KR20090082117A - 마이크로 렌즈의 제조 방법 및 고체 촬상 장치의 제조 방법 - Google Patents

마이크로 렌즈의 제조 방법 및 고체 촬상 장치의 제조 방법 Download PDF

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키미히로 사이토
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법은 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 기판상에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정은 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광을 해당 무기 레지스트막에 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터에 의거하여, 상기 무기 레지스트막 표면으로부터의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 상기 노광광의 조사 강도를 조정하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020090004373
마이크로 렌즈, 고체 촬상 장치

Description

마이크로 렌즈의 제조 방법 및 고체 촬상 장치의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING MICROLENS AND METHOD FOR MANUFACTURING SOLID-STATE IMAGE SENSOR}
본 발명은 마이크로 렌즈의 제조 방법 및 상기 마이크로 렌즈가 탑재되는 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
마이크로 렌즈나 마이크로 렌즈 어레이의 용도는 분할된 미소 소자에 집광하는 마이크로 렌즈, 및 단품(single-part) 렌즈의 대체품으로서의 마이크로 렌즈로 대별된다.
상기 분할된 미소 소자에 집광하는 마이크로 렌즈의 용도로는 예를 들면, 수광 소자를 갖는 카메라의 고체 촬상 소자(CCD)나 팩스의 판독용 이미지 센서에 대해 광전 변환 소자의 유효 영역에 입사광을 집속하여 광량을 유효하게 이용하는 수단으로서의 용도가 있다.
또한, 2차원으로 배치된 반투과형 액정 표시 패널의 표시 화소에 유효하게 광을 모음에 의해 휘도를 높이는 수단으로서의 용도가 있다.
상기 단품 렌즈의 대체품으로서의 마이크로 렌즈의 용도로는 리어형 프로젝 터의 렌티큘라 렌즈의 대체품 등의 용도가 있다.
마이크로 렌즈(마이크로 렌즈 어레이의 마이크로 렌즈도 포함한다)를 제조하는 방법으로서는 레지스트를 용융시키고, 용융시킨 레지스트의 표면장력을 이용하여 곡면을 형성하는 방법이 알려져 있다.
예를 들면, 도 15(a)에 도시하는 바와 같이, 기판(101)상에 형성된 렌즈 형성막(102)상에 포토레지스트막을 형성하고, 이 포토레지스트막에 노광, 현상을 시행하여, 원주 형상의 레지스트 패턴(103)을 얻는다.
뒤이어, 도 15(b)에 도시하는 바와 같이, 레지스트 패턴(103)을 가열하여 유동시킴에 의해 볼록 렌즈형상으로 한다. 그 후, 냉각하여 고화시켜, 볼록 렌즈형상의 레지스트 렌즈 패턴(104)을 얻는다.
다음에, 이 볼록 렌즈형상의 레지스트 렌즈 패턴(104)과 렌즈 형성막(102)을 에칭한다.
그 결과, 도 15(c)에 도시하는 바와 같이, 렌즈 형성막(102)에 상기 볼록 렌즈형상의 레지스트 렌즈 패턴(104)(상기 도 15(b) 참조)의 형상이 전사되어, 볼록 렌즈형상의 마이크로 렌즈(105)가 형성된다.
또한, 도시하지 않았지만, 기판상에 형성된 폴리머막을 레이저 가공에 의해 원주 형상으로 형성한 후, 그 원주 형상으로 형성된 폴리머막을 유동시켜서, 그 폴리머의 표면장력을 이용하여 볼록 렌즈형상으로 한다. 그 후, 폴리머를 냉각하여 고화시켜서, 마이크로 렌즈를 형성한다.
상기 마이크로 렌즈의 제조 방법에서는 대면적에 복수의 마이크로 렌즈를 형 성하는 것에 대응시키는 것은 가능하지만, 마이크로 렌즈의 형상을 결정하는 볼록 렌즈 형상의 레지스트 패턴은 그 레지스트의 유동에 의해 결정된다. 이 때문에, 설계상의 자유도가 낮고, 바람직한 화소광 확산 특성을 얻는 것이 곤란하였다.
또한, 레지스트 패턴을 가열하여 연화시켜서 유동화시킨 때, 인접한 레지스트 패턴끼리가 접촉한 경우에는 표면장력에 의해 매끈하게 이어져서, 렌즈형상이 비뚤어진다는 문제가 발생한다. 이 때문에, 서로 연결한 마이크로 렌즈 어레이를 작성하는 것이 곤란하였다.
