer 20 (see FIG. 5B). Then, the resist layer 22 is removed. Thus, the protrusion 32 is formed on the base material layer 20 (see FIG. 5C). The width of the protrusion 32 is, for example, about 0.5 μm or less, and is approximately equal to the lens gap. Protrusion 3
The height of 2 may be several tens of nm. The cross-sectional shape of the protrusion 32 is not limited to a rectangle, but can be any shape such as a semicircle or a trapezoid. The planar shape of the edge of the protrusion 32 may be similar to the planar shape of the on-chip microlens to be formed, and may be, for example, a rectangle, a polygon, a rectangle with rounded corners, a polygon, a circle, an ellipse, or the like. It can be illustrated. The feature of the solid-state imaging device manufacturing method according to the second aspect of the present invention is that the protrusions 32 corresponding to the lens gaps are formed on the base material layer 20.
【００４３】［工程−３２０］以降、下地材料層２０表
面にオンチップマイクロレンズの材料であるレンズ材層
２８を形成し、レンズ材層２８をパターニングした後
（図５の（Ｄ）参照）、レンズ材層２８に加熱処理を施
し、図４の（Ａ）又は（Ｂ）に示した実施例−２の固体
撮像素子を作製することができる。これらの工程は、
［工程−１２０］〜［工程−１４０］と同様とすること
ができ、その詳細な説明は省略する。[Step-320] After that, after forming the lens material layer 28 which is the material of the on-chip microlens on the surface of the base material layer 20 and patterning the lens material layer 28 (see FIG. 5D). By subjecting the lens material layer 28 to heat treatment, the solid-state imaging device of Example-2 shown in FIG. 4A or 4B can be manufactured. These steps are
It can be the same as [Step-120] to [Step-140], and detailed description thereof will be omitted.
【００４４】下地材料層２０に突起３２を形成すること
によって、レンズ材層２８を加熱処理して変形させたと
き、レンズ材層２８の水平方向の滑りが突起３２によっ
て制限される。その結果、レンズギャップが突起３２の
幅より狭くなることを防止することができる。尚、突起
３２の頂面に公知の手段によって遮光膜を形成してもよ
い。遮光膜を突起の頂面に形成することにより、電荷転
送部分への光の洩れを抑制することができる。By forming the protrusions 32 on the base material layer 20, when the lens material layer 28 is heated and deformed, the protrusions 32 limit the horizontal sliding of the lens material layer 28. As a result, it is possible to prevent the lens gap from becoming narrower than the width of the protrusion 32. A light-shielding film may be formed on the top surface of the protrusion 32 by a known means. By forming the light-shielding film on the top surface of the protrusion, it is possible to prevent light from leaking to the charge transfer portion.
【００４５】次に、［工程−３００］から［工程−３２
０］にて説明した、本発明の第２の態様にかかる固体撮
像素子の作製方法の変形を、以下、図６を参照して説明
する。Next, from [Step-300] to [Step-32]
[0], the modification of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the second aspect of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００４６】［工程−４００］［工程−１００］と同様
に、受光部分１０や電荷転送部分（図示せず）が形成さ
れた固体撮像素子上に、平坦化及び焦点距離調節のため
の透明な下地材料層２０を形成する（図２の（Ａ）参
照）。[Step-400] Similar to [Step-100], a transparent film for flattening and adjusting the focal length is formed on the solid-state image sensor on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. The base material layer 20 is formed (see FIG. 2A).
【００４７】［工程−４１０］次に、下地材料層２０の
上にレジスト層２２を形成する（図６の（Ａ）参照）。
そして、通常のフォトリソグラフィ技術によって、レジ
スト層２２から突起３２を形成する（図６の（Ｂ）参
照）。尚、このレジスト層２２は、後の工程でレンズ材
層２８を加熱処理したとき、変形しない材料とする。[Step-410] Next, a resist layer 22 is formed on the base material layer 20 (see FIG. 6A).
Then, the protrusions 32 are formed from the resist layer 22 by a normal photolithography technique (see FIG. 6B). The resist layer 22 is a material that does not deform when the lens material layer 28 is heat-treated in a later step.
