JPH1098173A - オンチップマイクロレンズの形成方法 - Google Patents
オンチップマイクロレンズの形成方法Info
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- JPH1098173A JPH1098173A JP8252539A JP25253996A JPH1098173A JP H1098173 A JPH1098173 A JP H1098173A JP 8252539 A JP8252539 A JP 8252539A JP 25253996 A JP25253996 A JP 25253996A JP H1098173 A JPH1098173 A JP H1098173A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｈ方向とＶ方向との焦点距離を独立して制御
可能とし、平面視略長方形でも理想的な集光状態が得ら
れるオンチップマイクロレンズを形成できるようにす
る。 【解決手段】 光電変換を行う受光部２の受光面２ａ上
に平坦化透光層３を介してオンチップマイクロレンズ６
を形成する固体撮像素子用のオンチップマイクロレンズ
６の形成方法において、まず平坦化透光層３上に感光性
の透光樹脂層４を形成し、透光樹脂層４を露光・現像す
ることにより、横辺と縦辺とからなる平面視略矩形の透
光樹脂パターン５を形成する。この工程には、上記横辺
を形成するための第１露光と、上記縦辺を形成するため
の第２露光とが備えられており、かつこれら第１露光と
第２露光とがそれぞれ別に行われる。次いで、形成され
た透光樹脂パターン５を熱処理してオンチップマイクロ
レンズ６を得る。
可能とし、平面視略長方形でも理想的な集光状態が得ら
れるオンチップマイクロレンズを形成できるようにす
る。 【解決手段】 光電変換を行う受光部２の受光面２ａ上
に平坦化透光層３を介してオンチップマイクロレンズ６
を形成する固体撮像素子用のオンチップマイクロレンズ
６の形成方法において、まず平坦化透光層３上に感光性
の透光樹脂層４を形成し、透光樹脂層４を露光・現像す
ることにより、横辺と縦辺とからなる平面視略矩形の透
光樹脂パターン５を形成する。この工程には、上記横辺
を形成するための第１露光と、上記縦辺を形成するため
の第２露光とが備えられており、かつこれら第１露光と
第２露光とがそれぞれ別に行われる。次いで、形成され
た透光樹脂パターン５を熱処理してオンチップマイクロ
レンズ６を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電荷結合素
子（ＣＣＤ）などを用いてなる固体撮像素子に備えられ
るオンチップマイクロレンズの形成方法に関するもので
ある。
子（ＣＣＤ）などを用いてなる固体撮像素子に備えられ
るオンチップマイクロレンズの形成方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体撮像素子では、転送レジスタ
など光電変換に寄与しない領域が各画素に存在している
ため、各画素の受光部に入射する入射光の利用率が十分
でないといった不満がある。そこで近年では、各画素の
受光部の受光面上に凸型の集光レンズである、いわゆる
オンチップマイクロレンズを個別に設け、入射光を受光
面に集中させて効率的な集光をなすことにより、固体撮
像素子の感度向上を図っている。
など光電変換に寄与しない領域が各画素に存在している
ため、各画素の受光部に入射する入射光の利用率が十分
でないといった不満がある。そこで近年では、各画素の
受光部の受光面上に凸型の集光レンズである、いわゆる
オンチップマイクロレンズを個別に設け、入射光を受光
面に集中させて効率的な集光をなすことにより、固体撮
像素子の感度向上を図っている。
【０００３】図４（ａ）〜（ｄ）はこのようなオンチッ
プマイクロレンズの従来の形成方法を工程順に示したも
のである。ここで図４（ａ）〜（ｄ）の各（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ、図５（ロ）の平面図に示す受光面１
１ａ上にオンチップマイクロレンズを形成する場合のＸ
−Ｘ1 線矢視断面、Ｙ−Ｙ1 線矢視断面での様子を示し
ている。通常、固体撮像素子用のオンチップマイクロレ
ンズの形成は、シリコンウエハ等からなる半導体基板に
受光部、転送レジスタ、転送電極、遮光膜等の固体撮像
素子の各構成要素を形成した後に行う。なお、図４では
受光部１１を除いてその他の構成要素を省略してある。
プマイクロレンズの従来の形成方法を工程順に示したも
のである。ここで図４（ａ）〜（ｄ）の各（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ、図５（ロ）の平面図に示す受光面１
１ａ上にオンチップマイクロレンズを形成する場合のＸ
−Ｘ1 線矢視断面、Ｙ−Ｙ1 線矢視断面での様子を示し
