KR20070032712A - 고체 촬상 소자, 이의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용기판 - Google Patents

고체 촬상 소자, 이의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용기판 Download PDF

Info

Publication number
KR20070032712A
KR20070032712A KR1020067027045A KR20067027045A KR20070032712A KR 20070032712 A KR20070032712 A KR 20070032712A KR 1020067027045 A KR1020067027045 A KR 1020067027045A KR 20067027045 A KR20067027045 A KR 20067027045A KR 20070032712 A KR20070032712 A KR 20070032712A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
solid
imaging device
state imaging
transparent resin
Prior art date
Application number
KR1020067027045A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101067930B1 (ko
Inventor
겐조 후꾸요시
다다시 이시마쯔
게이스께 오가따
미쯔히로 나까오
아끼꼬 우찌보리
Original Assignee
도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도판 인사츠 가부시키가이샤 filed Critical 도판 인사츠 가부시키가이샤
Publication of KR20070032712A publication Critical patent/KR20070032712A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101067930B1 publication Critical patent/KR101067930B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • 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
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • 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
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

광전 변환 소자들을 갖고 있는 고체 촬상 소자의 제조 방법에 있어서, 이 방법은 1) 서로 컬러가 다른 복수의 컬러 필터를 제조하는 단계; 2) 컬러 필터들 상에 투명 수지층을 형성하는 단계; 3) 투명 수지층의 에칭 레이트와는 다른 에칭 레이트로 에칭될 수 있는 에칭 제어층을 투명 수지층 상에 형성하는 단계; 4) 가열-유동 수지 재료를 이용하여 에칭 제어층 상에 렌즈 마스터를 형성하는 단계; 5) 중간 마이클 렌즈를 형성하기 위해 건식 에칭에 의해 렌즈 마스터의 패턴을 에칭 제어층에 전사하는 단계; 및 6) 전사 렌즈를 형성하기 위해 건식 에칭에 의해 중간 마이크로 렌즈의 패턴을 투명 수지층에 전사하는 단계를 포함하고 있다.
광전 변환 소자들, 에칭 제어층, 렌즈 마스터, 고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용 기판