【００４８】［工程−４２０］以降、下地材料層２０表
面にオンチップマイクロレンズの材料であるレンズ材層
２８を形成し、レンズ材層２８をパターニングした後、
レンズ材層２８に加熱処理を施し、オンチップマイクロ
レンズを形成する。これらの工程は、［工程−１２０］
〜［工程−１４０］と同様とすることができ、その詳細
な説明は省略する。[Step-420] After that, after forming the lens material layer 28 which is the material of the on-chip microlens on the surface of the base material layer 20 and patterning the lens material layer 28,
The lens material layer 28 is heat-treated to form an on-chip microlens. These steps are [Step-120].
To [Step-140], and detailed description thereof will be omitted.
【００４９】特開昭６４−１０６６６号公報に開示され
た固体撮像素子の作製方法に本発明の方法を適用するこ
とができる。以下、特開昭６４−１０６６６号公報に開
示された固体撮像素子の作製方法を改良した、本発明の
第３の態様にかかる固体撮像素子の作製方法を、図７を
参照して説明する。The method of the present invention can be applied to the method for producing a solid-state image pickup device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-10666. Hereinafter, a method for manufacturing a solid-state image sensor according to a third aspect of the present invention, which is an improvement of the method for manufacturing a solid-state image sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-10666, will be described with reference to FIG.
【００５０】［工程−５００］受光部分１０や電荷転送
部分（図示せず）が形成された固体撮像素子上に、固体
撮像素子の凹凸の平坦化及び焦点距離調節のための透明
平坦化層４０を形成する。かかる透明平坦化層４０は透
明樹脂から構成されている。また、カラー固体撮像素子
の場合には、透明平坦化層４０の上にカラーフィルター
が形成される。[Step-500] A transparent flattening layer 40 for flattening the unevenness of the solid-state image pickup element and adjusting the focal length on the solid-state image pickup element on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. To form. The transparent flattening layer 40 is made of transparent resin. In the case of a color solid-state image sensor, a color filter is formed on the transparent flattening layer 40.
【００５１】［工程−５１０］次に、透明平坦化層４０
の上に透明材料から成るレンズ材層４２を形成する（図
７の（Ａ）参照）。レンズ材層４２は、透明樹脂、酸化
シリコン、窒化シリコン等から構成することができる。
レンズ材層４２はオンチップマイクロレンズの材料であ
る。[Step-510] Next, the transparent flattening layer 40.
A lens material layer 42 made of a transparent material is formed thereon (see FIG. 7A). The lens material layer 42 can be made of transparent resin, silicon oxide, silicon nitride, or the like.
The lens material layer 42 is a material for an on-chip microlens.
【００５２】［工程−５２０］次に、レンズ材層４２の
上にレジスト層２２を形成する。そして、通常のフォト
リソグラフィ技術によって、レジスト層２２に開口部２
４を形成する。開口部２４は、オンチップマイクロレン
ズを形成すべき領域の外側の部分に相当するレンズ材層
４２上に形成される。その後、ＲＩＥ等の異方性エッチ
ング、あるいは等方性エッチングによって、開口部２４
の底部のレンズ材層４２に溝２６を形成する（図７の
（Ｂ）参照）。[Step-520] Next, a resist layer 22 is formed on the lens material layer 42. Then, the opening 2 is formed in the resist layer 22 by a normal photolithography technique.
4 is formed. The opening 24 is formed on the lens material layer 42 corresponding to a portion outside the region where the on-chip microlens is to be formed. After that, the opening 24 is formed by anisotropic etching such as RIE or isotropic etching.
The groove 26 is formed in the lens material layer 42 at the bottom (see FIG. 7B).