ている。通常、固体撮像素子用のオンチップマイクロレ
ンズの形成は、シリコンウエハ等からなる半導体基板に
受光部、転送レジスタ、転送電極、遮光膜等の固体撮像
素子の各構成要素を形成した後に行う。なお、図４では
受光部１１を除いてその他の構成要素を省略してある。
【０００４】まず図４（ａ）に示すように、半導体基板
１０上に透光性樹脂等の透光性材料を塗布し、この表面
を平坦化して平坦化透光層１２を形成する。この後に、
平坦化透光層１２の上面にフォトレジストからなる感光
性の透光樹脂層１３を形成する。次いで公知のリソグラ
フィ技術によって、図４（ｂ）に示すように透光樹脂層
１３を露光し、その後現像を行って、図４（ｃ）に示す
ように受光部１１の受光面１１ａの直上位置に平面視略
矩形の透光樹脂パターン１４を形成する。
１０上に透光性樹脂等の透光性材料を塗布し、この表面
を平坦化して平坦化透光層１２を形成する。この後に、
平坦化透光層１２の上面にフォトレジストからなる感光
性の透光樹脂層１３を形成する。次いで公知のリソグラ
フィ技術によって、図４（ｂ）に示すように透光樹脂層
１３を露光し、その後現像を行って、図４（ｃ）に示す
ように受光部１１の受光面１１ａの直上位置に平面視略
矩形の透光樹脂パターン１４を形成する。
【０００５】そして、得られた透光樹脂パターン１４を
加熱してリフロー処理し、この透光樹脂パターン１４を
軟化・溶融させる。このことによって、透光樹脂パター
ン１４がその表面張力によって周縁側で低くなるととも
に、該周縁から離れた位置、すなわち中央部側で高くな
り、結果として図４（ｄ）に示すように丸みを持った凸
状のオンチップマイクロレンズ１５が得られる。このよ
うにして形成されるオンチップマイクロレンズ１５の焦
点距離は、感光性の透光樹脂の屈折率、オンチップマイ
クロレンズ１５自体の曲率で決まる。またオンチップマ
イクロレンズ１５自体の曲率は、透光樹脂パターン１４
の膜厚、熱処理時の温度、表面張力等のパラメータによ
って決定される。
加熱してリフロー処理し、この透光樹脂パターン１４を
軟化・溶融させる。このことによって、透光樹脂パター
ン１４がその表面張力によって周縁側で低くなるととも
に、該周縁から離れた位置、すなわち中央部側で高くな
り、結果として図４（ｄ）に示すように丸みを持った凸
状のオンチップマイクロレンズ１５が得られる。このよ
うにして形成されるオンチップマイクロレンズ１５の焦
点距離は、感光性の透光樹脂の屈折率、オンチップマイ
クロレンズ１５自体の曲率で決まる。またオンチップマ
イクロレンズ１５自体の曲率は、透光樹脂パターン１４
の膜厚、熱処理時の温度、表面張力等のパラメータによ
って決定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来のオンチップマイクロレンズの形成方法では、以下の
ような不具合が生じる。固体撮像素子の画素配列が正方
格子でなく、つまり各画素の受光部の受光面が正方形で
なく、図４（ｅ）に示すように受光部１１の受光面１１
ａの形状が略長方形である場合、固体撮像素子上に入射
した光を最も効率良く受光面に集光させるためには、平
面視略長方形のオンチップマイクロレンズが必要とな
る。
来のオンチップマイクロレンズの形成方法では、以下の
ような不具合が生じる。固体撮像素子の画素配列が正方
格子でなく、つまり各画素の受光部の受光面が正方形で
なく、図４（ｅ）に示すように受光部１１の受光面１１
ａの形状が略長方形である場合、固体撮像素子上に入射
した光を最も効率良く受光面に集光させるためには、平
面視略長方形のオンチップマイクロレンズが必要とな
る。
【０００７】しかしながら、略長方形のオンチップマイ
クロレンズを従来の方法で形成すると、図４（ｃ）に示
すように熱処理する透光樹脂パターン１４の平面形状も
略長方形とするため、その横辺方向（Ｘ−Ｘ1 線方向）
と縦方向（Ｙ−Ｙ1 線方向）、すなわち固体撮像素子に
おける水平転送方向（Ｈ方向）と垂直転送方向（Ｖ方
向）とで熱処理時のリフロー形状に違いがでてくる。そ
の結果、図５（イ）に示すように得られたオンチップマ
イクロレンズ１５は、Ｈ方向とＶ方向とで焦点距離が異
なってしまう。前述したように従来の方法では、この焦
点距離が透光樹脂パターン１４の膜厚、熱処理時の温
度、表面張力等のパラメータによって決定されるため、
Ｖ方向とＨ方向とをそれぞれ独立して制御することは不
可能である。したがって図５（ロ）に示すごとく、Ｈ方
向の焦点とＶ方向の焦点とを同じ受光面１１ａにでき
ず、また受光面１１ａの形状に合う最適な集光パターン
Ｐ1 を形成できないといったように理想の集光状態が得
られないため、固体撮像素子の十分な感度向上を図るこ
とができない。
クロレンズを従来の方法で形成すると、図４（ｃ）に示
すように熱処理する透光樹脂パターン１４の平面形状も
略長方形とするため、その横辺方向（Ｘ−Ｘ1 線方向）
と縦方向（Ｙ−Ｙ1 線方向）、すなわち固体撮像素子に