Description

고체 촬상 소자, 이의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용 기판{SOLID STATE IMAGING DEVICE, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME, AND SUBSTRATE FOR SOLID STATE IMAGING DEVICE}
본 발명은 C-MOS, CCD 등과 같은 광전 변환 소자로 표현되는 고체 촬상 소자, 고체 촬상 소자의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용 기판에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 표면 거칠기가 거의 없으며 렌즈간 갭이 작은 마이크르 렌즈를 갖추고 있는 고체 촬상 소자, 이러한 고체 촬상 소자의 제조 방법, 및 이러한 고체 촬상 소자용 기판에 관한 것이다.
광전 변환에 기여하도록 설계된 C-MOS, CCD 등과 같은 광전 변환 소자의 영역(구경(aperture))은 화소 수는 물론이고 화소의 사이즈에 의존하지만 광전 변환 소자의 전체 영역을 기준으로 약 20 내지 40%에 제한된다. 구경의 사이즈 제한은 광-감도 열화의 직접적인 원인이 되므로, 광전 변환 소자에 광을 수렴하는 마이크로 렌즈를 제공하여 제한된 구경 사이즈를 보상하는 것이 일반적으로 실행되어 왔다.
그러나 최근 들어서, 화소의 수가 3 백만을 초과하는 매우 미세한 CCD 촬상 소자에 대한 수요가 증가되어 왔다. 이러한 매우 미세한 CCD 촬상 소자에 있어서, 플레어 및 스미어(flare and smear)와 같은 노이즈의 증가에 기인한 화질의 열화는 물론이고 CCD 촬상 소자에 실장되어 있는 마이크로 렌즈의 구경비의 감소(즉, 감광도의 감소)는 지금까지 큰 이슈로 다루어지고 있다. C-MOS, CCD 등과 같은 촬상 소자에 관한 한, 지금은 화소의 수가 거의 충분할 정도에 접근하고 있으므로 경쟁하고 있는 촬상 소자 메이커들의 관심은 화소 수의 경쟁으로부터 점차 화질의 경쟁으로 옮겨가고 있다. 촬상 소자를 휴대용 전화 또는 소형의 PDA 기기에 실장할 수 있도록 하기 위해서, 촬상 소자의 화소 사이즈는 약 2 ㎛ 정도로 작게 점차 소형화되고 있다.
마이크로 렌즈를 형성하는 기술에 관해서, 일본국 특허 공개 공보(Kokai) No. 60-53073(1985)는, 예를 들어, 건식 에칭을 이용하는 기술에 대해서 비교적 상세하게 설명하고 있다. 이 일본국 특허 공개 공보에는, 렌즈의 표면에 PGMA 막과 같은 유기물 막 또는 OCD (SiO2 형) 막과 같은 무기물 막을 형성하는 기술은 물론이고, 수지의 가열 유동(heating flow of resin)을 이용해서 수지의 열 유동성(thermal fluidity)의 장점을 취해 렌즈를 반-구형 형태로 형성하는 기술이 제시되어 있다.
일본국 특허 공개 공보 (Kokai) No. 6-37058(1994)는, 예를 들어, 건식 에칭에 의한 전사 및 워킹(transfer and working)을 통해 마이크로 렌즈를 형성하는 기술 및 건식 에칭시에 에칭 가스로서 CF4 가스 및 O2 가스를 이용하는 기술을 제시하고 있다. 이후에는, 편의상, 건식 에칭 기술로 준비되는 마이크로 렌즈를 전사 렌 즈라 칭하며 렌즈의 워킹 방법을 전사 방법이라 칭한다.
전사 렌즈를 이용하여, 광전 변환 소자에 형성되는 컬러 필터 및 평탄화 층을 포함하는 스택 구조를 더 얇게 만들고, 또한 마이크로 렌즈의 구경비를 가열 유동 렌즈(heating flow lens)의 구경비보다 높게 증가시키는 것이 가능하므로, 전사 렌즈의 특성이 촬상 소자의 성능을 향상시킨다고 말할 수 있다.
또한, 일본국 특허 공개 공보 (Kokai) No. 6-112459 (1994) 및 일본국 특허 공개 공보 (Kokai) No. 2003-229550 (2003)에는, 예를 들어, 동일한 감광성 렌즈 재료를 이용하여 감광성 렌즈 재료 층에 가열 유동 렌즈를 형성하고, 건식 에칭으로 마스터의 패턴을 전사하기 위해 이 가열 유동 렌즈를 마스크로서 이용하여 전사 렌즈를 형성하는 전사 렌즈 형성 기술이 설명되어 있다. 또한 감광성 렌즈 재료를 이용하여 화소들 간의 갭을 최소화하는 기술은, 예를 들어, 일본국 특허 공개 공보 (Kokai) N0. 2000-269474 (2000)에 설명되어 있다.
건식 에칭으로 렌즈 마스터의 형태를 전사하여 마이크로 렌즈를 형성하는 방법은 일반적으로, 먼저 수지의 가열 유동 특성을 나타내는 감광성 수지 재료를 이용하고 감광성 수지 재료를 순차적으로 노출, 현상 및 수지의 가열 유동 처리하여 렌즈 마스터를 하부 투명 수지층에 형성하고 나서, 건식 에칭을 이용하여 렌즈 마스터의 패턴을 하부 투명 수지층에 전사하여 전사 렌즈를 형성하는 방법으로 실행된다.
이러한 전사 방법에 따라서 마이크로 렌즈를 생성하는데 있어서, 생성되는 전사 렌즈의 높이는 렌즈 마스터의 에칭 레이트는 물론이고 하부 투명 수지층의 에 칭 레이트에 의존한다.
이론적으로는, 전사 렌즈를 형성하기 위한 투명 수지층과 렌즈 마스터의 에칭 레이트를 잘 연계시켜 렌즈의 형태를 제어하는 것이 가능할 수 있다.
예를 들어, 렌즈의 형태를 렌즈 마스터보다 낮게 만드는 것이 요구되면, 에칭 레이트가 더 큰 렌즈 마스터를 선택하는 방법아니면 에칭 레이트가 더 작은 투명 수지를 선택하는 방법을 이용하는 것을 고려해 볼 수 있다. 그러나, 렌즈 마스터로서 이용되는 수지는 노출 및 현상을 통해 패턴을 형성할 수 있을 정도로 감광성 뿐만아니라 수지의 가열 유동 특성이 우수해야 하므로, 선택 범위가 비교적 좁아 단지 수지의 에칭 레이트만을 기준으로 수지를 선택하면 수지의 다른 특성을 희생해야한다. 한편, 스티렌 수지 또는 페놀 수지와 같이 에칭 레이트가 작은 투명 수지를 선택하면, 이들 재료는 내열성이 낮으므로, 즉 기껏해야 230℃ 정도이고 또한 이들 재료는 에칭 레이트가 낮기 때문에, 이들 재료의 이용은 생산성 효율을 떨어뜨리는 원인이된다.
한편, 수지의 가열 유동 특성이 우수한 감광성 수지는 일반적으로 투명도 및 내열성의 관점에서 이용하기에 바람직한 전사 렌즈(하부 투명층)를 형성하기 위한 재료보다 에칭 레이트가 작다. 그러므로, 감광성 수지로 생성된 렌즈 마스터를 투명 수지층에 전사해서 얻어진 최종 전사 렌즈는 렌즈 마스터보다 높이가 더 높아지고 갭도 더 커진다(즉, 렌즈간 갭이 더 커진다).
이 경우에, 감광성 수지의 가열 유동에 의해 생성되는 표면 장력에 의해 렌즈가 둥글게되기 때문에, 렌즈 마스터 그 자체의 높이를 제어하기가 어려우므로, 렌즈 마스터를 아주 높거나 낮게 만드는 것은 불가능하다.
고체 촬상 소자가 기능할 수 있도록 하는데 기본적으로 이용되는 광전 변환소자로는, 예를 들어, CCD 및 C-MOS가 알려져 있다. CCD는 미세한 구조로 만들 수 있다는 장점이 있는 한편, C-MOS는 그의 구조가 간단하고 전력 소모가 작다는 장점이 있으므로, 이들은 특정 목적에 따라서 적절하게 이용된다. 반도체 기판의 표면으로부터 광전 변환 소자까지의 거리는, CCD의 경우에는 비교적 짧고 C-MOS의 경우는 비교적 길다. 그러므로, 이들 특유의 특성에 따라서, 마이크로 렌즈의 초점 거리, 즉 마이크로 렌즈의 높이를 명확히 선택하는 것이 요구된다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 전사 시스템의 경우에, 얻어지는 전사 렌즈의 높이는 하부 투명 수지층의 에칭 레이트와 렌즈 마스터의 에칭 레이트에 근거해서 결정되므로, 렌즈의 형태를 제어할 수 없다는 문제가 제기된다.
더구나, 감광도 및 화질을 향상시키기 위해서는, 일반적으로 고체 촬상 소자의 구경비를 가능한 한 100%에 가깝게 하는 것이 요구된다. 그러므로, 이러한 구경비를 성취하기 위해서는, 이웃하는 마이크로 렌즈들 간의 거리(이후에는, 렌즈간 갭이라 칭한다)는 바람직하게는 가능한 작은 것이 좋고, 또는 이상적으로는 이웃하는 마이크로 렌즈들이 서로 접촉되어야 한다. 그러나, 수지의 가열 유동의 수단으로 마이크로 렌즈를 형성하는 경우에는 렌즈의 형태를 유지해야하는 한다는 필요조건 때문에 렌즈간 갭을 극히 작게 만드는 것이 불가능하다는 문제가 있다.
또한, 고체 촬상 소자는 그의 제조 가공시에 200℃ 이상의 높은 내열성을 나타내는 것이 요구된다. 최근에는 특히 무연 땜납을 이용하여 촬상 소자를 포함하 는 반도체 소자를 실장하여야 한다는 요구가 증가하고 있으므로, 반도체 소자는 240 내지 260℃ 범위의 내열성을 가져야만 한다.
앞서 언급한 상황을 고려하여, 내열성이 우수한 수지로서 열경화성 수지인 아크릴 수지를 이용하는 것을 생각해 볼 수 있다. 그러나 아크릴 수지는 그의 에칭 레이트가 일반적으로 렌즈 마스터를 형성하기 위한 재료로서 이용되는 가열 유동 타입의 감광성 수지의 에칭 레이트보다 높아, 생성될 전사 렌즈의 높이가 너무 높아질 수 있다는 문제점을 수반하고 있다. 더구나, 열경화 아크릴 수지와 같은 내열성이 우수한 수지는 일반적으로 건식 에칭 저항력(dry etching resistance)이 약간 불충분하므로 그의 표면이 거칠어지기 쉽다. 그러므로, 그러한 수지를 이용하면, 전사 렌즈의 표면이 상당히 거칠어져서, 광이 산란되므로 광 투과율이 떨어지며 화질이 악화되는 결과가 나타난다.
또한, 고체 촬상 소자의 소형화 추세에 부응하여, 화질을 향상(신호 대 잡음비의 개선)시키기 위해, 고체 촬상 소자 표면의 커버 유리로부터 반사된 광의 재입사가 감소되게, 마이크로 렌즈의 표면에서 입사광의 반사 요인을 줄이는 것이 요구된다. 그러한 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 재료로는, 되도록이면 플루오르-계 아크릴 수지 등과 같은 낮은 굴절률의 수지를 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 굴절률이 낮은 수지는 건식 에칭에 의해 그 표면이 거칠어지기 쉽다. 그러므로, 투명 수지층을 낮은 굴절률의 수지를 이용하여 형성하고 렌즈 마스터의 패턴을 투명 수지층에 전사하여 얻어지는 전사 렌즈의 표면은 헐씬 더 거칠어질 것이므로 문제점이 생긴다.
본 발명의 제1 목적은 렌즈의 높이를 제어할 수 있는 고체 촬상 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 렌즈간 갭이 작은 전사 렌즈가 실장된 고체 촬상 소자 및 그러한 전사 렌즈를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 표면 거칠기를 억제할 수 있는 전사 렌즈가 실장된 고체 촬상 소자 및 그러한 전사 렌즈를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 2차원으로 배열된 광전 변환 소자; 각각이 광전 변환 소자 각각에 대응하게 배치된 컬러 필터들; 및 각각이 컬러 필터에 직접 또는 간접으로 배치된 복수의 전사 렌즈를 포함하는 고체 촬상 소자의 제조 방법이 제공되는데, 이 방법은 1) 서로 컬러가 다른 복수의 컬러 필터를 형성하는 단계; 2) 컬러 필터들에 투명 수지층을 형성하는 단계; 3) 투명 수지층의 에칭 레이트와는 다른 에칭 레이트로 에칭될 수 있는 에칭 제어층을 투명 수지층에 형성하는 단계; 4) 가열-유동 수지 재료를 이용하여 에칭 제어층에 렌즈 마스터를 형성하는 단계; 5) 에칭 제어층으로 형성되는 중간 마이크로 렌즈를 형성하기 위해 건식 에칭에 의해 렌즈 마스터의 패턴을 에칭 제어층에 전사하는 단계; 및 6) 투명 수지층으로 형성되는 전사 렌즈를 형성하기 위해 건식 에칭에 의해 중간 마이크로 렌즈의 패턴을 투명 수지층에 전사하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 경우에, 투명 수지층의 에칭 레이트와는 다른 에칭 레이트로 에칭되는 에칭 제어층을 투명 수지층 상에 형성하기 때문에, 렌즈 형성 재료로서 이용되는 투명 수지층에 관계없이 전사 렌즈의 높이를 제어할 수 있다.
이 경우에, 에칭 제어층은 투명 수지층의 에칭 레이트보다 에칭 레이트가 작을 수 있다. 그렇게 함으로써, 렌즈의 높이를 낮출 수 있다. 또한, 렌즈간 갭이 작은 전사 렌즈를 얻을 수 있다.
투명 수지층은 아크릴 수지, 특히, 그의 골격 구조(skeleton)에 있어 벤젠 링을 갖고 있는 아크릴 수지를 포함할 수 있다. 대안으로, 투명 수지층을 벤젠 링을 갖고 있는 유기 화합물을 포함하는 수지로 형성할 수 있다. 그렇게 함으로써, 광 투과율이 우수한 마이크로 렌즈를 형성할 수 있고 표면 거칠기도 억제할 수 있다. 더구나, 이러한 식으로 에칭 레이트를 낮출 수 있기 때문에, 전사 렌즈의 높이를 줄일 수 있다. 또한, 렌즈간 갭도 더 최소화시킬 수 있다.
또한, 투명 수지층은 플루오르계 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
또한, 투명 수지층을 굴절률이 1.47 이하인 화합물을 0.2% 이상 함유하는 수지로 형성할 수 있다.
에칭 제어층을 수지의 가열 유동을 제어하는 기능을 갖고 있는 재료로 형성할 수 있다.
특히, 에칭 제어층은 스티렌 수지 또는 페놀 수지로 형성할 수 있다.
전사 렌즈는 투명 수지층과 컬러 필터로 구성할 수 있다. 컬러 필터의 윗 부분은 또한 마이크로 렌즈의 일부를 구성하는데 이용되기 때문에, 마이크로 렌즈들과 광전 변환 소자간의 거리를 줄일 수 있어, 작고 감광성이 우수한 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 2차원으로 배열된 광전 변환 소자들; 각각이 광전 변환 소자 각각에 대응하게 배치된 컬러 필터들; 및 각각이 컬러 필터에 직접 또는 간접으로 배치된 복수의 전사 렌즈를 포함하며, 복수의 전사 렌즈들 중에서 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭은 0.035 ㎛ 이하이며, 0.035 ㎛ 이하의 갭으로 배치된 이웃하는 전사 렌즈들 간의 접촉 길이는 복수의 전사 렌즈의 피치의 3-80% 범위 내로 제한되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자가 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따른 고체 촬상 소자에 있어서, 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭이 0.035 ㎛ 이하로 제한되며, 0.035 ㎛ 이하의 갭으로 배치된 이웃하는 전사 렌즈들 간의 접촉 길이는 복수의 전사 렌즈의 피치의 3-80% 범위 내에 한정되기 때문에, 높은 구경비와 우수한 광 흡수 효율을 성취할 수 있다.