【００５３】溝２６の幅は、例えば０．５μｍ程度ある
いはそれ以下の、概ねレンズギャップに等しくする。溝
２６の深さは数十ｎｍ程度でよい。溝２６の断面形状
は、矩形だけでなく、半円やＶ字等、任意の形状とする
ことができる。溝２６の縁部の平面形状は、形成すべき
オンチップマイクロレンズの平面形状と類似していれば
よく、例えば、矩形、多角形、角を丸めた矩形や多角
形、円形、楕円形等を例示することができる。その後、
レジスト層２２を除去する（図７の（Ｃ）参照）。この
レンズ材層４２にレンズギャップに相当する溝２６を形
成する点が本発明の第３の態様にかかる固体撮像素子の
作製方法の特徴である。The width of the groove 26 is, for example, about 0.5 μm or less, and is approximately equal to the lens gap. The depth of the groove 26 may be about several tens of nm. The cross-sectional shape of the groove 26 is not limited to a rectangle, but may be any shape such as a semicircle or a V shape. The planar shape of the edge of the groove 26 may be similar to the planar shape of the on-chip microlens to be formed, and may be, for example, a rectangle, a polygon, a rectangle with rounded corners, a polygon, a circle, an ellipse, or the like. It can be illustrated. afterwards,
The resist layer 22 is removed (see FIG. 7C). The point that the groove 26 corresponding to the lens gap is formed in the lens material layer 42 is a feature of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the third aspect of the present invention.
【００５４】［工程−５３０］次に、レンズ材層４２表
面に熱変形樹脂層４４を形成する。熱変形樹脂層４４
は、フォトレジスト等の熱変形樹脂から成る。この熱変
形樹脂層４４は、レンズ材層４２をレンズ状に加工する
ためのマスク層として機能する。[Step-530] Next, the heat deformable resin layer 44 is formed on the surface of the lens material layer 42. Heat deformable resin layer 44
Is made of heat-deformable resin such as photoresist. The heat deformable resin layer 44 functions as a mask layer for processing the lens material layer 42 into a lens shape.
【００５５】［工程−５４０］次いで、受光部分１０に
対応して、従来のフォトリソグラフィ技術によって熱変
形樹脂層４４をパターニングする（図８の（Ａ）参
照）。[Step-540] Next, the heat-deformable resin layer 44 corresponding to the light-receiving portion 10 is patterned by the conventional photolithography technique (see FIG. 8A).
【００５６】［工程−５５０］その後、加熱処理を施
し、パターニングされた熱変形樹脂層４４を変形（リフ
ロー）させて、受光部分１０の上に、垂直方向断面形状
が凸状のレンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａを形成する
（図８の（Ｂ）参照）。[Step-550] After that, heat treatment is performed to deform (reflow) the patterned heat-deformable resin layer 44, and heat of the lens shape having a convex vertical sectional shape is formed on the light receiving portion 10. The deformed resin layer 44A is formed (see FIG. 8B).
【００５７】［工程−５６０］次に、レンズ形状の熱変
形樹脂層４４Ａをマスクとして、レンズ材層４２の垂直
方向の選択的なエッチングを行う。エッチングは、例え
ば酸素を用いたＲＩＥ等の異方性エッチングとすること
ができる。これによって、レンズ材層４２は、レンズ形
状の熱変形樹脂層４４Ａの形状を反映しながらエッチン
グされていく。この状態を図８の（Ｃ）に示す。熱変形
樹脂層４４Ａの全部又は一部が除去され、レンズ材層４
２が所望の形状に加工された時点でエッチングを終了さ
せる。こうして、レンズ材層４２からオンチップマイク
ロレンズが作製される。例えば、熱変形樹脂層４４Ａと
レンズ材層４２のエッチングレートの比を１：１とした
場合、レンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａの形状が、忠実
にレンズ材層４２に転写される。尚、エッチングレート
の比は１：１以外であってもよい。こうして、オンチッ
プマイクロレンズを備えた固体撮像素子が作製される。[Step-560] Next, the lens material layer 42 is selectively etched in the vertical direction by using the lens-shaped thermally deformable resin layer 44A as a mask. The etching can be anisotropic etching such as RIE using oxygen. As a result, the lens material layer 42 is etched while reflecting the shape of the lens-shaped thermally deformable resin layer 44A. This state is shown in FIG. All or part of the heat deformable resin layer 44A is removed, and the lens material layer 4
The etching is terminated when 2 is processed into a desired shape. In this way, an on-chip microlens is manufactured from the lens material layer 42. For example, when the etching rate ratio between the heat-deformable resin layer 44A and the lens material layer 42 is 1: 1, the shape of the lens-shaped heat-deformable resin layer 44A is faithfully transferred to the lens material layer 42. The etching rate ratio may be other than 1: 1. In this way, a solid-state image sensor having an on-chip microlens is manufactured.