おける水平転送方向（Ｈ方向）と垂直転送方向（Ｖ方
向）とで熱処理時のリフロー形状に違いがでてくる。そ
の結果、図５（イ）に示すように得られたオンチップマ
イクロレンズ１５は、Ｈ方向とＶ方向とで焦点距離が異
なってしまう。前述したように従来の方法では、この焦
点距離が透光樹脂パターン１４の膜厚、熱処理時の温
度、表面張力等のパラメータによって決定されるため、
Ｖ方向とＨ方向とをそれぞれ独立して制御することは不
可能である。したがって図５（ロ）に示すごとく、Ｈ方
向の焦点とＶ方向の焦点とを同じ受光面１１ａにでき
ず、また受光面１１ａの形状に合う最適な集光パターン
Ｐ1 を形成できないといったように理想の集光状態が得
られないため、固体撮像素子の十分な感度向上を図るこ
とができない。
【０００８】以上のことから、Ｈ方向とＶ方向との焦点
距離を独立して制御でき、平面視略長方形でも理想的な
集光状態を得ることができるオンチップマイクロレンズ
の形成方法の開発が切望されている。
距離を独立して制御でき、平面視略長方形でも理想的な
集光状態を得ることができるオンチップマイクロレンズ
の形成方法の開発が切望されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のオンチップマイクロレンズの形成方法は、ま
ず受光面上の平坦化透光層上に感光性の透光樹脂層を形
成し、この透光樹脂層を露光・現像することにより、横
辺と縦辺とからなる平面視略矩形の透光樹脂パターンを
形成する。この工程には、横辺を形成するための第１露
光と、縦辺を形成するための第２露光とが備えられ、か
つこれら第１露光と第２露光とがそれぞれ別に行われ
る。そして形成された透光樹脂パターンを熱処理してオ
ンチップマイクロレンズを得る。
に本発明のオンチップマイクロレンズの形成方法は、ま
ず受光面上の平坦化透光層上に感光性の透光樹脂層を形
成し、この透光樹脂層を露光・現像することにより、横
辺と縦辺とからなる平面視略矩形の透光樹脂パターンを
形成する。この工程には、横辺を形成するための第１露
光と、縦辺を形成するための第２露光とが備えられ、か
つこれら第１露光と第２露光とがそれぞれ別に行われ
る。そして形成された透光樹脂パターンを熱処理してオ
ンチップマイクロレンズを得る。
【００１０】本発明では、透光樹脂パターンの横辺を形
成するための第１露光と、縦辺を形成するための第２露
光とがそれぞれ別に行われるため、これらの露光に露光
装置を用いる場合、第１露光、第２露光毎に露光装置の
フォーカス位置、露光量を独立して制御することが可能
となる。よって、透光樹脂パターンの横辺方向と縦辺方
向、すなわち固体撮像素子における水平転送方向（Ｈ方
向）と垂直転送方向（Ｖ方向）とを独立して制御するこ
とが可能になるため、所望の形状のオンチップマイクロ
レンズが得られる。
成するための第１露光と、縦辺を形成するための第２露
光とがそれぞれ別に行われるため、これらの露光に露光
装置を用いる場合、第１露光、第２露光毎に露光装置の
フォーカス位置、露光量を独立して制御することが可能
となる。よって、透光樹脂パターンの横辺方向と縦辺方
向、すなわち固体撮像素子における水平転送方向（Ｈ方
向）と垂直転送方向（Ｖ方向）とを独立して制御するこ
とが可能になるため、所望の形状のオンチップマイクロ
レンズが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。図１（イ）の（ａ）〜（ｄ）は
実施形態に係るオンチップマイクロレンズの形成方法を
工程順に示す図であり、同図（ロ）の平面図に示す平面
視略長方形状の受光面上に平面視略長方形状のオンチッ
プマイクロレンズを形成する場合を示すものである。ま
た図１（ａ）〜（ｄ）の各（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、
同図（イ）におけるＸ−Ｘ1 線矢視断面、Ｙ−Ｙ1 線矢
視断面での様子を示したものである。なお、本実施形態
では、例えば上記Ｘ−Ｘ1 線方向をオンチップマイクロ
レンズを備える固体撮像素子における水平転送方向（Ｈ
方向）とし、Ｙ−Ｙ1 線方向を垂直転送方向（Ｖ方向）
として説明する。
基づき詳細に説明する。図１（イ）の（ａ）〜（ｄ）は
実施形態に係るオンチップマイクロレンズの形成方法を
工程順に示す図であり、同図（ロ）の平面図に示す平面
視略長方形状の受光面上に平面視略長方形状のオンチッ
プマイクロレンズを形成する場合を示すものである。ま
た図１（ａ）〜（ｄ）の各（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、
同図（イ）におけるＸ−Ｘ1 線矢視断面、Ｙ−Ｙ1 線矢
視断面での様子を示したものである。なお、本実施形態
では、例えば上記Ｘ−Ｘ1 線方向をオンチップマイクロ
レンズを備える固体撮像素子における水平転送方向（Ｈ
方向）とし、Ｙ−Ｙ1 線方向を垂直転送方向（Ｖ方向）