근래의 컴팩트 디지털 카메라나 휴대 전화의 카메라는 소형화·박형화가 진행되어, 렌즈와 고체 촬상 소자(예를 들면, CCD, CMOS 센서)의 거리가 좁아져 오고 있다. 이 때문에, 마이크로 렌즈 어레이에 입사하는 광의 각도가 고체 촬상 장치의 주변 영역에서는 커져서, 수광 유효 영역으로부터 벗어남에 의해 수광 효율의 감소에 의한 감도 저하의 문제가 일어나고 있다.
상기 문제를 해결하기 위해, 전자 빔 노광 기술을 이용하여 DML(디지털 마이크로 렌즈)에 의해 수광부의 위치에 맞추어서 최적화한 렌즈의 형상으로 형성하고, 30도 이상의 입사각에 있어서의 수광 효율의 향상을 달성하고 있는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, "Kimiaki Toshikiyo, Takanori Yogo, Motonari Ishii, Kazuhiro Yamanaka, Toshinobu Matsuno, Kazutoshi Onozawa, Takumi Yamaguchi 저", 및 "A MOS Image Sensor with Microlenses Built by Sub-Wavelength Patterning" 2007 ISSCC, SESSION 28, IMAGE SENSORS 28.8 2007년" 참조).
또한, 상기한 바와 같은 마이크로 렌즈 어레이에 대해, 렌즈마다 형상의 변 화를 갖게 하는 방법으로서, 렌즈형의 꽉 누르는 압력을 비등방으로 함에 의해 달성하고 있는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 특개평 09-323353호 공보 참조).
전자의 방법에서는 전자 빔 노광이라는 어마어마한 장치가 필요하다는 문제점이 있고, 후자의 방법에서는 임의 형상의 마이크로 렌즈를 형성하는 점에서 자유도가 낮아, 금후의 마이크로 렌즈의 미소화에 대해서는 적용이 어렵다는 문제점이 있다.
해결하고자 하는 문제점은 전자 빔 노광 장치를 이용하지 않으면, 임의 형상의 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 곤란하다는 점이다.
본 발명은 전자 빔 노광 장치를 이용하지 않고, 임의 형상의 마이크로 렌즈를 얻는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 렌즈의 제조 방법은 마이크로 렌즈의 반전(reverse)형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 기판상에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정은 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광(exposure light)을 해당 무기 레지스트막에 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터에 의거하여, 상기 무기 레지스트막 표면으로부터의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 상기 노광광의 조사 강도를 조정한다.
본 발명의 상기 한 실시예에 따른 마이크로 렌즈의 제조 방법에서는 마이크로 렌즈 몰드를 형성할 때, 전자선 노광을 이용하지 않고 광 노광을 이용하여, 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광을 무기 레지스트막에 조사한다. 이 때, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터에 의거하여, 무기 레지스트막 표면으로부터의 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 노광광의 조사 강도를 조정한다. 이로써, 무기 레지스트막의 2차원면 내에 노광광을 소망하는 조사 강도로 조정하여 조사하는 것이 가능해진다.
따라서 소망하는 마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 에칭에서는 에칭 조건을 제어함에 의해, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이를 제어하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 렌즈의 제조 방법은 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 기판상에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정은 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 노광광을 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정을 가지며, 상기 노광광을 조사할 때, 상기 노광광의 광로에 삽입한 공 간 변조기에 의해 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 노광광을 변조한다.
본 발명의 상기 다른 실시예에 따른 마이크로 렌즈의 제조 방법에서는 마이크로 렌즈 몰드를 형성할 때, 전자선 노광을 이용하지 않고 광 노광을 이용하여, 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 대해, 공간 변조기에 의해 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 변조된 노광광을 무기 레지스트막에 조사한다. 이로써, 무기 레지스트막의 2차원면 내에 소망하는 마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻는 노광이 가능해진다.
또한, 에칭에서는 에칭 조건을 제어함에 의해, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이를 제어하는 것이 가능해진다.