이 경우에, 전사 렌즈들의 표면 거칠기는 50 nm 이하로 제한할 수 있다.
또한, 전사 렌즈들은 굴절률이 1.47 이하인 화합물을 0.2% 이상 함유하는 수지로 형성할 수 있다. 그렇게 함으로써, 입사광의 표면 반사는 물론이고 전사 렌즈의 표면 거칠기를 억제할 수 있다.
굴절율이 1.47 이하인 화합물로는, 플루오르 화합물 또는 실리콘 화합물을 이용할 수 있다.
전사 렌즈의 주변 부분은 컬러 필터로 구성할 수 있다. 컬러 필터의 윗 부분은 또한 마이크로 렌즈의 일부를 구성하는데 이용될 수 있기 때문에, 마이크로 렌즈와 광전 변환 소자간의 거리를 줄일 수 있으므로, 작고 감광성이 우수한 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 2차원으로 배열된 광전 변환 소자; 각각이 상기 광전 변환 소자 각각에 대응하게 배치된 컬러 필터; 각각이 컬러 필터에 직접 또는 간접적으로 배치된 복수의 투명 수지층; 투명 수지층의 에칭 레이트와는 다른 에칭 레이트로 에칭될 수 있는 에칭 제어층; 및 에칭 제어층 상에 형성된 가열-유동가능한 수지를 포함하는 고체 촬상 소자가 제공된다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 투명 수지층의 에칭 레이트와는 다른 에칭 레이트로 에칭될 수 있는 에칭 제어층이, 전사 렌즈로서 이용되는 투명 수지층과 렌즈 마스터로서 이용되는 가열-유동가능 수지 재료 사이에 삽입되어 있기 때문에, 최종 형성되는 전사 렌즈의 높이를 임의로 제어할 수 있다. 그러므로, 임의 원하는 초점 거리를 갖고 있는 마이크로 렌즈가 제공된 고체 촬상 소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 제1 양태의 한 실시예에서, 에칭 제어층의 에칭 레이트는 투명 수지층의 에칭 레이트보다 작게 만들어진다. 그럼으로써, 렌즈 마스터의 패턴을 에칭 제어층에 전사하여 얻어지는 중간 마이크로 렌즈의 높이를 낮출 수 있을 뿐만아니라 렌즈간 갭을 최소화시킬 수 있다. 이후, 이 중간 마이크로 렌즈는 투명 수지층에 전사된다. 그럼으로써, 최종 형성되는 전사 렌즈의 높이를 초기에 형성한 렌즈 마스터의 높이에 가깝게 되도록 할 수 있을 뿐만아니라 렌즈간 갭도 최소화시킬 수 있다. 그러므로, 렌즈 마스터로부터의 높이의 전환 불일치가 작고 구경비가 높으며 광흡수 효율이 우수한 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 양태의 다른 실시예에 따르면, 투명 수지층은 아크릴 수지, 특히, 골격 구조에 있어 벤젠 링을 갖고 있는 아크릴 수지로 형성되거나, 벤젠 링을 갖고 있는 유기 화합물을 포함하는 수지를 이용하여 형성되므로, 광 투과율이 우수한 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 이 경우에, 렌즈의 표면 거칠기 또한 억제될 수 있다. 부가적으로, 에칭 레이트를 감소시킬 수 있기 때문에, 형성되는 전사 렌즈의 높이를 감소시킬 수 있다. 더구나, 렌즈간 갭도 최소화시킬 수 있다. 그러므로, 초점 거리가 짧은 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다. 부가적으로, 구경비가 높고 렌즈 표면의 광 산란이 작아 광흡수 효율이 우수한 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 양태의 다른 실시예에 따르면, 투명 수지층을 플루오르-계 아크릴 수지를 이용하여 형성할 수 있어, 형성될 전사 렌즈의 굴절률을 감소시키고 입사광에 대한 표면 반사를 줄일 수 있다. 이와 같이, 광흡수 효율이 우수하고 노이즈 발생이 작은 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다. 부가적으로, 투명 수지층은 굴절률이 1.47 이하인 화합물을 0.2% 이상 함유하는 수지를 이용해서 형성할 수 있어, 전사 렌즈의 굴절률을 감소시키면서 렌즈 표면에서의 광의 산란이 최소화되게 전사 렌즈의 표면 거칠기가 더 억제되는 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭이 0.035 ㎛ 이하로 제한되고 0.035 ㎛ 이하의 갭으로 배치된 이웃하는 전사 렌즈들 간의 접촉 거리가 복수의 전사 렌즈들의 피치의 3-80% 범위 내에 한정되기 때문에, 높은 구경비 및 우수한 광흡수 효율을 성취할 수 있다.
이 경우에, 전사 렌즈의 표면 거칠기를 50 nm 이하로 한정할 때, 광의 산란에 기인해서 발생할 수 있는 광 투과율의 열화 및 화질의 열화를 억제할 수 있는 고체 촬상 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 양태에 따르면, 미리 정해진 스택 구조의 기판에 규정된 작업을 실행하기 때문에, 그의 높이가 임의로 제어될 수 있는 전사 렌즈를 갖고 있는 고체 촬상 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 제조 방법으로 얻은 고체 촬상 소자의 부분 단면도이다.
도 2A는 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 2B은 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 2C는 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 2D는 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 2E는 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 2F는 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계 를 보여주는 단면도이다.
도 2G는 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 고체 촬상 소자의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 부분 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 고체 촬상 소자의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 6은 예 1에서 형성된 전사 렌즈 표면의 SEM 사진이다.
도 7은 비교예 1에서 형성된 전사 렌즈 표면의 SEM 사진이다.
도 8A는 예 7에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 8B는 예 7에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 8C는 예 7에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 8D는 예 7에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 8E는 예 7에 따라 제조된 고체 촬상 소자를 보여주는 단면도이다.
도 9는 예 7에서 형성된 전사 렌즈 표면의 SEM 사진이다.
도 10A는 도 10에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 10B는 도 10에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 10C는 도 10에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 10D는 도 10에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 10E는 도 10에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법의 한 단계를 보여주는 단면도이다.
도 10F는 예 10에 따라 제조된 고체 촬상 소자를 보여주는 단면도이다.
도 11은 예 10에서 형성된 전사 렌즈 표면의 SEM 사진이다.
다음에는, 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 얻은 고체 촬상 소자의 부분 단면도이다. 도 2A - 2G는 도 1에 도시된 고체 촬상 소자의 제조 방법을 단계별로 보여주는 부분 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 고체 촬상 소자의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 고체 촬상 소자는 반도체 기판(10)에 2차원으로 배열되어 광을 전기 신호로 변환하는 기능을 하는 광전 변환 소자(11); 반도체 기판(10) 상에 형성된 거친 표면을 평탄하게 하는 평탄화 층(12); 평탄화 층(12) 상에 형성된 입사광을 컬러-분리하는 컬러 필터(13); 및 각각이 직접 또는 간접으로 컬러 필터에 배치된 복수의 전사 렌즈(14)로 구성된다.
이러한 고체 촬상 소자는 도 2A-2G에 도시된 방법으로 제조할 수 있다. 가장 먼저, 거친면(도 2B)을 평탄하게하는 평탄화 층(22)을 광전 변환 소자가 2차원으로 배열되어 있는 반도체 기판(20)에 형성한다(도 2A).
이후, 복수 종류의 컬러 레지스트(감광성 컬러링 수지 조성물)을 이용하여, 포토리소그래피 공정을 복수회 반복해서 컬러 필터(23)를 형성한다(도 2C). 도 3은 컬러 필터(23)의 어레이에 대한 평면도를 보여주고 있다. G(그린) 필터는 한 화소 걸러서 배치되고, R(레드) 필터 및 B(블루) 필터는 각각 이웃하는 G 필터 사이에 삽입되고 각각 1행 걸러서 배치된다. 이와 같이 소위 말하는 베이어 어레이(Bayer array)가 형성된다. 도 1은 도 3의 라인 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
이후에는, 예를 들어 투명 수지로서 이용되는 열경화성 아크릴 수지의 코팅 용제를 컬러 필터(23)에 코팅하여, 전사 렌즈를 형성하기 위한 투명 수지층(23)을 형성한다. 또한, 투명 수지층의 에칭 레이트와는 다른 에칭 레이트로 에칭될 에칭 제어층(25)을 투명 수지층(24)에 형성한다. 이후, 렌즈 마스터를 형성하기 위한 알칼리-용해가능하고 가열-유동가능한 감광성 수지 재료층(26)을 에칭 제어층(25) 상에 형성한다(도 2D).
전사 렌즈를 형성하는데 이용되는 투명 수지층을 형성하는데 유용한 수지의 구체적인 예로는, 아크릴 수지, 플루오르-계 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 스티렌 수지, 페놀 수지 및 이들 수지의 혼성 중합체가 있다. 이들 수지 중에서, 낮은 굴절률을 갖고 있는 내열성 아크릴 수지 및 플루오르-계 아크릴 수지를 이용하는 것이 바람직할 것이다. 이들 수지는 단독으로 또는 2 이상의 종류를 혼합해서 이용될 수 있다.
여기에서, 용어 "플루오르-계 아크릴 수지"는 플루오르화된 아크릴 수지, 굴절률을 낮추는데 효과적인 플루오르-함유 군을 갖고 있는 수지와 아크릴 수지의 혼합물, 및 앞서 언급한 플루오르화된 아크릴 수지 또는 앞서 언급한 혼합물을 포함하는 것을 의미하며 이들에는 낮은 굴절률의 화합물로서 실리콘-계 표면활성제 또는 플루오르-계 표면활성제가 첨가된다. 이들 수지는 단독으로 이용될 수 있고, 필요하다면 첨가물을 이들 수지에 혼합할 수 있다. 이러한 플루오르-계 아크릴 수지로는, 예를 들어, MFS 179(상품명, Nippon Kayaku Co., Ltd.)를 이용할 수 있다.
이 실시예에 따른 전사 렌즈를 형성하기 위한 투명 수지층은 바람직하게는 그의 반사도를 낮추어 광의 표면 반사를 최소화하기 위해 1.47 이하의 굴절률을 갖고 있는 화합물을 포함하는 것이 좋다. 통상적으로, 각각이 약 1.5 - 1.6의 굴절률을 갖고 있는 앞서 언급한 아크릴 수지 또는 스티렌 수지는 고체 촬상 소자에 이용되는 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 투명한 유기 수지로서 또는 고체 촬상 소자에 이용되는 평탄화 층으로서 일반적으로 이용된다.
특히, 고체 촬상 소자용의 전사 렌즈를 형성하는데 유용한 플루오르화된 아크릴 수지는 실제로 1.38 내지 1.47 범위의 굴절률을 갖고 있기 때문에, 1.47 이하의 굴절률을 갖고 있는 화합물을 첨가해서 특히 원하는 효과를 얻는 것이 가능할 것이다. 부연하면, 1.37 이하의 굴절률을 갖고 있는 플루오르-계 아크릴 수지는 비균일성, 시싱(cissing), 낮은-부착력 등의 관점에서 볼 때 막-형성 특성이 나쁘기 때문에 이의 이용은 비현실적이다.
1.47 이하의 굴절률을 갖고 있는 화합물로는, 실리콘 화합물 또는 플루오르 화합물을 이용하는 것이 가능하다. 이 실시예에서 유용한 1.47 이하의 굴절률을 갖고 있는 화합물로는, 가시 영역(광 파장 400 nm - 700 nm 범위 내)에서 고투과율을 나타내며 우수한 내열성을 갖고 있는 화합물을 이용하는 것이 좋다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 실리콘-계 표면활성제 및 플루오르-계 표면활성제 중에서 1.47 이하의 굴절률을 갖고 있는 것을 임의로 선택할 수 있다.
1.47 이하의 굴절률을 갖고 있는 화합물과 전사 렌즈를 구성하기 위한 투명 수지층의 혼합비는 투명 수지층의 량(용적) 기준으로 0.2 중량 %이거나 그 이상이면 좋을 것이다. 이 화합물을 0.2 중량 %의 비율로 투명 수지층에 첨가할 때, 전사 렌즈의 평탄도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 이 화합물을 투명 수지층과 반응하지 않는 실리콘-계 표면활성제 또는 플루오르-계 표면활성제로 구성할 때, 이들 표면활성제의 혼합비의 상한은 약 10 중량 %가될 것이다. 부연하면, 전사 렌즈의 경도를 고려할 필요가 없다면, 이들 표면활성제는 10 중량 % 이상의 혼합비로 첨가될 수 있다.