として説明する。
【００１２】固体撮像素子用のオンチップマイクロレン
ズを形成するにあたっては、まず図１（イ）の（ａ）に
示すように、半導体基板１上面に透光性材料、例えばポ
リスチレン樹脂やアクリル樹脂等の透光性樹脂を塗布
し、この表面を平坦化して平坦化透光層３を形成してお
く。次いで平坦化透光層３上に、例えばスピンコート法
等によって、オンチップマイクロレンズ形成用の感光性
の透光樹脂材料、例えばフォトレジストを塗布する。そ
して、例えば０．５μｍ〜１．５μｍ程度の膜厚のフォ
トレジストからなる透光樹脂層４を形成する。なお、半
導体基板１に平坦化透光層３を形成するに先立ち、半導
体基板１には、従来の方法にしたがって、光電変換を行
う例えばＣＣＤセンサからなる受光部２、転送レジスタ
（図示略）、転送電極（図示略）、絶縁膜（図示略）、
遮光膜（図示略）等の固体撮像素子の各構成要素を形成
しておく。この際、受光部２はその平面視形状が、例え
ば図１（ロ）に示すようにＨ方向に短く、Ｖ方向に長
い、つまり短辺である横辺と長辺である縦辺とからなる
略長方形状に形成される。
ズを形成するにあたっては、まず図１（イ）の（ａ）に
示すように、半導体基板１上面に透光性材料、例えばポ
リスチレン樹脂やアクリル樹脂等の透光性樹脂を塗布
し、この表面を平坦化して平坦化透光層３を形成してお
く。次いで平坦化透光層３上に、例えばスピンコート法
等によって、オンチップマイクロレンズ形成用の感光性
の透光樹脂材料、例えばフォトレジストを塗布する。そ
して、例えば０．５μｍ〜１．５μｍ程度の膜厚のフォ
トレジストからなる透光樹脂層４を形成する。なお、半
導体基板１に平坦化透光層３を形成するに先立ち、半導
体基板１には、従来の方法にしたがって、光電変換を行
う例えばＣＣＤセンサからなる受光部２、転送レジスタ
（図示略）、転送電極（図示略）、絶縁膜（図示略）、
遮光膜（図示略）等の固体撮像素子の各構成要素を形成
しておく。この際、受光部２はその平面視形状が、例え
ば図１（ロ）に示すようにＨ方向に短く、Ｖ方向に長
い、つまり短辺である横辺と長辺である縦辺とからなる
略長方形状に形成される。
【００１３】次いで露光装置を用いて、図１（イ）の
（ｂ）に示す第１露光、同図（ｃ）に示す第２露光を行
った後、現像して透光樹脂層４をパターニングし、同図
（ｄ）に示すように平面視した状態でＨ方向の辺である
横辺が短く、Ｖ方向の辺である縦辺が長い平面視略長方
形状の透光樹脂パターン５を形成する。
（ｂ）に示す第１露光、同図（ｃ）に示す第２露光を行
った後、現像して透光樹脂層４をパターニングし、同図
（ｄ）に示すように平面視した状態でＨ方向の辺である
横辺が短く、Ｖ方向の辺である縦辺が長い平面視略長方
形状の透光樹脂パターン５を形成する。
【００１４】上記第１露光は、図１（イ）の（ｂ）に示
すように、透光樹脂パターン５の横辺（Ｈ方向）を形成
するための露光である。ここでは、例えば横辺パターニ
ング用のストライプ状のレチクルを用意してこれをマス
クとし、縮小投影露光装置（以下、ステッパと記す）を
用いて透光樹脂層４を第１露光する。その際、ステッパ
のフォーカス位置を、透光樹脂層４の表面にてジャスト
フォーカスする位置に設定するとともに、最適な露光量
で第１露光を行う。この第１露光におけるジャストフォ
ーカス位置および露光量が、次の第２露光におけるフォ
ーカス位置、露光量の基準となる。
すように、透光樹脂パターン５の横辺（Ｈ方向）を形成
するための露光である。ここでは、例えば横辺パターニ
ング用のストライプ状のレチクルを用意してこれをマス
クとし、縮小投影露光装置（以下、ステッパと記す）を
用いて透光樹脂層４を第１露光する。その際、ステッパ
のフォーカス位置を、透光樹脂層４の表面にてジャスト
フォーカスする位置に設定するとともに、最適な露光量
で第１露光を行う。この第１露光におけるジャストフォ
ーカス位置および露光量が、次の第２露光におけるフォ
ーカス位置、露光量の基準となる。
【００１５】次に行う第２露光は、図１（イ）の（ｃ）
に示すように、透光樹脂パターン５の縦辺（Ｖ方向）を
形成するための露光である。例えば縦辺パターニング用
のストライプ状のレチクルを用意してこれをマスクと
し、ステッパを用いて透光樹脂層４を第２露光する。こ
のとき、ステッパのフォーカス位置を、上記第１露光の
ジャストフォーカス位置である基準位置に対して例えば
数μｍ上下にずらしてデフォーカス位置とし、デフォー
カス状態で第２露光を行う。このフォーカス位置の調整
は、例えば半導体基板１の位置を上下にずらして行う。
に示すように、透光樹脂パターン５の縦辺（Ｖ方向）を
形成するための露光である。例えば縦辺パターニング用
のストライプ状のレチクルを用意してこれをマスクと
し、ステッパを用いて透光樹脂層４を第２露光する。こ
のとき、ステッパのフォーカス位置を、上記第１露光の
ジャストフォーカス位置である基準位置に対して例えば