본 발명의 따른 또 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법은 입사광을 광전 변환하는 수광부를 가지며, 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에, 상기 입사광을 상기 수광부에 집광하는 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈는 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 형성되고, 상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정은 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광을 해당 무기 레지스트막에 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상 의 프로파일 데이터에 의거하여, 상기 무기 레지스트막 표면으로부터의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 상기 노광광의 조사 강도를 조정한다.
본 발명의 상기 또 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에서는 본 발명의 마이크로 렌즈의 제 1 제조 방법을 이용하여 마이크로 렌즈를 형성하기 때문에, 전자선 노광을 이용하지 않고, 소망하는 형상의 마이크로 렌즈가 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법은 입사광을 광전 변환하는 수광부를 가지며, 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에, 상기 입사광을 상기 수광부에 집광하는 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 가지며, 상기 마이크로 렌즈는 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 형성되고, 상기 마이크로 렌즈 몰드는 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 노광광을 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정에 의해 형성되고, 상기 노광광을 조사할 때, 상기 노광광의 광로에 삽입한 공간 변조기에 의해 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 노광광을 변조한다.
본 발명의 상기 또다른 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법에서는 본 발명의 마이크로 렌즈의 제 1 제조 방법을 이용하여 마이크로 렌즈를 형성하기 때문에, 전자선 노광을 이용하지 않고, 소망하는 형상의 마이크로 렌즈가 형성된다.
본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법은 마이크로 렌즈 몰드에 소망하는 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성할 수 있기 때문에, 그 마이크로 렌즈 몰드를 이용함으로써, 소망하는 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.
따라서, 마이크로 렌즈에 의한 집광 특성의 향상을 도모할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 노광에 전자선을 이용하는 일 없이, 광 노광을 이용함으로써, 노광 장치의 비용의 저감, 제조 공정의 비용의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은 본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법을 이용하여 마이크로 렌즈를 형성하기 때문에, 소망하는 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 따라서, 마이크로 렌즈에 의한 집광 특성의 향상을 도모할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 노광에 전자선을 이용하는 일 없이, 광 노광을 이용함으로써, 노광 장치의 비용의 저감, 제조 공정의 비용의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법에 관한 한 실시예를 이하에 설명한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 마이크로 렌즈의 제조 방법은 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 기판상에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 마이크로 렌즈를 형성한다.
상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정에 관해, 도 1(a) 내지 도 1(e) 및 도 2의 제조 공정도에 의해 설명한다.
도 1(a)에 도시하는 바와 같이, 몰드 기판(11)상에 무기 레지스트막(12)을 형성한다. 상기 몰드 기판(11)으로는 산화 실리콘(SiO2) 기판 또는 유리 기판을 사용한다. 상기 무기 레지스트막(12)으로는 예를 들면, 천이금속의 산화물을 사용한다. 예를 들면 텅스텐 산화물, 몰리브덴 산화물 또는 텅스텐 몰리브덴 합금의 산화물 등을 사용한다. 이들의 재료는 예를 들면, 스패터링에 의해 몰드 기판(11)상에 형성된다. 상기 무기 레지스트막(12)은 비정질 상태로 형성된다.
다음에, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 몰드 기판(11)에 형성한 무기 레지스트막(12)에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광(L)을 조사한다. 예를 들면, 도면 화살표 방향으로 조사하는 것을 복수회 반복하는 이른바 래스터 스캔에 의해 조사를 행한다.
또한, 도 1(b) 내지 도 1(e)에서는 몰드 기판(11)의 도시는 생략하였다.
상기 조사 방법은 상기 노광광(L)을 X축 방향으로 주사하는 것을 무기 레지스트막(12)이 형성된 몰드 기판(11)을 X축에 대해 직교하는 Y축 방향으로 이동할 때마다 행한다.
상기 노광광(L)으로는 예를 들면 파장이 405㎚의 반도체 레이저광을 이용한다. 이 노광광(L)은 상기 레이저광으로 한정되는 것이 아니라, 무기 레지스트(12)의 종류에 의해, 파장, 레이저 발진의 종류는 적절히 선택된다. 예를 들면, 고체 레이저의 고조파를 이용할 수도 있다.
상기 스캔 방법은 예를 들면, 열방향을 Y축, 행방향을 X축으로 하여, 상기 몰드 기판(11)을 제 1열에서 고정하고, X축 방향으로 노광광(L)을 주사하여 무기 레지스트막(12)에 조사한다.