【００５８】次に、［工程−５００］から［工程−５６
０］にて説明した、本発明の第３の態様にかかる固体撮
像素子の作製方法の変形を、以下、図９を参照して説明
する。[Step-500] to [Step-56]
[0], the modification of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the third aspect of the present invention will be described below with reference to FIG. 9.
【００５９】［工程−６００］［工程−５００］及び
［工程−５１０］と同様に、受光部分１０や電荷転送部
分（図示せず）が形成された固体撮像素子上に、平坦化
及び焦点距離調節のための透明平坦化層４０及びレンズ
材層４２を形成する。Similar to [Step-600], [Step-500], and [Step-510], the flattening and the focal length are performed on the solid-state image sensor on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. A transparent flattening layer 40 and a lens material layer 42 for adjustment are formed.
【００６０】［工程−６１０］次に、レンズ材層４２の
上にレジスト層２２を形成する。そして、通常のフォト
リソグラフィ技術によって、レジスト層２２に開口部２
４を形成する。開口部２４は、オンチップマイクロレン
ズを形成すべき領域の部分に相当するレンズ材層４２上
に形成される（図９の（Ａ）参照）。即ち、オンチップ
マイクロレンズを形成すべき領域の外側の部分に相当す
るレンズ材層４２上には、レジスト層２２が残される。
その後、レジスト層２２にて被覆されていないレンズ材
層４２上に、即ち開口部２４内に、再度レンズ材層４２
Ａを形成する（図９の（Ｂ）参照）。その後、レジスト
層２２を除去する（図９の（Ｃ）参照）。こうして、レ
ンズ材層４２に溝２６が形成される。[Step-610] Next, a resist layer 22 is formed on the lens material layer 42. Then, the opening 2 is formed in the resist layer 22 by a normal photolithography technique.
4 is formed. The opening 24 is formed on the lens material layer 42 corresponding to the portion of the region where the on-chip microlens is to be formed (see FIG. 9A). That is, the resist layer 22 is left on the lens material layer 42 corresponding to the portion outside the region where the on-chip microlens is to be formed.
Then, the lens material layer 42 is again formed on the lens material layer 42 not covered with the resist layer 22, that is, in the opening 24.
A is formed (see FIG. 9B). After that, the resist layer 22 is removed (see FIG. 9C). Thus, the groove 26 is formed in the lens material layer 42.
【００６１】［工程−６２０］以降、レンズ材層４２表
面に熱変形樹脂層４４を形成し、熱変形樹脂層４４をパ
ターニングした後、熱変形樹脂層４４を変形（リフロ
ー）させて、レンズ材層４２の上に、垂直方向断面形状
がレンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａを形成する。次に、
レンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａをマスクとして、レン
ズ材層４２の垂直方向の選択的なエッチングを行い、オ
ンチップマイクロレンズを形成する。これらの工程は、
［工程−５３０］〜［工程−５６０］と同様であり、詳
細な説明は省略する。[Step-620] After that, the heat-deformable resin layer 44 is formed on the surface of the lens material layer 42, the heat-deformable resin layer 44 is patterned, and then the heat-deformable resin layer 44 is deformed (reflow) to obtain the lens material. On the layer 42, a heat-deformable resin layer 44A having a lens-shaped vertical cross-sectional shape is formed. next,
Using the lens-shaped heat-deformable resin layer 44A as a mask, the lens material layer 42 is selectively etched in the vertical direction to form an on-chip microlens. These steps are
Since it is the same as [Step-530] to [Step-560], detailed description thereof will be omitted.
【００６２】次に、特開昭６４−１０６６６号公報に開
示された固体撮像素子の作製方法を改良した、本発明の
第４の態様にかかる固体撮像素子の作製方法を、図１０
を参照して説明する。Next, a method for manufacturing a solid-state image sensor according to a fourth embodiment of the present invention, which is an improvement of the method for manufacturing a solid-state image sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-10666, will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to.
【００６３】［工程−７００］［工程−５００］及び
［工程−５１０］と同様に、受光部分１０や電荷転送部
分（図示せず）が形成された固体撮像素子上に、平坦化
及び焦点距離調節のための透明平坦化層４０及びレンズ
材層４２を形成する。[Step-700] Similar to [Step-500] and [Step-510], the flattening and the focal length are performed on the solid-state image pickup device on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. A transparent flattening layer 40 and a lens material layer 42 for adjustment are formed.