이 실시예에서 에칭 제어층을 형성하는데 유용한 수지의 특정 예로는, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 스티렌 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지 및 이들 수지의 혼성 중합체를 포함한다. 그러나, 이들 중에서는, 에칭 레이트가 낮은 폴리스티렌 수지 또는 페놀 수지의 이용이 좀 더 바람직하다. 또한 에칭 제어층은 건식 에칭 저항이 우수한(에칭 레이트가 작은) 군을 함유하거나 벤젠 링 또는 아로매틱 링이 있는 골격 구 조(skeleton)를 갖고 있는 수지와 혼합되거나 또는 벤젠 링이 있는 경화제와 혼합되는 것이 바람직하다. 이들 수지 또는 경화제의 첨가를 통해서, 에칭 제어층의 에칭 레이트를 감소시켜, 하부 아크릴 투명 수지층에 전사되는 렌즈의 형태에서 두께를 과도하게 확대함이 없이 투명 수지층을 적당한 사이즈의 렌즈로 만드는 것이 가능하다.
이 실시예에 따른 에칭 제어층을 형성하는데 유용한 수지는 감광성 유기 수지 또는 열경화성 유기 수지일 수 있다. 촬상 소자용 재료로는, 전사 렌즈를 형성하기 위한 공정을 최적화할 수 있는 재료 및 에칭 레이트가 비교적 작은 재료 중에서 선택할 수 있다. 전사 렌즈의 높이는, 렌즈 마스터를 형성하기 위한 감광성 수지층용 재료를 변경하거니 전사 렌즈를 형성하기 위한 재료를 변경할 필요없이 에칭 제어층을 형성하는데 이용되는 수지의 종류를 적절히 바꾸어서 임의로 조정할 수 있다. 마찬가지로, 전사 렌즈의 높이는 에칭 제어층의 막 두께를 적절하게 바꾸어서 임의로 변경할 수 있다. 그러므로, 특정의 고체 촬상 소자에 대응하는 초점 거리가 다른 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 가능하다.
부연하면, 플루오르-계 아크릴 수지를 특히 전사 렌즈를 형성하기 위한 투명 수지층으로서 이용할 때는, 플루오르-계 아크릴 수지가 비교적 쉽게 이탈하는 이물질을 그의 표면에 유발한다는 사실 때문에 표면에서의 수지의 가열 유동을 이용하여 전사 렌즈를 고르게 만들기가 어렵다는 문제가 제기된다. 그러므로, 렌즈 마스터의 하부층으로서 수지의 가열 유동을 제어하는 기능을 갖는 층을 배치하는 것이 바람직하다. 여기서 이용되는 용어 "수지의 가열 유동 제어 기능"은 수지의 가열 유동 발생시 시싱을 생성함이 없이 렌즈-형성 재료의 적절한 유동 량을 유지함으로써 둥글고 평탄한 형태 및 크기의 안정성을 확보할 수 있도록 앞서 언급한 층에 퇴적된 직각의 가열-유동가능한 수지 재료(즉, 에칭 제어층에 형성된 감광성 수지층)의 유동을 제어하는 성능에 있다는 것을 의미한다. 여기서 이용된 용어 "유동 량"은 렌즈의 형태를 둥글게 만드기 위한 패턴의 현상 후에 렌즈 패턴을 가열 및 용해(유동)하는 경우에 렌즈 재료의 유동의 결과로 렌즈의 두께가 증가한다는 것을 의미한다. 그러므로, 유동 량이 한쪽에서 0.1 ㎛라고 하면, 예를 들어 높이가 0.35 ㎛ 폭이 2 ㎛인 직사각형 감광성 수지층은 가열될 때 각 측면에서 0.1 ㎛ 거리 만큼 흘러 변의 길이가 2.2 ㎛인 렌즈 마스터로 변형된다. 여기서, 적절한 유동 량은 각 측면에서 0.1-0.15 ㎛ 범위로 한정되므로, 직사각형 감광성 수지층이 렌즈 마스터로 변형될 때, 렌즈의 높이는 감광성 수지층의 높이보다 약 1.3 배 증가한다.
이 실시예에서, 렌즈 마스터를 구성하는 수지층의 에칭 레이트보다 낮은 에칭 레이트로 에칭될 수 있는 에칭 제어층이 배치되기 때문에, 가열 유동 렌즈를 제어하여 낮은 굴절률의 수지(프루오린-계 아크릴 수지)의 표면 거칠기를 억제할 수 있다. 그 결과, 전사 렌즈에서 0.35 ㎛ 이하의 좁은 갭을 확보할 수 있다.
즉, 낮은 에칭 레이트의 에칭 제어층이 배치되기 때문에, 표면 거칠기가 거의 없는 중간 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 더구나, 표면 거칠기가 거의 없는 이 중간 마이크로 렌즈의 패턴이 투명 수지층에 전사되기 때문에, 표면 거칠기가 거의 없으며 렌즈간 갭이 최소인 전사 렌즈를 얻을 수 있다. 또한, 렌즈 마스터의 패턴이 낮은 에칭 레이트의 에칭 제어층에 전사되기 때문에, 렌즈간 갭은 중간 마이크로 렌즈의 상태에서 0.35 ㎛ 이하로 한정할 수 있다. 이러한 중간 마이크로 렌즈의 패턴은 투명 수지층에 전사되기 때문에, 0.35 ㎛ 이하의 렌즈간 갭을 갖고 있는 전사 렌즈를 얻을 수 있다.
특히, 전사 렌즈를 구성하는 투명 수지층의 에칭 레이트보다 낮은 에칭 레이트로 에칭될 수 있는 에칭 제어층이 배치되기 때문에, 비교적 낮은 애스펙트비, 예를 들어, 애스팩트비가 0.14 미만이고 렌즈간 갭이 작은 전사 렌즈를 얻을 수 있다.
이 실시예에서, 렌즈 마스터를 형성하기 위한 용어 "가열-유동가능 수지 재료"는 자체가 열로 용해되는 수지 재료의 표면 장력을 통해서 곡면을 형성할 수 있는 열가소성 수지 재료를 가리키는데 이용된다. 이러한 가열-유동가능 수지 재료의 특정 예로는, 아크릴 수지, 페놀 수지 및 폴리스티렌 수지를 이용할 수 있고, 특히, 감광성이며 알칼리 현상에 의해 패턴으로 형성될 수 있는 수지를 이용할 수 있다. 부연하면, 렌즈 마스터의 하부층인 에칭 제어층을 형성하기 위해 페놀 수지를 이용하는 경우, 렌즈 마스터를 구성하기 위한 수지는 이들 수지들 중에서 에칭 레이트를 고려하여 아크릴 수지 및 폴리스티렌 수지 중에서 선택하는 것이 좋다. 렌즈 마스터용 수지의 에칭 레이트를 에칭 제어층의 에칭 레이트보다 낮게 만드는 것은, 렌즈간 갭을 최소화한다는 측면에서는 물론이고 에칭 제어층에 중간자로 형성되는 마이크로 렌즈의 높이(두께)를 줄인다는 관점에서도 바람직하다.
이후, 감광지 수지층(26)을 포토마스크를 통해 광에 노출시키고 알칼리성 현 상 용액를 이용하여 현상하여, 광전 변환 소자에 대응하는 직사각형 패턴을 형성한다. 이후 최종 패턴을 열처리하여 렌즈 마스터(27)를 형성한다(도 2E).
계속해서, 중간 마스크로서 렌즈 마스터(27)를 이용하여, 에칭 제어층(25)을 건식 에칭하여 중간 마이크로 렌즈(28)을 형성한다(도 2F).
이 실시예에서 이용되는 에칭 제어층(25)은, 수지의 가열 유동시에 렌즈 마스터의 유동성을 제어하고, 렌즈의 둥글고 평탄한 형태 및 크기의 안정성을 확보하고, 앞서 설명한 바와 같이 건식 에칭시에 렌즈 높이를 제어(즉, 아크릴 수지를 건식 에칭할 때 렌즈의 높이가 너무 크게되는 것을 방지하기 위해 미리 렌즈의 높이를 줄이는 제어)하고, 렌즈간 갭을 최소화하는데 유용하다.
마지막으로, 건식 에칭하여, 중간 마이크로 렌즈(28)의 패턴을 투명 수지층(24)에 전사하여 전사 렌즈(29)를 형성한다. 그 결과, 고체 촬상 소자가 얻어진다(도 2G).
본 발명에서 이용되는 건식 에칭은 ECR, 평행판 마그네트론, DMR, ICP 및 이중-주파수형 RIE와 같은 다양한 종류의 건식 에칭 방법 및 장치를 이용하여 실행할 수 있다.
건식 에칭에 이용되는 가스로는, 그것이 반응성(산화 및 환원 성질)을 나타내는 한 어떤 특정의 제한이 없다. 예를 들어, 구조에 있어서 플루오르, 염소, 브롬, 등과 같은 할로겐 원소를 함유하는 가스, 또는 구조에 있어서 산소 또는 황 원소를 함유하는 가스를 이용할 수 있다. 또한 앞서 언급한 가스외에 다른 다양한 종류의 가스를 이용할 수도 있다.
그러나, 실제로는 인체에 미치는 영향을 고려해 볼 때 유독성이 낮은 탄화 플루오르-계 가스를 이용하는 것이 바람직하다.
탄화 플루오르-계 가스는, 전사 렌즈의 형성시 표면 거칠기, 렌즈간 갭, 렌즈의 단면 형태, 에칭 레이트 등에 관해 우수한 특성을 실현하는데 있어서의 모든 조건을 만족할 수 있는 것을 선택해야만 한다. 전사 렌즈를 형성하는데 있어 중요한 팩터인 렌즈간 갭을 좁히는 효과를 고려한다면, 탄화 플루오르-계 가스 중에서, CF4 보다는 오히려 C3F8, C4F8, 등과 같이 F의 원자 %에 비해 C의 원자 %가 높은 종류의 가스를 선택하는 것이 좀 더 바람직하다. 이러한 종류의 가스는 전사 렌즈의 CD 게인(렌즈간 갭을 좁히는 효과)을 손쉽게 얻는데 효과적이다. 그러나, 앞서 언급한 에칭 제어층이 이용되지 않는 제조 방법의 경우에, 이들 가스만을 이용하면, 다양한 문제가 발생할 것이다. 예를 들어, 렌즈의 표면이 매우 거칠어질 것이고, 에칭 레이트는 떨어지고, 렌즈 단면에 불규칙한 형태가 생길 것이다.
예를 들어, CF4 가스만을 이용하면, 렌즈간의 갭을 좁히는 효과가 불충분할 것이다. C3F8 가스만을 이용하면, 에칭 레이트가 떨어지거나 렌즈의 단면 형태가 삼각형이될 것이다. C4F8 가스만을 이용하면, 에칭 레이트가 떨어지거나 렌즈의 표면 거칠기가 좀 더 현저해질 것이다.
He, Ar, 등과 같은 불활성 가스 또는 O2를 앞서 언급한 탄화 플르오르-계 가스에 첨가하는 것은 에칭 레이트를 향상시키는데 효과적이다. 그러나, 불활성 가 스나 O2의 첨가는 렌즈간 갭의 증가 또는 표면 거칠기의 증가와 같은 부작용을 초래하기 쉽다. 그러나, 앞서 언급한 에칭 제어층을 이 실시예에서 설명한 바와 같이 이용하면, 이들 문제를 극복할 수 있을 것이다.
이 실시예에서, CF4, C3F8 및 C4F8 가스는 각각 건식 에칭 가스로서 단독으로 이용할 수 있다. 특히, C3F8 및 C4F8을 포함하는 혼합 가스를 이용하면, 렌즈간 갭을 거의 0으로 만들고 동시에 표면 거칠기가 거의 없는 전사 렌즈를 만들 수 있다.
전사 렌즈의 형성시 건식 에칭 조건으로는, 이 조건이 이용되는 장치에 크게 의존하기 때문에, 가스 압력, 파워, 가스의 유동율, 기판의 온도, 전극간의 거리, 마그네트론의 운영 조건 등과 같은 조건들을 각 장치에 맞게 최적화해서, 최적의 조건을 O는다.
특히, 혼합 가스에서 C3F8 및 C4F8 의 혼합비를 C3F8:C4F8 = 5:1-1:9의 범위 내에 국한시키면, 렌즈의 표면 거칠기가 거의 없고 집광 효과가 높은 마이크로 렌즈를 얻을 수가 있다.
더구나, C3F8 및 C4F8을 포함하는 혼합 가스를 에칭 가스로 이용하면, 에칭 레이트가 증가하더라도, 렌즈의 표면 거칠기를 억제할 수 있다. 그러므로, 생산성을 향상시키기 위해서는, 오히려 200-400 nm/min의 에칭 레이트가 얻어지도록 건식 에칭 조건(가스 압력, 파워, 가스의 유동율, 기판의 온도, 등)을 조정해야 한다.
부연하면, 건식 에칭시에 건식 에칭의 분포나 전사 렌즈의 형태를 향상시키 기 위해서는, 이용되는 반도체 기판이 가열 및 냉각될 수 있어야 한다.
이 실시예에 따른 고체 촬상 소자를 제조하는 방법에서, 전사 렌즈를 형성하기 위한 투명 수지층의 에칭 레이트, 에칭 제어층의 에칭 레이트, 및 렌즈 마스터를 형성하기 위한 감광성 수지의 에칭 레이트는 표면 거칠기가 거의 없고 렌즈간 갭이 작은 전사 렌즈를 얻는데 있어 중요한 팩터이다. 다음의 표는 이들 층의 수지의 종류, 에칭 레이트의 바람직한 비, 및 에칭 레이트의 바람직한 값을 보여주고 있다. 부연하면, 다음의 표에서 에칭 레이트의 값은 규정된 에칭 조건하에서 얻은 기준 값이다.
에칭 레이트의 비 에칭 레이트
렌즈 마스터용 감광성 수지(스티렌 수지) 1 250nm/min
에칭 제어충 (페놀 수지) 0.08 내지 1.0 225nm/min
전사 렌즈용 투명 수지층 (아크릴 수지) 1.1 내지 1.3 300nm/min
전사 렌즈용 투명 수지층 (플루오르-계 아크릴 수지 1.2 내지 1.8 375nm/min
에칭 조건은 물론이고 전사 렌즈를 형성하기 위한 투명 수지층, 에칭 제어층 및 렌즈 마스터를 형성하기 위한 감광성 수지의 재료를, 이들의 에칭 레이트가 표에 기술된 범위 내에 국한될 수 있게 적절히 선택하면, 표면 거칠기가 거의 없고 렌즈간 갭이 작은 전사 렌즈를 얻을 수 있다.
부연하면, 투명 수지층만을 이용하여 전사 레즈(29)를 형성할 수 있을지라도, 도 4에 도시된 바와 같이, 투명 수지층을 이용하여 전사 렌즈의 중앙부분을 형성하고 컬러 필터(23)의 윗 부분을 이용해서 전사 렌즈의 주변 부분을 형성하는 것이 바람직할 것이다. 그럼으로써, 렌즈들 간의 거리를 짧게하고 촬상 소자의 광 흡수각(light-uptake angle)을 확대할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따라 앞서 설명된 바와 같이 이용되는 고체 촬상 소자의 전사 렌즈에 있어서, 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭 g는 최신 측정 SEM의 측정가능 한도인 0.035 ㎛를 넘지 않으며, 이 갭을 유지하는 이웃하는 전사 렌즈들 간의 접촉 거리 L은 전사 렌즈의 피치(회소의 사이즈)의 3-80%의 범위 내에 속하도록 국한된다.
앞서 설명한 바와 같이, 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭 g는 비교적 작고 전사 렌즈들 간의 접촉 길이 L은 비교적 크기 때문에, 구경비가 크고 감도가 우수한 마이크로 렌즈를 갖고 있는 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다.
부연하면, "최신 측정 SEM의 측정가능 한도인 0.035 ㎛를 넘지 않는 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭 g"의 표현은 이웃하는 전사 렌즈들이 서로 거의 접촉한다는 것을 의미한다. 더구나, 이웃하는 전사 렌즈들 간의 접촉 길이 L을 전사 렌즈의 피치(화소의 사이즈)의 3%로 한정하면, 렌즈의 구경비가 약 80%가 되는 한편, 접촉 길이 L을 전사 렌즈의 피치(화소의 사이즈)의 80%에 한정하면, 렌즈의 구경비는 약 98%가될 것이다.
이 접촉 길이 L을 앞서 언급한 범위 내로 한정하면, 약간의 빈공간 S가 대각선 부분에 남아있게 허용될지라도, 이들 부분은 광을 모으는데는 효용이 없으므로, 이 접촉 길이 L을 전사 렌즈의 피치(화소의 사이즈)의 3-80% 범위 내에 속하게 한정하면 충분할 것이다.
부연하면, 가열 유동 렌즈의 마스터의 직경과 비교해서 에칭 후의 전사 렌즈의 직경 변화를 CD 게인이라 칭한다. 이러한 CD 게인이 높을 때는, 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭을 좁히는 효과를 실현할 수 있다. 예를 들어, CD 게인을 X라고 가정하면, 이는 전사 렌즈의 직경이 가열 유동 렌즈의 직경에 비교해서 X의 크기만큼 증가된다는 것을 나타내므로, 가열 유동 렌즈의 렌즈간 갭이 Y라고 가정하면 전사 렌즈들 간의 갭을 (X-Y)의 크기로 감소시킬 수가 있다.