数μｍ上下にずらしてデフォーカス位置とし、デフォー
カス状態で第２露光を行う。このフォーカス位置の調整
は、例えば半導体基板１の位置を上下にずらして行う。
【００１６】また第２露光では、上記のようにデフォー
カス状態にするとともに、第１露光での透光樹脂層４上
面が受ける露光量に対して第２露光における露光量を変
化させる。ここでは、デフォーカスにした状態で第１露
光における露光量よりも露光量を多くする。この露光量
の調整は、例えば露光光の強度を一定にした状態で第１
露光よりも露光時間を多くすることによって行う。
カス状態にするとともに、第１露光での透光樹脂層４上
面が受ける露光量に対して第２露光における露光量を変
化させる。ここでは、デフォーカスにした状態で第１露
光における露光量よりも露光量を多くする。この露光量
の調整は、例えば露光光の強度を一定にした状態で第１
露光よりも露光時間を多くすることによって行う。
【００１７】その後は、前述したように従来の方法にし
たがって現像処理（ウエットエッチング処理）を行う。
この結果、図１（イ）の（ｄ）に示すように、各受光部
２上に平面視略長方形状の透光樹脂パターン５が形成さ
れる。上記したように、第２露光をデフォーカス状態で
かつ露光量を多くして行うため、得られた透光樹脂パタ
ーン５は、その縦辺となる側壁の断面が透光樹脂パター
ン５のＨ方向の幅を平坦化透光層３から上方に向けて狭
小にする、いわゆる順テーパ形状に形成される。さらに
従来と同様に、例えば１２０℃〜１７０℃程度の熱処理
を行い、得られた透光樹脂パターン５をリフローさせて
丸みを持たせ、図１（イ）の（ｅ）に示すように平面形
状が短い横辺と長い縦辺とからなる略長方形状のオンチ
ップマイクロレンズ６を形成する。
たがって現像処理（ウエットエッチング処理）を行う。
この結果、図１（イ）の（ｄ）に示すように、各受光部
２上に平面視略長方形状の透光樹脂パターン５が形成さ
れる。上記したように、第２露光をデフォーカス状態で
かつ露光量を多くして行うため、得られた透光樹脂パタ
ーン５は、その縦辺となる側壁の断面が透光樹脂パター
ン５のＨ方向の幅を平坦化透光層３から上方に向けて狭
小にする、いわゆる順テーパ形状に形成される。さらに
従来と同様に、例えば１２０℃〜１７０℃程度の熱処理
を行い、得られた透光樹脂パターン５をリフローさせて
丸みを持たせ、図１（イ）の（ｅ）に示すように平面形
状が短い横辺と長い縦辺とからなる略長方形状のオンチ
ップマイクロレンズ６を形成する。
【００１８】本実施形態では、第１露光に対し第２露光
のフォーカス位置をデフォーカス位置としかつ露光量を
増やし、透光樹脂パターン５の縦辺となる側壁に順テー
パをつけるので、従来の方法に比較してＨ方向の曲率が
小さいオンチップマイクロレンズ６が得られることにな
る。
のフォーカス位置をデフォーカス位置としかつ露光量を
増やし、透光樹脂パターン５の縦辺となる側壁に順テー
パをつけるので、従来の方法に比較してＨ方向の曲率が
小さいオンチップマイクロレンズ６が得られることにな
る。
【００１９】このように本実施形態のオンチップマイク
ロレンズ６の形成方法では、透光樹脂パターン５の横辺
を形成するための第１露光と透光樹脂パターン５の縦辺
を形成するための第２露光とをそれぞれ別に行って、第
１露光、第２露光のそれぞれのフォーカス位置、露光量
を制御するので、透光樹脂パターン５の断面形状をＨ方
向とＶ方向とで独立して制御できる。
ロレンズ６の形成方法では、透光樹脂パターン５の横辺
を形成するための第１露光と透光樹脂パターン５の縦辺
を形成するための第２露光とをそれぞれ別に行って、第
１露光、第２露光のそれぞれのフォーカス位置、露光量
を制御するので、透光樹脂パターン５の断面形状をＨ方
向とＶ方向とで独立して制御できる。
【００２０】よって、本実施形態によれば、Ｈ方向、Ｖ
方向それぞれ独立してオンチップマイクロレンズ６の焦
点距離を決定することができるので、図２（イ）に示す
ようにＨ方向での焦点とＶ方向での焦点がいずれも同一
面上、すなわち受光面２ａ上できる。そしてこのことに
より、図２（ロ）に示すように略長方形状の受光面２ａ
内に納まる線状の集光パターンＰを得ることができ、理
想的な集光状態を作り出すことができるので、入射光Ｒ
を効率良く受光面２ａに集めることができる。したがっ
て本実施形態を用いれば、オンチップマイクロレンズ６
を備えた固体撮像素子の感度を十分向上させることがで
きる。
方向それぞれ独立してオンチップマイクロレンズ６の焦
点距離を決定することができるので、図２（イ）に示す
ようにＨ方向での焦点とＶ方向での焦点がいずれも同一
面上、すなわち受光面２ａ上できる。そしてこのことに
より、図２（ロ）に示すように略長方形状の受光面２ａ
内に納まる線状の集光パターンＰを得ることができ、理
想的な集光状態を作り出すことができるので、入射光Ｒ
を効率良く受光面２ａに集めることができる。したがっ
て本実施形態を用いれば、オンチップマイクロレンズ６