【００６４】［工程−７１０］次に、レンズ材層４２の
上にレジスト層２２を形成する。そして、通常のフォト
リソグラフィ技術によって、レジスト層２２に開口部２
４を形成する。開口部２４は、オンチップマイクロレン
ズを形成すべき領域の部分に相当するレンズ材層４２上
に形成される（図１０の（Ａ）参照）。即ち、オンチッ
プマイクロレンズを形成すべき領域の外側の部分に相当
するレンズ材層４２上には、レジスト層２２が残され
る。[Step-710] Next, the resist layer 22 is formed on the lens material layer 42. Then, the opening 2 is formed in the resist layer 22 by a normal photolithography technique.
4 is formed. The opening 24 is formed on the lens material layer 42 corresponding to the portion of the region where the on-chip microlens is to be formed (see FIG. 10A). That is, the resist layer 22 is left on the lens material layer 42 corresponding to the portion outside the region where the on-chip microlens is to be formed.
【００６５】その後、レジスト層２２にて被覆されてい
ないレンズ材層４２を、ＲＩＥ等の異方性エッチング、
あるいは等方性エッチングによってエッチングし、レン
ズ材層４２に凹部を形成する（図１０の（Ｂ）参照）。
その後、レジスト層２２を除去する。こうして、レンズ
材層４２には突起３２が形成される（図１０の（Ｃ）参
照）。突起３２の幅は、例えば０．５μｍ程度あるいは
それ以下の、概ねレンズギャップに等しくする。突起３
２の高さは数十ｎｍ程度でよい。突起３２の断面形状
は、矩形だけでなく、半円や台形等、任意の形状とする
ことができる。突起３２の縁部の平面形状は、形成すべ
きオンチップマイクロレンズの平面形状と類似していれ
ば、例えば、矩形、多角形、角を丸めた矩形や多角形、
円形、楕円形等を例示することができる。このレンズ材
層４２にレンズギャップに相当する突起３２を形成する
点が本発明の第４の態様にかかる固体撮像素子の作製方
法の特徴である。Then, the lens material layer 42 not covered with the resist layer 22 is subjected to anisotropic etching such as RIE,
Alternatively, it is etched by isotropic etching to form a recess in the lens material layer 42 (see FIG. 10B).
Then, the resist layer 22 is removed. Thus, the protrusion 32 is formed on the lens material layer 42 (see FIG. 10C). The width of the protrusion 32 is, for example, about 0.5 μm or less, and is approximately equal to the lens gap. Protrusion 3
The height of 2 may be several tens of nm. The cross-sectional shape of the protrusion 32 is not limited to a rectangle, but can be any shape such as a semicircle or a trapezoid. If the planar shape of the edge of the protrusion 32 is similar to the planar shape of the on-chip microlens to be formed, for example, a rectangle, a polygon, a rectangle with rounded corners or a polygon,
A circular shape, an elliptical shape, etc. can be exemplified. The point that the protrusion 32 corresponding to the lens gap is formed on the lens material layer 42 is a feature of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the fourth aspect of the present invention.
【００６６】［工程−７２０］以降、レンズ材層４２表
面に熱変形樹脂層４４を形成し、熱変形樹脂層４４をパ
ターニングした後、熱変形樹脂層４４を変形（リフロ
ー）させて、レンズ材層４２の上に、垂直方向断面形状
が凸状のレンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａを形成する。
次に、レンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａをマスクとし
て、レンズ材層４２の垂直方向の選択的なエッチングを
行い、オンチップマイクロレンズを形成する。これらの
工程は、［工程−５３０］〜［工程−５６０］と同様で
あり、詳細な説明は省略する。[Step-720] After that, the heat-deformable resin layer 44 is formed on the surface of the lens material layer 42, the heat-deformable resin layer 44 is patterned, and then the heat-deformable resin layer 44 is deformed (reflow) to obtain the lens material. On the layer 42, a heat-deformable resin layer 44A having a lens shape whose vertical cross-sectional shape is convex is formed.