다음에, 몰드 기판(11)을 Y축 방향으로 1스텝 이동시키고, 제 2 열의 위치에 고정한다. 그리고, X축 방향으로 노광광(L)을 주사하여 무기 레지스트막(12)에 조사한다.
이와 같이, 몰드 기판(11)을 1스텝씩 이동시켜서 고정하고, 노광광(L)을 X축 방향으로 주사하여 무기 레지스트막(12)에 조사하는 것을 예를 들면 m회 반복한다. 여기서, m은 마이크로 렌즈의 크기에 의해 적절히 설정되는 Y축 방향의 스텝 수이다.
또한, 노광광(L)의 주사시에는 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터를 참조하고, 상기 무기 레지스트막(12) 표면으로부터의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 상기 노광광(L)의 조사 강도를 예를 들면, X축 방향의 분할 수에 맞추어서 조정한다.
예를 들면, X축 방향의 분할 수를 n으로 하면, n은 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상에 있어서, Y축 방향의 어느 1열에 대한 X축 방향의 프로파일 데이터 수에 대응한다.
예를 들면, 1회의 노광광(L)의 주사에 있어서, 프로파일 데이터 수가 i개인 경우에는 n=i회, 노광광의 강도가 조정되게 된다.
예를 들면, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터 맵은 X축 방향으로 n=i =31이고, Y축 방향으로 j=31스텝의 맵으로 되어 있다.
이 프로파일 데이터 맵에 대응시켜서, 노광의 파워 계조(gradation) 맵을 형성한다.
예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같은 노광의 파워 계조 맵을 형성한다.
또한, X축 방향, Y축 방향 모두, 파워 데이터가 "0"인 행 및 열에는 노광광(L)의 조사는 행하지 않는다. 노광광(L)의 조사에서는 예를 들면, 노광의 파워 계조의 수치가 커질수록, 조사 강도를 강하게 한다.
이와 같이, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터를 참조하고, 무기 레지스트막(12)의 표면으로부터의 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 노광광(L)의 파워 계조를 변화시킨다. 즉, 조사 강도를 조정한다.
상기한 바와 같이, 래스터 스캔에 의해 무기 레지스트막(12)을 노광한다.
이 결과, 도 1(3)에 도시하는 바와 같이, 상기 무기 레지스트막(12)은 레이저광 조사에 의한 열화학 반응에 의해 노광광(L)을 조사한 부분에서 결정화가 진행되고, 그래서 팽윤(swelling)하고, 막에 미세한 틈이 생긴다.
상기 상태에서, 상기 무기 레지스트막(12)을 에칭한다.
이 결과, 도 1(d)에 도시하는 바와 같이, 상기 무기 레지스트막(12)에 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)이 형성된다.
또한, 상기 노광에서는 무기 레지스트막(12)의 재질을 선택함으로써, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 형상을 제어할 수 있다.
예를 들면, 무기 레지스트막(12)으로 텅스텐 산화물을 사용한 경우, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 측벽부분이 세워진 상태로 형성되기 쉬워지고, 애스펙트비가 취해질 수 있는 에칭 가공이 가능해진다. 예를 들면, 무기 레지스트막(12)의 표면으로부터 100㎚ 정도의 깊이까지 마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻기 위한 노광이 가능해진다.
또한, 무기 레지스트막(12)으로 몰리브덴 산화물을 사용한 경우, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 측벽부분이 완만하게 경사한 상태로 형성되기 쉬워진다.
또한, 무기 레지스트막(12)으로 텅스텐과 몰리브덴의 합금의 산화물을 사용한 경우에는 그 혼합비를 조정함에 의해, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 측벽부분의 경사를 조정하는 것이 가능해진다.
상기 무기 레지스트막(12)을 이용한 프로세스는 상(phase) 변화 마스터링(PTM : Phase Transition mastering) 기술을 응용한 것이고, 광조사에 의해 무기 레지스트막(12)의 하프톤의 깊이 제어를 할 수 있는 점에서 마이크로 렌즈의 형성에 적합하다.
상기 프로세스에 의해, 무기 레지스트막(12)에 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)이 형성된다. 그리고, 상기 프로세스를 소망하는 렌즈 형성 위치에 대응시켜서 반복 행함에 의해, 도 1(5)에 도시하는 바와 같이, 상기 무기 레지스트막(12)에 복수의 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)을 형성할 수 있다. 이와 같이 하여, 마이크로 렌즈 어레이를 형성하기 위한 마이크로 렌즈 몰드(10)이 형성된다.