を備えた固体撮像素子の感度を十分向上させることがで
きる。
【００２１】なお、本実施形態では平面視略長方形状の
オンチップマイクロレンズを形成する場合について述べ
たが、その他の平面視矩形状のオンチップマイクロレン
ズの形成に本発明を適用してもよく、その場合にも上記
実施形態と同様の効果を得ることができるはもちろんで
ある。また本実施形態では、第１露光、第２露光の順で
露光を行ったが、第２露光、第１露光の順で露光を行っ
てもよい。
オンチップマイクロレンズを形成する場合について述べ
たが、その他の平面視矩形状のオンチップマイクロレン
ズの形成に本発明を適用してもよく、その場合にも上記
実施形態と同様の効果を得ることができるはもちろんで
ある。また本実施形態では、第１露光、第２露光の順で
露光を行ったが、第２露光、第１露光の順で露光を行っ
てもよい。
【００２２】また第１露光におけるステッパのフォーカ
ス位置をジャストフォーカス位置とし、第２露光におけ
るフォーカス位置をデフォーカス位置としたが、本発明
はこれに限定されない。例えば第２露光におけるステッ
パのフォーカス位置をジャストフォーカス位置とし、第
１露光におけるフォーカス位置をデフォーカス位置とす
ることも可能である。このことによって例えば透光樹脂
パターンの横辺となる側壁の断面のみを順テーパ形状に
形成できる。さらに透光樹脂パターンの側壁の断面形状
は順テーパ形状に限定されるものでなく、オンチップマ
イクロレンズのＨ方向、Ｖ方向を所望の曲率に形成でき
ればいずれの形状であってもよい。例えばオンチップマ
イクロレンズの曲率をさらに大きくしたい場合には、透
光樹脂パターンの側壁の断面形状を逆テーパ形状に形成
することも可能である。
ス位置をジャストフォーカス位置とし、第２露光におけ
るフォーカス位置をデフォーカス位置としたが、本発明
はこれに限定されない。例えば第２露光におけるステッ
パのフォーカス位置をジャストフォーカス位置とし、第
１露光におけるフォーカス位置をデフォーカス位置とす
ることも可能である。このことによって例えば透光樹脂
パターンの横辺となる側壁の断面のみを順テーパ形状に
形成できる。さらに透光樹脂パターンの側壁の断面形状
は順テーパ形状に限定されるものでなく、オンチップマ
イクロレンズのＨ方向、Ｖ方向を所望の曲率に形成でき
ればいずれの形状であってもよい。例えばオンチップマ
イクロレンズの曲率をさらに大きくしたい場合には、透
光樹脂パターンの側壁の断面形状を逆テーパ形状に形成
することも可能である。
【００２３】また本実施形態では、フォーカス位置と露
光量とにより透過樹脂パターンの断面形状の制御を行っ
たが、フォーカス位置のみで透過樹脂パターンの断面形
状の制御を行うこともできる。ただし、フォーカス位置
および露光量の双方を制御すれば、所望の断面形状を得
るのに必要な露光条件をより最適化できる。
光量とにより透過樹脂パターンの断面形状の制御を行っ
たが、フォーカス位置のみで透過樹脂パターンの断面形
状の制御を行うこともできる。ただし、フォーカス位置
および露光量の双方を制御すれば、所望の断面形状を得
るのに必要な露光条件をより最適化できる。
【００２４】また本発明は、第１露光、第２露光のいず
れか一方の露光におけるフォーカス位置をジャストフォ
ーカス位置にすることに限定されるものでない。例えば
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１露光および第２
露光におけるフォーカス位置をいずれもデフォーカス位
置として透光樹脂層４を露光した後に現像することによ
り、図３（ｃ）に示すように縦辺を形成する側壁の断面
および横辺を形成する側壁の断面がいずれも順テーパ形
状の透光樹脂パターン７を得ることができる。この場
合、第１露光、第２露光それぞれでデフォーカス位置、
露光量を制御し、縦辺を形成する側壁および横辺を形成
する側壁のテーパ角をそれぞれ調整することができる。
れか一方の露光におけるフォーカス位置をジャストフォ
ーカス位置にすることに限定されるものでない。例えば
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１露光および第２
露光におけるフォーカス位置をいずれもデフォーカス位
置として透光樹脂層４を露光した後に現像することによ
り、図３（ｃ）に示すように縦辺を形成する側壁の断面
および横辺を形成する側壁の断面がいずれも順テーパ形
状の透光樹脂パターン７を得ることができる。この場
合、第１露光、第２露光それぞれでデフォーカス位置、
露光量を制御し、縦辺を形成する側壁および横辺を形成
する側壁のテーパ角をそれぞれ調整することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明のオンチップ
マイクロレンズの形成方法では、透光樹脂パターンの横
辺を形成するための第１露光と透光樹脂パターンの縦辺