더구나, 이 실시예에 따르면, 고체 촬상 소자의 표면 거칠기(Ra)를 50 nm 이하로 한정할 수 있다. 전사 렌즈의 표면 거칠기(Ra)가 50 nm 보다 크면, 가시광의 산란이 생기기 쉬워 광의 손실이 발생한다.
앞서 설명한 바와 같이, 이 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법에서, 에칭 제어층이 배치되기 때문에, 표면 거칠기를 생성할 가능성이 많은 것으로 간주되는 아크릴 수지 또는 플루오르-계 아크릴 수지를 전사 렌즈를 구성하기 위한 투명 수지층으로 이용하더라도, 전사 렌즈의 표면 거칠기(Ra)를 50 nm 이하로 억제하는 것이 가능하다.
본 발명에서 전사 렌즈의 표면 거칠기를 최소화하는 메카니즘에 관해서 반드시 명료할 필요는 없지만, 아마도 다음과 같은 현상이 이 메카니즘에서 중요한 역활을 할 것이라도 생각할 수 있다. 즉, 유기 막을 진공 상태에서 건식 에칭 처리 할 때, 통상 유기 막의 표면만이 파괴되어 수지의 비균일 분해 및 교차-결합(cross-linking)이 발생하므로, 이때 스트레스 이완 때문에 유기 막의 표면에 주름이 생기거나 또는 미시적으로 비균일 에칭이 발생하므로 분자의 분해 또는 교차-결합 때문에 수지 표면의 분자가 이동하게 된다. 그 결과, 울퉁불퉁한 표면이 형성된다.
한편, 에칭 레이트가 낮은 에칭 제어층을 앞서 설명한 바와 같이 배치할 때, 표면 거칠기가 거의 없는 중간 마이크로 렌즈를 형성할 수 있고, 이 중간 마이크로 렌즈의 패턴을 투명 수지층에 전사할 때는 표면 거칠기가 거의 없는 전사 렌즈를 형성할 수 있다.
다음에는, 본 발명의 다양한 예와 비교예를 설명하기로 한다.
<예 1>
이 예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법은 도 2A-2G 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2A에 도시된 바와 같이, 광전 변환 소자(21), 광 차폐막 및 패시베이션층(도시 안됨)이 위에 형성되어 있는 반도체 기판(20)이 제공되며, 이 반도체 기판(20)에는 열경화성 아크릴 수지를 코팅 용액을 이용하여 스핀-코팅 수단으로 평탄화층을 형성한다(도 2B).
이후, 도 2C에 도시된 바와 같이, 3 색, 즉 그린, 블루 및 레드를 제공하기 위해 컬러 필터를 리소그래피를 3번 반복해서 형성한다.
그린 레지스트는 다음과 같이 준비되었다. 즉, C.I. 색소 엘로우 139, C.I. 색소 그린 36 및 색소 레드 15:6을 컬러 재료로 이용하여 혼합물을 형성하고 이 혼합물에 사이크로헥사논 및 PGMEA와 같은 유기 용제, 중합체 유약, 단량체 및 기폭약을 첨가해서 그린 레지스트를 형성한다.
블루 레지스트는 다음과 같이 준비되었다. 즉, C.I. 색소 블루 15:6 및 색소 바이올릿 23을 컬러 재료로 이용하여 혼합물을 형성하고 이 혼합물에 사이크로헥사논 및 PGMEA와 같은 유기 용제, 중합체 유약, 단량체 및 기폭약을 첨가해서 블루 레지스트를 형성한다.
레드 레지스트는 다음과 같이 준비되었다. 즉, C.I. 색소 레드 117, C.I. 색소 레드 48:1 및 색소 엘로우 139을 컬러 재료로 이용한다. 컬러 재료 이외의 첨가물은 그린 레지스트의 것들과 동일하다.
이후, 도 2D에 도시된 바와 같이, 골격 구조에서 벤젠 링을 갖는 아크릴 수지의 코팅 용액을 컬러 필터(23)에 코팅하여, 1 ㎛ 두께의 막을 갖고 있는 투명 수지층(24)을 형성하고 나서 막-경화 처리를 실행하기 위해 180℃의 온도에서 3분간 가열한다. 막-경화 처리후, 전사 렌즈(29)를 구성하는 투명 수지층의 굴절률은 1.51이었다.
이후, 페놀 수지를 1 ㎛ 두께로 코팅하여 에칭 제어층(25)을 형성하고 또한 알칼리-용해가능하고 감광성이며 가열-유동가능한 스티렌 수지를 코팅하여 감광성 수지층(26)을 형성한다.
계속해서, 도 2E에 도시된 바와 같이, 감광성 수지층(26)에 공지된 포토리소그래픽 처리를 하여 직사각형 패턴을 형성하고 나서, 200℃의 온도로 가열-처리를 통해 수지의 가열 유동을 발생하여 한 쪽에 대략 적당한 1 ㎛의 유동 량으로 렌즈 마스터(27)를 형성한다. 부연하면, 렌즈 마스터(27)는 높이가 0.5 ㎛이고 렌즈 마스터들 간의 갭이 0.3 ㎛인 평탄한 반-구형 렌즈이다.
이후, 둘다 탄화 플루오르 가스인 CF4 및 C3F8로 구성되는 혼합 가스를 이용해 건식 에칭을 함으로써 렌즈 마스터(27)의 패턴이 페놀 수지로 이루어진 에칭 제어층(25)에 전사되어 도 2F에 도시된 바와 같이 0.035 ㎛의 렌즈간 갭을 갖고 있는 중간 마이크로 렌즈(28)가 형성된다. 이 중간 마이크로 렌즈(28)의 높이는 렌즈 마스터(27)의 높이보다 낮은 약 0.45 ㎛이었다. 부연하면, 건식 에칭을 위한 시간은 5분으로 설정하였다.
마지막으로, 에칭 가스로서 탄화 플루오르 가스 C3F8를 이용하고, 마스크로서 중간 마이크로 렌즈(28)를 이용하여 투명 수지층(24)에 건식 에칭 처리를 행하여 도 2G에 도시된 바와 같이 전사 렌즈(29)를 형성한다. 그럼으로써 화소 사이즈가 2.5 ㎛ × 2.5 ㎛인 고체 촬상 소자가 제조된다. 부연하면, 건식 에칭을 위한 시간은 5분으로 설정하였다.
부연하면, 예 1에서 이용한 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 스티렌 수지의 에칭 레이트의 1.1 배였다. 한편, 에칭 제어층을 구성하는 페놀 수지의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 스티렌 수지의 에칭 레이트의 0.9 배였다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈(29)의 높이는 0.55 ㎛이었다.
도 3은 예 1에 따라 얻은 전사 렌즈(29)의 평면도이고, 도 6은 SEM 이미지를 보여주고 있다. 도 6으로부터 전사 렌즈(29)의 표면 거칠기가 매우 깨끗한 표면을 나타내는 10 nm 이하였고, 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하이므로, SEM의 측정가능 한도를 넘지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 더구나, 에칭 레이트가 투명 수지층의 에칭 레이트와 다른 수지를 에칭 제어층으로 이용하였기 때문에, 렌즈 마스터를 투명 수지층에 직접 형성한 경우에 비해서 높이가 낮고 렌즈간 갭이 작은 전사 렌즈를 형성할 수 있었다.
더욱이, 벤젠 링을 갖고 있는 아크릴 수지를 투명 수지층의 형성시에 이용하였기 때문에, 전사 렌즈의 표면을 평탄하게 하여 표면 거칠기를 최소화할 수 있었다.
<비교예 1>
에칭 제어층(25)을 형성하지 않고 건식 에칭을 CF4 및 C3F8로 구성되는 혼합 가스를 이용하여 실행한다는 것을 제외하고는 예 1에서 설명한 바와 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈 높이는 0.55 ㎛이었다.
도 7은 비교예 1에 따른 전사 렌즈의 SEM 이미지를 보여주고 있다. 도 7로부터 전사 렌즈의 표면 거칠기가 55 nm로 크고 렌즈간 갭 또한 0.09 ㎛로 크다는 것을 확인할 수 있다.
<예 2>
투명 수지층(24)을 구성하기 위한 수지로서 벤젠 링이 삽입되어 있지 않은 아크릴 수지가 이용되었고, 중간 마이크로 렌즈의 형성과 전사 렌즈의 형성을 위해 CF4 및 C3F8로 구성되는 혼합 가스를 이용하여 건식 에칭을 실행한다는 것을 제외하고는 예 1에서 설명한 바와 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈를 구성하는 투명 수지의 굴절률은 1.55이었다.
부연하면, 예 2에서 이용한 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 스티렌 수지의 에칭 레이트의 1.2배 이었다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.6 ㎛이었다. 예 2의 전사 렌즈의 SEM 이미지로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 거친 표면을 나타내는 60 nm이었음을 확인할 수 있다. 그러나, 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하에 한정되어 있으므로, SEM의 측정가능 한도보다 크지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것이 확인된다.
<예 3>
굴절률이 1. 45인 플루오르-계 아크릴 수지가 투명 수지층(24)을 구성하기 위한 수지로서 이용되었고, 굴절률이 1.41인 플루오르-계 표면활성제(Megafac BL-20 [상표명]; Dainippon Ink Chemical Industries Co., Ltd.)가 3 중량 %(용적으로 계산됨)의 비로 코팅 용액에 첨가된 것을 제외하고는 예 1에서 설명한 바와 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈를 구성하는 투명 수지의 굴절률은 1.44이었다.
부연하면, 예 3에서 이용한 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 스티렌 수지의 에칭 레이트의 1.6 배이었다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.64 ㎛이었다. 예 3의 전사 렌즈의 SEM 이미지로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 평탄한 표면을 나타내는 40 nm이었음을 확인할 수 있다. 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하에 한정되어 있으므로, SEM의 측정가능 한도보다 크지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것이 확인된다.
플루오르-계 표면활성제, 즉 플루오르 화합물이 투명 수지층에 혼합되었기 때문에, 에칭 레이트가 비교적 커서 건식 에칭에 기인하는 표면 거칠기를 생성하는 경향이 있는 플루오르-계 아크릴 수지를 투명 수지층으로서 이용하더라도 전사 렌즈의 표면을 평탄하게 하고 그의 표면 거칠기를 억제할 수 있었다. 더구나, 플루오르-계 표면활성제는 굴절률이 낮은 화합물이기 때문에, 전사 렌즈를 구성하는데 이용된 투명 수지층의 굴절률을 증가시키기 보다는 오히려 다소 낮출 수 있었다. 이러한 이유 때문에, 플루오르화 화합물을 함유하지 않는 투명 수지층을 이용하여 형성한 마이크로 렌즈에 비해서 반사도를 훨씬 억제할 수 있었다. 더구나, 고체 촬상 소자 안쪽으로 광이 재반사되는 것을 억제할 수 있으므로 화질을 향상시키는데 기여한다.
<예 4>
전사 렌즈를 형성하기 위해 C3F8를 이용하는 건식 에칭 시간을 5분에서 6분으로 연장한 것을 제외하면 예 1에서 설명한 바와 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다.
그 결과, 투명 수지층 아래에 위치한 컬러 필터(23)를 약 0.15 ㎛의 깊이 만큼 더 에칭 제거할 수 있어서, 마이크로 렌즈 아래의 거리(전사 렌즈의 아래쪽으로부터 광전 변환 소자까지의 거리)를 비례해서 짧게 만들 수 있었다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.55 ㎛이었다. 예 4의 전사 렌즈의 SEM 이미지로부터, 예 1의 경우와 같이, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 매우 평탄한 표면을 나타내는 10 nm이었음을 확인할 수 있다. 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하에 한정되어 있으므로, SEM의 측정가능 한도보다 크지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것이 확인된다.
<예 5>
벤조트리아졸-계 광 안정제(Adecacruse DN [상표명]; Asahi Denka Industries Co., Ltd.)가 2 중량 %(용적으로 계산됨)의 비로 투명 수지층을 형성하기 위한 수지로서 이용되는 아크릴 수지의 코팅 용액에 첨가된 것을 제외하고는 예 1에서 설명한 바와 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다. 여기서 이용된 벤조트리아졸-계 광 안정제는 벤젠 링을 갖고 있는 유기 화합물이다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈를 구성하는 투명 수지의 굴절률은 1.54이었다.
부연하면, 예 5에서 이용한 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 스티렌 수지의 에칭 레이트의 1.1 배이었다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.55 ㎛이었다. 예 5의 전사 렌즈의 SEM 이미지로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 매우 평탄한 표면을 나타내는 10 nm이었음을 확인할 수 있다. 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하에 한정되어 있으므로, SEM의 측정 가능 한계보다 크지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것이 확인된다.
베조트리아졸-계 광 안정제, 즉 플루오르 화합물 또는 벤젠 링을 갖고 있는 유기 화합물이 투명 수지층에 혼합되었기 때문에, 전사 렌즈의 표면을 평탄하게 하고 그의 표면 거칠기를 억제할 수 있다.
<예 6>
이 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법은 도 8A-8E를 참조하여 설명될 것이다.
도 8A에 도시된 바와 같이, 광전 변환 소자(31), 광 차폐막 및 패시베이션층(도시안됨)이 위에 형성되어 있는 반도체 기판(30)이 제공되고, 이 반도체 기판(30)에는 열경화성 아크릴 수지의 코팅 용액을 이용하는 스핀-코팅 방법으로 평탄화층(32)을 형성한다.