Next, using the lens-shaped heat-deformable resin layer 44A as a mask, the lens material layer 42 is selectively etched in the vertical direction to form an on-chip microlens. These steps are the same as [Step-530] to [Step-560], and detailed description thereof will be omitted.
【００６７】次に、［工程−７００］から［工程−７２
０］にて説明した、本発明の第４の態様にかかる固体撮
像素子の作製方法の変形を、以下、図１１を参照して説
明する。[Step-700] to [Step-72]
[0]], a modification of the method for manufacturing a solid-state image sensor according to the fourth aspect of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００６８】［工程−８００］［工程−５００］及び
［工程−５１０］と同様に、受光部分１０や電荷転送部
分（図示せず）が形成された固体撮像素子上に、平坦化
及び焦点距離調節のための透明平坦化層４０及びレンズ
材層４２を形成する。Similar to [Step-800], [Step-500], and [Step-510], the flattening and the focal length are performed on the solid-state image sensor on which the light receiving portion 10 and the charge transfer portion (not shown) are formed. A transparent flattening layer 40 and a lens material layer 42 for adjustment are formed.
【００６９】［工程−８１０］次に、レンズ材層４２の
上にレジスト層２２を形成する（図１１の（Ａ）参
照）。そして、通常のフォトリソグラフィ技術によっ
て、レジスト層２２から突起３２を形成する（図１１の
（Ｂ）参照）。尚、このレジスト層２２は、後の工程で
レンズ材層２８を加熱処理したとき、変形しない材料と
する。[Step-810] Next, the resist layer 22 is formed on the lens material layer 42 (see FIG. 11A). Then, the projections 32 are formed from the resist layer 22 by a normal photolithography technique (see FIG. 11B). The resist layer 22 is a material that does not deform when the lens material layer 28 is heat-treated in a later step.
【００７０】［工程−８２０］以降、レンズ材層４２表
面に熱変形樹脂層４４を形成し、熱変形樹脂層４４をパ
ターニングした後、熱変形樹脂層４４を変形（リフロ
ー）させて、レンズ材層４２の上に、垂直方向断面形状
が凸状のレンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａを形成する。
次に、レンズ形状の熱変形樹脂層４４Ａをマスクとし
て、レンズ材層４２の垂直方向の選択的なエッチングを
行い、オンチップマイクロレンズを形成する。これらの
工程は、［工程−５３０］〜［工程−５６０］と同様で
あり、詳細な説明は省略する。[Step-820] After that, the heat-deformable resin layer 44 is formed on the surface of the lens material layer 42, the heat-deformable resin layer 44 is patterned, and then the heat-deformable resin layer 44 is deformed (reflow) to obtain the lens material. On the layer 42, a heat-deformable resin layer 44A having a lens shape whose vertical cross-sectional shape is convex is formed.
Next, using the lens-shaped heat-deformable resin layer 44A as a mask, the lens material layer 42 is selectively etched in the vertical direction to form an on-chip microlens. These steps are the same as [Step-530] to [Step-560], and detailed description thereof will be omitted.
【００７１】[0071]
【発明の効果】本発明においては、レンズ材層あるいは
熱変形材料層に加熱処理を施し、リフローさせる際、レ
ンズ材層あるいは熱変形材料層の水平方向の滑り量を正
確に制御することができる。従って、所望のレンズギャ
ップを容易に得ることができ、固体撮像素子の製造歩留
まりの向上を図ることができる。According to the present invention, when the lens material layer or the heat-deformable material layer is heat-treated and reflowed, the amount of sliding of the lens material layer or the heat-deformable material layer in the horizontal direction can be accurately controlled. . Therefore, the desired lens gap can be easily obtained, and the manufacturing yield of the solid-state imaging device can be improved.
【００７２】また、レンズギャップのマージンを少なく
することができ、固体撮像素子の感度を高めることがで
きる。Further, the margin of the lens gap can be reduced, and the sensitivity of the solid-state image pickup device can be increased.
【図１】本発明の第１の態様にかかる固体撮像素子の模
式的な一部断面図である。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state imaging device according to a first aspect of the present invention.
【図２】本発明の第１の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法の各工程を説明するための、固体撮像素子の模式
的な一部断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the first aspect of the present invention.