상기 마이크로 렌즈 몰드(10)은 래스터 스캔할 때의 노광광량을 조절함으로 써, 각 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)을 개개의 마이크로 렌즈의 형상에 맞춘 형상으로 형성할 수 있다는 이점이 있다.
도시하지 않았지만, 상기 마이크로 렌즈 몰드(10)의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)이 형성된 무기 레지스트막(12)을 기체(substrate)상에 형성된 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 렌즈 형성막에 꽉 누른다. 그러면, 렌즈 형성막에 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)이 전사되고, 렌즈 형성막에 마이크로 렌즈가 형성된다.
따라서 1회의 형 누름에 의해, 복수의 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 가능해진다.
다음에, 상기 노광을 행하는 노광 장치에 관해, 도 3의 개략 구성도에 의해 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 노광 장치(30)는 노광광(L)을 발진하는 광원(31)을 구비하고 있다. 이 광원(31)은 예를 들면 노광광(L)을 발진하는 반도체 레이저 발진기(32)와, 그것을 구동하는 광원 구동부(33)를 갖는다. 이 광원(31)은 반도체 레이저 발진기로 한정되지 않고, 노광광(L)을 발진할 수 있는 것이면, 어떠한 광원도 이용할 수 있다. 예를 들면 고체 레이저 발진기를 이용할 수도 있다.
상기 광원(31)으로부터 발진된 노광광(L)은 콜리메이터 렌즈(34), 빔 정형부(35), 갈바노 미러(6), 집광 광학부(37)의 순서로 배치된 광학계를 통과하여, 피조사물(예를 들면, 상기 무기 레지스트막(12))에 조사된다.
상기 빔 정형부(35)는 예를 들면 빔 정형 프리즘으로 구성되어 있다.
상기 갈바노 미러(6)는 예를 들면 갈바노 구동부(38)에 의해, 각도가 바뀌도록 되어 있다.
이로써, 노광광(L)이 조사면에 대해 주사된다. 또한, 노광광(L)의 조사면에는 피조사물(예를 들면 상기 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막)을 고정하는 스테이지(도시 생략)가 마련되어 있다. 이 스테이지는 X축 방향, Y축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 호스트 컴퓨터(41)를 구비하고, 이 호스트 컴퓨터(41)에서는 미리 래스터 스캔하여 각 좌표에서 주는 노광광(L)의 파워 계조 데이터를 수치화한다. 그 데이터를 기억하는 메모리(42)가 구비되어 있다. 즉, 메모리(42)에서는 래스터 스캔의 각 좌표 위치와, 그것에 대응한 노광광(L)의 파워 계조 데이터를 수치화한 정보가 기억되어 있다.
그리고 노광 제어부(43)에 의해, 메모리(42)에 기억된 래스터 스캔의 좌표 위치를 갈바노 구동 신호로 변환하여 갈바노 구동부(38)에 지령하고, 갈바노 구동부(38)가 그 지령에 의거하여 상기 갈바노 미러(6)를 구동한다.
동시에, 노광 제어부(43)에 의해, 래스터 스캔의 좌표 위치에 대응한 상기 수치화된 파워 계조 데이터를 취출하고, 그것을 파워 제어 신호로 변환하여 광원 구동부(33)에 지령한다. 광원 구동부(33)에서는 파워 제어 신호에 대응하여 노광광(L)의 강도가 얻어지도록 되어 있고, 광원(31)으로부터 노광광(L)이 발진되도록 되어 있다.
다음에, 상기 노광 장치(30)에 의한 래스터 스캔에 의한 노광을 설명한다.
마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻기 위한 좌표 위치는 예를 들면 X축 방향으로 1024스텝, Y축 방향으로 1024스텝으로 분할되어 있다. 그 분할 수에 대응하도록, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, X축 방향으로 "0"번지 내지 "1023"번지, Y축 방향으로 "0"번지 내지 "1023"번지에 대응하도록, 상기 노광 제어부에 의해, 파워 제어 신호가 결정된다. 또한, 노광광(L)은 X축 방향으로 주사하고, 스테이지를 Y축 방향으로 주사하는 경우를 도시하였다. 또한 도면의 Z축은 레이저광을 발진시키기 위한 광원 구동부의 파워를 나타낸다.