を形成するための第２露光とをそれぞれ別に行うことか
ら、透光樹脂パターンの断面形状をＨ方向とＶ方向とで
独立して制御できる。この結果、得られるオンチップマ
イクロレンズのＨ方向の曲率とＶ方向の曲率とを制御で
きるので、Ｈ方向、Ｖ方向それぞれ独立してオンチップ
マイクロレンズの焦点距離を決定することができる。し
たがって本発明によれば、いずれの形状であっても、理
想的な集光状態を作り出せ、入射光を効率良く受光面に
集めることができるオンチップマイクロレンズを形成で
きるため、本発明を用いることにより固体撮像素子の十
分な感度向上を図ることができる。
マイクロレンズの形成方法では、透光樹脂パターンの横
辺を形成するための第１露光と透光樹脂パターンの縦辺
を形成するための第２露光とをそれぞれ別に行うことか
ら、透光樹脂パターンの断面形状をＨ方向とＶ方向とで
独立して制御できる。この結果、得られるオンチップマ
イクロレンズのＨ方向の曲率とＶ方向の曲率とを制御で
きるので、Ｈ方向、Ｖ方向それぞれ独立してオンチップ
マイクロレンズの焦点距離を決定することができる。し
たがって本発明によれば、いずれの形状であっても、理
想的な集光状態を作り出せ、入射光を効率良く受光面に
集めることができるオンチップマイクロレンズを形成で
きるため、本発明を用いることにより固体撮像素子の十
分な感度向上を図ることができる。
【図１】本発明に係るオンチップマイクロレンズの形成
方法の一実施形態を説明するための図であり、（イ）の
（ａ）〜（ｅ）は実施形態を工程順に示す断面図、
（ロ）は受光面の平面図である。
方法の一実施形態を説明するための図であり、（イ）の
（ａ）〜（ｅ）は実施形態を工程順に示す断面図、
（ロ）は受光面の平面図である。
【図２】形成されたオンチップマイクロレンズの集光状
態を説明するための図であり、（イ）はオンチップマイ
クロレンズの断面図、（ロ）は受光面の平面図である。
態を説明するための図であり、（イ）はオンチップマイ
クロレンズの断面図、（ロ）は受光面の平面図である。
【図３】実施形態の変形例を工程順に説明するための断
面図である。
面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は従来の方法を工程順に説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図５】従来の方法によって形成されたオンチップマイ
クロレンズの集光状態を説明するための図であり、
（イ）はオンチップマイクロレンズの断面図、（ロ）は
受光面の平面図である。
クロレンズの集光状態を説明するための図であり、
（イ）はオンチップマイクロレンズの断面図、（ロ）は
受光面の平面図である。
２ 受光部 ２ａ 受光面 ３ 平坦化透過層
４ 透光樹脂層 ５、７ 透過樹脂パターン ６ オンチップマイクロ
レンズ
４ 透光樹脂層 ５、７ 透過樹脂パターン ６ オンチップマイクロ
レンズ
Claims (3)
- 【請求項１】 光電変換を行う受光部の受光面上に、表
面が平坦な平坦化透光層を介してオンチップマイクロレ
ンズを形成する固体撮像素子用のオンチップマイクロレ
ンズの形成方法において、 前記平坦化透光層上に感光性の透光樹脂層を形成し、該
透光樹脂層を露光・現像することにより、横辺と縦辺と
からなる平面視略矩形の透光樹脂パターンを形成する第
１工程と、 前記形成された透光樹脂パターンを熱処理してオンチッ
プマイクロレンズを得る第２工程とを有し、 前記第１工程には、前記横辺を形成するための第１露光
と、前記縦辺を形成するための第２露光とが備えられ、
かつこれら第１露光と第２露光とがそれぞれ別に行われ
ることを特徴とするオンチップマイクロレンズの形成方
法。 - 【請求項２】 前記第１工程における露光は露光装置を
用いて行われ、 該露光の際には、前記第１露光および前記第２露光のい
ずれか一方の露光における露光装置のフォーカス位置を
ジャストフォーカス位置にしてこれを基準位置とし、他
方の露光におけるフォーカス位置を前記基準位置に対し
て上下にずらしてデフォーカス位置とすることを特徴と
する請求項１記載のオンチップマイクロレンズの形成方
法。 - 【請求項３】 前記露光の際には、前記一方の露光にお
ける露光装置のフォーカス位置をジャストフォーカス位
置にし、前記他方の露光におけるフォーカス位置をデフ
ォーカス位置にするとともに、前記一方の露光における
露光量に対して前記他方の露光における露光量を変化さ
せることを特徴とする請求項２記載のオンチップマイク