【図３】本発明の第１の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法を変形した方法の各工程を説明するための、固体
撮像素子の模式的な一部断面図である。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of a method obtained by modifying the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the first aspect of the present invention.
【図４】本発明の第１の態様にかかる固体撮像素子の模
式的な一部断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of the solid-state imaging device according to the first aspect of the present invention.
【図５】本発明の第２の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法の各工程を説明するための、固体撮像素子の模式
的な一部断面図である。FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the second aspect of the present invention.
【図６】本発明の第２の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法を変形した方法の各工程を説明するための、固体
撮像素子の模式的な一部断面図である。FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of a method obtained by modifying the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the second aspect of the present invention.
【図７】本発明の第３の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法の各工程を説明するための、固体撮像素子の模式
的な一部断面図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the third aspect of the present invention.
【図８】図７に引き続き、本発明の第３の態様にかかる
固体撮像素子の作製方法の各工程を説明するための、固
体撮像素子の模式的な一部断面図である。FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of the solid-state image sensor, for explaining each step of the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the third aspect of the present invention, following FIG. 7;
【図９】本発明の第３の態様にかかる固体撮像素子の作
製方法を変形した方法の各工程を説明するための、固体
撮像素子の模式的な一部断面図である。FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state imaging device for explaining each step of a method obtained by modifying the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the third aspect of the present invention.
【図１０】本発明の第４の態様にかかる固体撮像素子の
作製方法の各工程を説明するための、固体撮像素子の模
式的な一部断面図である。FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state imaging device for explaining each step of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the fourth aspect of the present invention.
【図１１】本発明の第４の態様にかかる固体撮像素子の
作製方法を変形した方法の各工程を説明するための、固
体撮像素子の模式的な一部断面図である。FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of a method obtained by modifying the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the fourth aspect of the present invention.
【図１２】従来の固体撮像素子の作製方法の各工程を説
明するための、固体撮像素子の模式的な一部断面図であ
る。FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of a conventional method for manufacturing a solid-state image sensor.
【図１３】従来の固体撮像素子の別の作製方法の各工程
を説明するための、固体撮像素子の模式的な一部断面図
である。FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state image sensor for explaining each step of another conventional method for manufacturing a solid-state image sensor.
【図１４】従来の固体撮像素子の作製方法における問題
点を説明するための、固体撮像素子の模式的な一部断面
図である。FIG. 14 is a schematic partial cross-sectional view of a solid-state imaging device for explaining problems in a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device.
【符号の説明】 １０ 受光部分 ２０ 下地材料層 ２２ レジスト層 ２４ 開口部 ２６ 溝 ２８ レンズ材層 ３０ オンチップマイクロレンズ ３２ 突起 ４０ 透明平坦化層 ４２，４２Ａ レンズ材層 ４４ 熱変形樹脂層 ４４Ａ レンズ形状の熱変形樹脂層 １００ 透明平坦化層 １０２ レンズ材層 １０４ レンズ部 １０６ 透明材料層 １０８ 熱変形樹脂層 １０８Ａ レンズ形状の熱変形樹脂層[Explanation of reference numerals] 10 light receiving portion 20 base material layer 22 resist layer 24 opening 26 groove 28 lens material layer 30 on-chip microlens 32 protrusion 40 transparent flattening layer 42, 42A lens material layer 44 heat deformable resin layer 44A lens shape Heat-deformable resin layer 100 transparent flattening layer 102 lens material layer 104 lens portion 106 transparent material layer 108 heat-deformable resin layer 108A lens-shaped heat-deformable resin layer
Claims (6)
面に形成された固体撮像素子であって、 オンチップマイクロレンズが形成された領域の外側の下
地材料層の部分に、溝が形成されていることを特徴とす
る固体撮像素子。1. A solid-state imaging device having an on-chip microlens formed on a surface of a base material layer, wherein a groove is formed at a portion of the base material layer outside an area where the on-chip microlens is formed. A solid-state image sensor characterized by the above.