이후, 예 1에서 설명한 것과 동일한 방법으로 그리고 도 8C에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(33)를, 포토리소그래피를 3회 반복하고 3 색, 즉 그린(G), 블루(B) 및 레드(R)을 제공하기 위한 3 종류의 컬러 레지스트(그린 레지스트, 블루 레지스트 및 레드 레지스트)를 이용하여 형성한다.
이후, 굴절률이 1.45이고 에칭 레이트가 370 nm/min인 플루오르-계 아크릴 수지를 컬러 필터(33)에 코팅하여 막 두께 1 ㎛인 투명 수지층(34)을 형성한 다음 3분 동안 180℃ 온도에서 가열하여 막-경화 처리를 실행한다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈(38)의 중앙 부분을 구성하는 투명 수지층의 굴절률은 1.45이었다.
이후, 에칭 레이트가 210 nm/min인 스티렌 수지를 1 ㎛ 두께로 코팅해서 에칭 제어층(35)을 형성하고 또한 알칼리-용해가능하고 감광성이며 가열-유동가능한 아크릴 수지를 코팅하여 감광성 수지층(36)을 형성한다.
계속해서, 도 8D에 도시된 바와 같이, 감광성 수지층(36)을 공지된 포토리소그래피 처리하여 직사각형 패턴을 형성하고 나서 200℃ 온도에서 가열-처리하여 수지의 가열 유동을 생성한다. 그럼으로써, 한쪽에 대략 적절한 유동 량 0.1 ㎛으로 렌즈 마스터(37)가 형성된다. 부연하면, 렌즈 마스터(37)는 높이가 0.45 ㎛이고 렌즈 마스터들 간의 갭이 0.3 ㎛인 평탄한 반-구형 렌즈이다.
마지막으로, 둘다 탄화 플루오르 가스인 CF4 및 C3F8로 구성되는 혼합 가스를 이용하는 건식 에칭으로 마스크로서 렌즈 마스터(37)를 이용하여 에칭 제어층(35)을 에칭해서 중간 마이크로 렌즈를 형성한다. 이후, 에칭 제어층으로 구성되는 중간 마이크로 렌즈를 마스크로 이용하여, 투명 수지층(34)을 에칭 처리한다. 또한, 컬러 필터(33)를 0.15 ㎛ 깊이까지 에칭 제거하여 도 8E에 도시된 바와 같이 전사 렌즈(38)를 형성한다. 이후 이 전사 렌즈(38)는 18분 동안 230℃ 온도에서 가열되어 전사 렌즈(38)가 완전히 경화된다. 그럼으로써, 화소 사이즈가 2.5 ㎛ × 2.5 ㎛인 고체 촬상 소자가 제조된다. 예 6에 따른 전사 렌즈(38)는 그의 중앙 부분이 투명 수지층(34)으로 구성되고 그의 주변 부분은 컬러 필터(33)의 윗 부분에 의해 구성되도록 구성되어 있다.
부연하면, 예 6에서 이용된 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 1.5배이다. 한편, 에칭 제어층을 구성하는 스티렌 수지의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 0.84배이다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.675 ㎛이었다. 예 6의 전사 렌즈의 SEM 이미지로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 거친 표면을 나타내는 <예 7>
굴절률이 1.45인 플루오르-계 아크릴 수지를 투명 수지층(34)을 구성하는 수지로 이용하였고, 굴절률이 1.41인 플루오르-계 표면활성제(Megafac BL-20 [상표명]; Dainippon Ink Chemical Industries Co., Ltd.)를 3 중량 %(용적으로 계산함)의 비로 코팅 용액에 첨가하였고, 에칭 제어층을 형성하기 위해 이용된 스티렌 수지를 막 두께 0.6 ㎛인 층으로 형성된 페놀 수지로 대체한 것을 제외하고는 예 6에서 설명한 것과 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈를 형성하는 투명 수지의 굴절률은 1.44 이었다.
부연하면, 예 7에서 이용된 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 1.25배 이었다. 한편, 에칭 제어층을 구성하는 페놀 수지의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 0.8배 이었다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.56 ㎛이었다. 도 9는 예 7에서 형성된 전사 렌즈의 SEM 이미지를 보여주고 있다. 도 9로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 평탄한 표면을 나타내는 40 nm 이고, 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하에 한정되어 있으므로, SEM의 측정가능 한도보다 크지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것이 확인된다.
플루오르-계 표면활성제, 즉 플루오르 화합물이 투명 수지층에 혼합되었기 때문에, 에칭 레이트가 비교적 커서 건식 에칭에 기인하는 표면 거칠기를 생성하는 경향이 있는 플루오르-계 아크릴 수지를 투명 수지층으로서 이용하더라도 전사 렌즈의 표면을 평탄하게 하고 그의 표면 거칠기를 억제할 수 있었다. 더구나, 플루오르-계 표면활성제는 굴절률이 낮은 화합물이기 때문에, 전사 렌즈를 구성하는데 이용된 투명 수지층의 굴절률을 증가시키기 보다는 오히려 다소 낮출 수 있었다. 이러한 이유 때문에, 플루오르화 화합물을 함유하지 않는 투명 수지층을 이용하여 형성한 마이크로 렌즈에 비해서 반사도를 훨씬 억제할 수 있었다. 더구나, 고체 촬상 소자 안쪽으로 광이 재반사되는 것을 억제할 수 있으므로 화질을 향상시키는데 기여한다.
<예 8>
굴절률이 1.55인 열경화성 아크릴 수지를 투명 수지층(34)을 구성하는 수지로 이용하였고, 굴절률이 1.42인 실리콘-계 표면활성제(FZ2122 [상표명]; Nippon Unicar Co., Ltd.)를 3 중량 %(용적으로 계산함)의 비로 코팅 용액에 첨가하였고, 에칭 제어층을 형성하기 위해 이용된 스티렌 수지를 막 두께 0.6 ㎛인 층으로 형성된 페놀 수지로 대체한 것을 제외하고는 예 6에서 설명한 것과 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈를 형성하는 투명 수지의 굴절률은 1.54 이었다.
부연하면, 예 8에서 이용된 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트와 동일하였다. 한편, 에칭 제어층을 구성하는 페놀 수지의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 0.8배 이었다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.45 ㎛이었다. 예 8에서 얻은 SEM 이미지로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 매우 평탄한 표면을 나타내는 10 nm 이고, 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하에 한정되어 있으므로, SEM의 측정가능 한도보다 크지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것이 확인된다. 더구나, 투명 수지층의 에칭 레이트에 비해서 에칭 레이트가 작은 수지가 에칭 제어층으로 이용되었기 때문에, 투명 수지층의 에칭 레이트가 렌즈 마스터의 에칭 레이트와 같더라도 렌즈간 갭이 매우 작은 전사 렌즈를 형성할 수 있었다.
실리콘-계 표면활성제, 즉 실리콘 화합물이 투명 수지층에 혼합되었기 때문에, 예 7에서와 같이, 전사 렌즈의 표면을 평탄하게 하고 그의 표면 거칠기를 억제할 수 있었다. 더구나, 실리콘-계 표면활성제는 굴절률이 낮은 화합물이기 때문에, 전사 렌즈를 구성하는데 이용된 투명 수지층의 굴절률을 증가시키기 보다는 오히려 다소 낮출 수 있었다. 이러한 이유 때문에, 플루오르화 화합물을 함유하지 않는 투명 수지층을 이용하여 형성한 마이크로 렌즈에 비해서 반사도를 훨씬 억제할 수 있었다. 더구나, 고체 촬상 소자 안쪽으로 광이 재반사되는 것을 억제할 수 있으므로 화질을 향상시키는데 기여한다.
<예 9>
에칭 제어층을 형성하는데 이용한 스티렌 수지가 두께 0.6 ㎛인 층으로 형성된 페놀 수지로 대체되었다는 것을 제외하고는 예 6에서 설명한 것과 동일한 재료, 화소 사이즈 및 단계와 같은 조건으로 고체 촬상 소자를 형성하였다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈를 형성하는 투명 수지의 굴절률은 1.45 이었다.
부연하면, 예 9에서 이용된 에칭 제어층을 구성하는 페놀 수지의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 0.8배로 작았다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.65 ㎛이었다. 예 9에서 형성된 전사 렌즈의 SEM 이미지로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 거친 표면을 나타내는 70 nm 이고, 렌즈간 갭은 0.035 ㎛ 이하에 한정되어 있으므로, SEM의 측정가능 한도보다 크지 않게 한정된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈를 만들 수 있다는 것이 확인된다. 더구나, 투명 수지층의 에칭 레이트에 비해서 에칭 레이트가 작은 수지가 에칭 제어층으로 이용되었기 때문에, 투명 수지층의 에칭 레이트가 렌즈 마스터의 에칭 레이트보다 크더라도 전사 렌즈의 높이를 낮추고 렌즈간 갭이 매우 작은 전사 렌즈를 형성할 수 있었다. 더구나, 에칭 레이트가 예 6의 수지와는 다른 수지를 에칭 제어층으로 이용하였기 때문에, 렌즈 마스터를 구성하기 위한 감광성 수지층의 재료 뿐만아니라 전사 렌즈를 구성하기 위한 투명 수지층의 재료를 꼭 바꾸지 않고도 전사 렌즈의 높이를 임의로 바꿀수가 있었다.
<예 10>
이 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 제조 방법은 도 10A-10E를 참조하여 설명될 것이다.
도 10A에 도시된 바와 같이, 광전 변환 소자(51), 광 차폐막 및 패시베이션층(도시안됨)이 위에 형성되어 있는 반도체 기판(50)이 제공되고, 이 반도체 기판(50)에는 열경화성 아크릴 수지의 코팅 용액을 이용하는 스핀-코팅 방법으로 평탄화층(52)을 형성한다(도 10B).
이후, 예 1에서 설명한 것과 동일한 방법으로 그리고 도 10C에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(53)를, 포토리소그래피를 3회 반복하고 3 색, 즉 그린(G), 블루(B) 및 레드(R)을 제공하기 위한 3 종류의 컬러 레지스트(그린 레지스트, 블루 레지스트 및 레드 레지스트)를 이용하여 형성한다.
이후, 도 10D에 도시된 바와 같이, 굴절률이 1.55인 열경화성 아크릴 수지를 컬러 필터(53)에 코팅하여 막 두께 1 ㎛인 투명 수지층(54)을 형성한 다음 3분 동안 180℃ 온도에서 가열하여 막-경화 처리를 실행한다. 막-경화 처리후에, 전사 렌즈(58)의 중앙 부분을 구성하는 투명 수지층의 굴절률은 1.55이었다.
이후, 페놀 수지를 0.6 ㎛ 두께로 코팅해서 에칭 제어층(55)을 형성하고 또한 알칼리-용해가능하고 감광성이며 가열-유동가능한 아크릴 수지를 코팅하여 감광성 수지층(56)을 형성한다.
계속해서, 도 10E에 도시된 바와 같이, 감광성 수지층(56)을 공지된 포토리소그래피 처리하여 직사각형 패턴을 형성하고 나서 200℃ 온도에서 가열-처리하여 수지의 가열 유동을 생성한다. 그럼으로써, 한쪽에 대략 적절한 유동 량 0.1 ㎛으로 렌즈 마스터(57)가 형성된다. 부연하면, 렌즈 마스터(57)는 높이가 0.39 ㎛이고 렌즈 마스터들 간의 갭이 0.35 ㎛인 평탄한 반-구형 렌즈이다.
마지막으로, 둘다 탄화 플루오르 가스인 CF4 및 C3F8로 구성되는 혼합 가스를 이용하는 건식 에칭으로 마스크로서 렌즈 마스터(57)를 이용하여 에칭 제어층(55)을 에칭해서 중간 마이크로 렌즈를 형성한다. 이후, 에칭 제어층으로 구성되는 중간 마이크로 렌즈를 마스크로 이용하여, 투명 수지층(54)을 에칭 처리한다. 또한, 컬러 필터(53)를 0.15 ㎛ 깊이까지 에칭 제거하여 도 10F에 도시된 바와 같이 전사 렌즈(58)를 형성한다. 이후 이 전사 렌즈(58)는 18분 동안 230℃ 온도에서 가열되어 전사 렌즈(58)가 완전히 경화된다. 그럼으로써, 화소 사이즈가 1.8 ㎛ × 1.8 ㎛인 고체 촬상 소자가 제조된다. 예 10에 따른 전사 렌즈(58)는 그의 중앙 부분이 투명 수지층(54)으로 구성되고 그의 주변 부분은 컬러 필터(53)의 윗 부분에 의해 구성되도록 구성되어 있다.
부연하면, 예 10에서 이용된 투명 수지층의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 1.1배이다. 한편, 에칭 제어층을 구성하는 페놀 수지의 에칭 레이트는 렌즈 마스터를 구성하는 아크릴 수지의 에칭 레이트의 0.8배로 작았다.
이렇게 얻은 고체 촬상 소자의 전사 렌즈의 높이는 0.43 ㎛이었다. 도 11은 예 10에서 형성된 전사 렌즈의 SEM 이미지를 보여주고 있다. 도 11로부터, 전사 렌즈의 표면 거칠기가 평탄한 표면을 나타내는 40 nm 이고 렌즈간 갭이 0.035 ㎛ 이하에 국한되어 있으므로, 수지를 SEM의 측정가능 한도 이하로 국한된 좁은 갭을 갖고 있는 렌즈로 만들 수 있음이 확인된다.
또한, 도 11로부터, 이웃하는 렌즈들 간의 접촉 길이(0.035 ㎛ 이하인 갭들 간의 거리)는 0.8 ㎛(한쪽의 길이, 즉 1.8 ㎛에 비해 약 44%) 이었고, 구경비는 약 85% 임을 확인할 수 있다. 전사 렌즈들의 접촉 길이가 비교적 길기 때문에, 마이크로 렌즈의 구경비를 확대하여 감도가 우수한 고체 촬상 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 따르면, 화소의 사이즈가 1.8 ㎛ 정도로 매우 작을지라도, 전사 렌즈의 높이를 제어하면서 충분히 좁은 갭을 갖고 있고 표면이 평탄한 마이크로 렌즈들을 갖고 있는 고체 촬상 소자를 제조할 수 있다.