ロレンズの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252539A JPH1098173A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | オンチップマイクロレンズの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252539A JPH1098173A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | オンチップマイクロレンズの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1098173A true JPH1098173A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17238788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8252539A Pending JPH1098173A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | オンチップマイクロレンズの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1098173A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217393A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-08-02 | Sony Corp | マイクロレンズの形成方法 |
| JP2005242109A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | マイクロレンズの作製方法および装置並びにマイクロレンズ |
| JP2005258349A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Dainippon Printing Co Ltd | マイクロレンズアレイの形成方法 |
| EP1458028A3 (en) * | 1999-12-02 | 2006-03-01 | Nikon Corporation | Solid-state image sensor, production method of the same and digital camera |
| JP2012252183A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Seiko Epson Corp | マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板の製造方法を用いて製造されたマイクロレンズ基板を備えた撮像装置、及びその撮像装置を備えた電子機器 |
| US9362323B2 (en) | 2013-11-13 | 2016-06-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP8252539A patent/JPH1098173A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1458028A3 (en) * | 1999-12-02 | 2006-03-01 | Nikon Corporation | Solid-state image sensor, production method of the same and digital camera |
| JP2002217393A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-08-02 | Sony Corp | マイクロレンズの形成方法 |
| JP2005242109A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | マイクロレンズの作製方法および装置並びにマイクロレンズ |
| JP2005258349A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Dainippon Printing Co Ltd | マイクロレンズアレイの形成方法 |
| JP4489471B2 (ja) * | 2004-03-15 | 2010-06-23 | 大日本印刷株式会社 | マイクロレンズアレイの形成方法 |
| JP2012252183A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Seiko Epson Corp | マイクロレンズ基板の製造方法、マイクロレンズ基板の製造方法を用いて製造されたマイクロレンズ基板を備えた撮像装置、及びその撮像装置を備えた電子機器 |
| US9362323B2 (en) | 2013-11-13 | 2016-06-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor |
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