料層表面に形成された固体撮像素子であって、 オンチップマイクロレンズが形成された領域の外側の下
地材料層の部分に、突起が形成されていることを特徴と
する固体撮像素子。2. A solid-state imaging device having a lens on-chip microlens formed on a surface of a base material layer, wherein a protrusion is formed on a part of the base material layer outside an area where the on-chip microlens is formed. A solid-state image sensor characterized in that
面に形成する、固体撮像素子の作製方法であって、 下地材料層表面に溝を形成する工程と、 溝の部分を除く該下地材料層表面に、オンチップマイク
ロレンズの材料であるレンズ材層を形成する工程と、 該レンズ材層を加熱処理して、オンチップマイクロレン
ズを形成する工程、 から成ることを特徴とする固体撮像素子の作製方法。3. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising forming an on-chip microlens on a surface of a base material layer, the method comprising forming a groove on the surface of the base material layer, and the surface of the base material layer excluding a groove portion. And a step of forming a lens material layer, which is a material of the on-chip microlens, and a step of heat-treating the lens material layer to form an on-chip microlens. Method.
面に形成する、固体撮像素子の作製方法であって、 下地材料層表面に突起を形成する工程と、 突起の部分を除く該下地材料層表面に、オンチップマイ
クロレンズの材料であるレンズ材層を形成する工程と、 該レンズ材層を加熱処理して、オンチップマイクロレン
ズを形成する工程、 から成ることを特徴とする固体撮像素子の作製方法。4. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising forming an on-chip microlens on the surface of a base material layer, the method comprising: forming a protrusion on the surface of the base material layer; And a step of forming a lens material layer, which is a material of the on-chip microlens, and a step of heat-treating the lens material layer to form an on-chip microlens. Method.
体撮像素子の作製方法であって、 固体撮像素子上にオンチップマイクロレンズの材料であ
るレンズ材層を形成し、該レンズ材層の表面に溝を形成
する工程と、 溝の部分を除く該レンズ材層の表面に熱変形樹脂層を形
成した後、該熱変形樹脂層を加熱処理して熱変形樹脂層
の垂直方向断面形状をレンズ状とする工程と、 該熱変形樹脂層及びレンズ材層をエッチングして、レン
ズ材層からオンチップマイクロレンズを形成する工程、 から成ることを特徴とする固体撮像素子の作製方法。5. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising forming an on-chip microlens, comprising forming a lens material layer which is a material of the on-chip microlens on the solid-state imaging device, and forming a lens material layer on the surface of the lens material layer. The step of forming the groove, and after forming the heat-deformable resin layer on the surface of the lens material layer excluding the groove portion, heat-treat the heat-deformable resin layer to form a vertical cross-sectional shape of the heat-deformable resin layer into a lens shape. And a step of etching the heat-deformable resin layer and the lens material layer to form an on-chip microlens from the lens material layer.
体撮像素子の作製方法であって、 固体撮像素子上にオンチップマイクロレンズの材料であ
るレンズ材層を形成し、該レンズ材層の表面に突起を形
成する工程と、 突起の部分を除く該レンズ材層表面に熱変形樹脂層を形
成した後、該熱変形樹脂層を加熱処理して熱変形樹脂層
の垂直方向断面形状をレンズ状とする工程と、 該熱変形樹脂層及びレンズ材層をエッチングして、レン
ズ材層からオンチップマイクロレンズを形成する工程、 から成ることを特徴とする固体撮像素子の作製方法。6. A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising forming an on-chip microlens, comprising forming a lens material layer which is a material of the on-chip microlens on the solid-state imaging device, and forming a lens material layer on a surface of the lens material layer. The step of forming the protrusion, and after forming the heat-deformable resin layer on the surface of the lens material layer excluding the protrusion portion, heat-treat the heat-deformable resin layer to make the vertical cross-sectional shape of the heat-deformable resin layer into a lens shape. And a step of etching the heat-deformable resin layer and the lens material layer to form an on-chip microlens from the lens material layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4305955A JPH06132505A (en) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Soilid-state image sensing element and manufacture thereofr |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4305955A JPH06132505A (en) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Soilid-state image sensing element and manufacture thereofr |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH06132505A true JPH06132505A (en) | 1994-05-13 |
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ID=17951310
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132505A (en) |
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- 1992-10-21 JP JP4305955A patent/JPH06132505A/en active Pending
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