Claims (15)

  1. 2차원으로 배열된 광전 변환 소자들; 각각이 상기 광전 변환 소자들 각각에 대응하게 배치된 컬러 필터들; 및 각각이 상기 컬러 필터에 직접 또는 간접으로 배치된 복수의 전사 렌즈를 포함하는 고체 촬상 소자의 제조 방법에 있어서,
    1) 서로 컬러가 다른 복수의 컬러 필터를 형성하는 단계;
    2) 상기 컬러 필터들 상에 투명 수지층을 형성하는 단계;
    3) 상기 투명 수지층의 에칭 레이트와는 다른 에칭 레이트로 에칭될 수 있는 에칭 제어층을 상기 투명 수지층 상에 형성하는 단계;
    4) 가열-유동 수지 재료를 이용하여 상기 에칭 제어층 상에 렌즈 마스터를 형성하는 단계;
    5) 상기 에칭 제어층으로 형성되는 중간 마이크로 렌즈를 형성하기 위해 건식 에칭에 의해 상기 렌즈 마스터의 패턴을 상기 에칭 제어층에 전사하는 단계; 및
    6) 상기 투명 수지층으로 형성되는 전사 렌즈를 형성하기 위해 건식 에칭에 의해 상기 중간 마이크로 렌즈의 패턴을 상기 투명 수지층에 전사하는 단계
    를 포함하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에칭 제어층은 상기 투명 수지층의 에칭 레이트보다 에칭 레이트가 작은 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투명 수지층은 아크릴 수지로 형성되는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투명 수지층은 골격 구조(skeleton)에 있어서 벤젠 링을 갖고 있는 아크릴 수지를 포함하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명 수지층은 벤젠 링을 갖고 있는 유기 화합물을 포함하는 수지로 형성되는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투명 수지층은 플루오르-계 아크릴 수지를 포함하는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 투명 수지층은 굴절률이 1.47 이하인 화합물을 0.2% 이상 함유하는 수지로 형성되는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에칭 제어층은 수지의 가열 유동을 제어하는 기능을 갖고 있는 재료로 형성되는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 에칭 제어층은 스티렌 수지 또는 페놀 수지로 형성되는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전사 렌즈의 중앙 부분은 투명 수지층으로 형성되고, 상기 전사 렌즈의 주변 부분은 상기 컬러 필터의 윗 부분으로 형성되는 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  11. 2차원으로 배열된 광전 변환 소자; 각각이 상기 광전 변환 소자들 각각에 대응하게 배치된 컬러 필터; 및 각각이 상기 컬러 필터에 직접 또는 간접으로 배치된 복수의 전사 렌즈를 포함하는 고체 촬상 소자에 있어서,
    상기 복수의 전사 렌즈들 중에서 이웃하는 전사 렌즈들 간의 갭은 0.035 ㎛ 이하이며, 0.035 ㎛ 이하의 갭으로 배치된 이웃하는 전사 렌즈들 간의 접촉 길이는 상기 복수의 전사 렌즈의 피치의 3-80% 범위 내로 제한되는 고체 촬상 소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전사 렌즈들은 50 nm 이하의 표면 거칠기를 갖고 있는 고체 촬상 소자.
  13. 제11항에 있어서, 상기 전사 렌즈들은 굴절률이 1.47 이하인 화합물을 0.2% 이상 함유하는 고체 촬상 소자.
  14. 제13항에 있어서, 굴절률이 1.47 이하인 상기 화합물은 플루오르 화합물 또는 실리콘 화합물인 고체 촬상 소자.
  15. 제11항에 있어서, 상기 전사 렌즈들은 각각 상기 컬러 필터의 윗 부분에 의해 구성되는 주변 부분을 갖고 있는 고체 촬상 소자.
KR1020067027045A 2004-06-23 2005-06-16 고체 촬상 소자, 이의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용기판 KR101067930B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004185566 2004-06-23
JPJP-P-2004-00185566 2004-06-23
JP2005019848A JP4830306B2 (ja) 2004-06-23 2005-01-27 固体撮像素子の製造方法
JPJP-P-2005-00019848 2005-01-27
PCT/JP2005/011485 WO2006001317A1 (en) 2004-06-23 2005-06-16 Solid state imaging device, manufacturing method of the same, and substrate for solid state imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070032712A true KR20070032712A (ko) 2007-03-22
KR101067930B1 KR101067930B1 (ko) 2011-09-26

Family

ID=34972822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067027045A KR101067930B1 (ko) 2004-06-23 2005-06-16 고체 촬상 소자, 이의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용기판

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7737044B2 (ko)
EP (2) EP3185297B1 (ko)
JP (1) JP4830306B2 (ko)
KR (1) KR101067930B1 (ko)
TW (1) TWI368320B (ko)
WO (1) WO2006001317A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7862732B2 (en) 2006-06-28 2011-01-04 Tokyo Electron Limited Method for forming micro lenses and semiconductor device including the micro lenses

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4830306B2 (ja) 2004-06-23 2011-12-07 凸版印刷株式会社 固体撮像素子の製造方法
JP4561365B2 (ja) * 2005-01-07 2010-10-13 凸版印刷株式会社 マイクロレンズの製造方法及び固体撮像素子の製造方法
JP4469781B2 (ja) * 2005-07-20 2010-05-26 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP5045057B2 (ja) * 2006-03-13 2012-10-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
KR101114608B1 (ko) * 2006-04-03 2012-03-05 도판 인사츠 가부시키가이샤 컬러 촬상 소자 및 컬러 촬상 소자 제조 방법
JP4826362B2 (ja) * 2006-06-28 2011-11-30 東京エレクトロン株式会社 マイクロレンズの形成方法
JP5098310B2 (ja) 2006-11-28 2012-12-12 凸版印刷株式会社 固体撮像装置の製造方法
KR100871552B1 (ko) * 2007-03-14 2008-12-01 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서의 제조방법
JP5052952B2 (ja) * 2007-05-07 2012-10-17 東芝機械株式会社 マイクロレンズ転写成形用ロールの製造方法および製造装置
KR100905597B1 (ko) * 2007-11-19 2009-07-02 주식회사 동부하이텍 이미지센서 및 그 제조방법
JP5453947B2 (ja) * 2009-06-17 2014-03-26 ソニー株式会社 固体撮像素子の製造方法
US20110199328A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Flextronics Ap, Llc Touch screen system with acoustic and capacitive sensing
JP2012099639A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Toppan Printing Co Ltd イメージセンサ及びイメージセンサの製造方法
KR101822804B1 (ko) * 2011-07-07 2018-01-29 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 수지 조성물
US20130100324A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Sony Corporation Method of manufacturing solid-state image pickup element, solid-state image pickup element, image pickup device, electronic apparatus, solid-state image pickup device, and method of manufacturing solid-state image pickup device
JP5897379B2 (ja) * 2012-03-30 2016-03-30 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体面の加工方法
JP2014041181A (ja) * 2012-08-21 2014-03-06 Hitachi Chemical Co Ltd レンズ付き基板及びその製造方法、並びにレンズ付き光導波路

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6053073A (ja) 1983-09-02 1985-03-26 Hitachi Ltd マイクロレンズ付固体撮像素子および製法
JPH0637058A (ja) 1992-07-17 1994-02-10 Toshiba Corp ドライエッチング方法
JPH05335531A (ja) * 1992-05-27 1993-12-17 Sharp Corp 固体撮像装置
JP3254759B2 (ja) 1992-09-25 2002-02-12 ソニー株式会社 光学素子およびオンチップレンズの製造方法
JP2833941B2 (ja) * 1992-10-09 1998-12-09 三菱電機株式会社 固体撮像装置とその製造方法
US5605783A (en) * 1995-01-06 1997-02-25 Eastman Kodak Company Pattern transfer techniques for fabrication of lenslet arrays for solid state imagers
JP3405620B2 (ja) * 1995-05-22 2003-05-12 松下電器産業株式会社 固体撮像装置
JP3747682B2 (ja) 1999-03-17 2006-02-22 凸版印刷株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
EP1107316A3 (en) 1999-12-02 2004-05-19 Nikon Corporation Solid-state image sensor, production method of the same and digital camera
JP4543470B2 (ja) 1999-12-28 2010-09-15 株式会社ニコン 固体撮像素子及びデジタルカメラ
JP4123667B2 (ja) * 2000-01-26 2008-07-23 凸版印刷株式会社 固体撮像素子の製造方法
KR100602368B1 (ko) * 2000-10-31 2006-07-14 매그나칩 반도체 유한회사 광차단막을 이용한 이미지 센서의 평탄화 방법
KR100382723B1 (ko) 2000-11-13 2003-05-09 삼성전자주식회사 고체촬상소자 및 그 제조방법
JP2003229550A (ja) 2002-02-01 2003-08-15 Fuji Film Microdevices Co Ltd 固体撮像素子およびその製造方法
JP2003315506A (ja) * 2002-04-23 2003-11-06 Toppan Printing Co Ltd マイクロレンズの製造方法
JP2003332547A (ja) * 2002-05-16 2003-11-21 Fuji Film Microdevices Co Ltd 固体撮像素子及びその製造方法
JP4216009B2 (ja) * 2002-07-05 2009-01-28 大阪瓦斯株式会社 フルオレン含有樹脂
US7084472B2 (en) * 2002-07-09 2006-08-01 Toppan Printing Co., Ltd. Solid-state imaging device and manufacturing method therefor
TWI278991B (en) * 2002-07-09 2007-04-11 Toppan Printing Co Ltd Solid image-pickup device and method of manufacturing the same
JP4304987B2 (ja) * 2003-01-24 2009-07-29 凸版印刷株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
JP2004094119A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Canon Inc 微小光学素子、及び微小光学素子を有する表示素子、表示装置、撮像素子、撮像装置
US20040082096A1 (en) * 2002-10-25 2004-04-29 Katsumi Yamamoto Method for forming an image sensor having concave-shaped micro-lenses
US6861280B2 (en) * 2002-10-25 2005-03-01 Omnivision International Holding Ltd Image sensor having micro-lenses with integrated color filter and method of making
US6640057B1 (en) * 2002-10-28 2003-10-28 Eastman Kodak Company Imaging using silver halide films with inverse mounted micro-lens and spacer
US7115853B2 (en) * 2003-09-23 2006-10-03 Micron Technology, Inc. Micro-lens configuration for small lens focusing in digital imaging devices
JP4830306B2 (ja) * 2004-06-23 2011-12-07 凸版印刷株式会社 固体撮像素子の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7862732B2 (en) 2006-06-28 2011-01-04 Tokyo Electron Limited Method for forming micro lenses and semiconductor device including the micro lenses

Also Published As

Publication number Publication date
EP3185297B1 (en) 2018-12-05
JP2006041467A (ja) 2006-02-09
WO2006001317A1 (en) 2006-01-05
WO2006001317B1 (en) 2006-04-06
TWI368320B (en) 2012-07-11
US20090206435A1 (en) 2009-08-20
JP4830306B2 (ja) 2011-12-07
EP1759414A1 (en) 2007-03-07
US20070058068A1 (en) 2007-03-15
EP3185297A1 (en) 2017-06-28
US8004028B2 (en) 2011-08-23
EP1759414B1 (en) 2018-01-17
KR101067930B1 (ko) 2011-09-26
TW200614495A (en) 2006-05-01
US7737044B2 (en) 2010-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101067930B1 (ko) 고체 촬상 소자, 이의 제조 방법, 및 고체 촬상 소자용기판
US7932122B2 (en) Manufacturing method for solid state image pickup device
CN100533749C (zh) 固体摄像元件及其制造方法
JP4696927B2 (ja) マイクロレンズアレイの製造方法
JP4984400B2 (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
KR102471568B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 그 제조 방법
JP4561365B2 (ja) マイクロレンズの製造方法及び固体撮像素子の製造方法
JP2019200279A (ja) 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法
CN100517739C (zh) 固态成像装置及其制造方法
JP6816717B2 (ja) イメージセンサおよびその製造方法
JP4725106B2 (ja) 固体撮像素子の製造方法
KR101917944B1 (ko) Cmos 이미지 센서(cis) 및 cis의 컬러필터 결합체 제조 방법
JP2017112180A (ja) 固体撮像素子用マイクロレンズの製造方法
JP2018205685A (ja) 固体撮像素子の製造方法およびナノインプリントリソグラフィー用原版
JP2005311275A (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
JP2008130732A (ja) カラー固体撮像素子の製造方法
JP2006190905A (ja) 固体撮像素子及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140901

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150819

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160818

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170818

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180816

Year of fee payment: 8