또한, Y축 방향의 소정 번지에 있어서의 X축 방향에 노광광(L)이 주사될 때의 갈바노 구동 신호의 한 예를 도 4(b)에 도시한다.
따라서 도 5(a)의 A부 확대도인 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, X축 방향의 1번지마다 갈바노 구동 신호에 의해 갈바노 미러를 구동시키면서, 그 번지에 대응한 파워 제어 신호로 변화시킨다. 이것을 X축 방향으로 "0"번지 내지 "1023"번지에 대해 행하고, Y축 방향의 어느 번지에 대응하는 노광이 완료된다. 이와 같은 노광을 Y축 방향의 "0"번지 내지 "1023"번지까지 행함으로써, 하나의 마이크로 렌즈의 반전 형상의 부분이 노광된다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 렌즈의 제조 방법에서는 마이크로 렌즈 몰드(10)을 형성할 때, 전자선 노광을 이용하지 않고 광 노광을 이용하여, 몰드 기판(11)에 형성한 무기 레지스트막(12)에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광(L)을 무기 레지스트막(12)에 조사한다. 이 때, 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)의 프로파일 데이터에 의거하여, 무기 레지스트막(12) 표면으로부터의 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)의 깊이에 대응시켜서 노광광(L)의 조사 강도를 조정한다. 이로써, 무기 레지스트막(12)의 2차원면 내에 노광광(L)을 소망하는 조사 강도로 조정하여 조사하는 것이 가능해진다.
따라서 마이크로 렌즈 몰드(10)에 소망하는 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 에칭에서는 에칭 조건을 제어함에 의해, 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)의 깊이를 제어하는 것이 가능해진다.
따라서, 상기 마이크로 렌즈 몰드(10)으로 형성한 마이크로 렌즈는 설계치에 가까운 또는 설계치대로의 형상의 마이크로 렌즈가 되기 때문에, 그 마이크로 렌즈에 의한 집광 특성의 향상을 도모할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 노광에 전자선을 이용하는 일 없이, 광 노광을 이용하기 때문에, 노광 장치의 비용의 저감, 제조 공정의 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 노광광(L)의 강도를 직접 제어하기 때문에, 마스크가 불필요해지고, 제조 공정이 간소화된다.
다음에, 본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법에 관한 다른 실시예를 이하에 설명한다.
본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법에 있어서, 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 기판상에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 마이크로 렌즈를 형성한다.
상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정에 관해, 도 6(a) 내지 도 6(e), 및 도 7의 제조 공정도에 의해 설명한다.
도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 몰드 기판(11)에 무기 레지스트막(12)을 형성한다. 상기 몰드 기판으로는 산화 실리콘(SiO2) 기판 또는 유리 기판을 사용한다. 상기 무기 레지스트막(12)으로는 예를 들면, 천이금속의 산화물을 사용한다. 예를 들면 텅스텐 산화물, 몰리브덴 산화물 또는 텅스텐 몰리브덴 합금의 산화물 등을 사용한다. 이들의 재료는 예를 들면, 스패터링에 의해 몰드 기판(11)상에 형성된다. 상기 무기 레지스트막(12)은 비정질 상태로 형성된다.
그리고, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 몰드 기판(11)에 형성한 무기 레지스트막(12)에 대해 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 변조된 노광광(L)을 조사한다.
상기 노광광(L)으로는 예를 들면 파장이 405㎚의 반도체 레이저광을 이용한다. 이 노광광(L)은 상기 레이저광으로 한정되는 것이 아니고, 무기 레지스트(12)의 종류에 의해, 파장, 레이저 발진의 종류는 적절히 선택된다. 예를 들면, 고체 레이저의 고조파를 이용할 수도 있다.
도 6(b) 내지 도 6(e)에서는 몰드 기판(11)의 도시는 생략하였다.
상기 조사 방법은 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 노광광(L)을 공간 변조기(51)에 의해, 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 노광광을 변조한다. 상기 공간 변조기(51)로는 예를 들면 가동 슬릿(52)을 이용할 수 있다. 또 한, 도 7의 평면도와 단면도의 축척은 일치시키지 않고, 평면도가 축소되어 그려져 있다.
예를 들면, 노광광(L)의 광 지름의 범위 내에서 가동 슬릿(52)의 개구부(53)를 예를 들면, 노광광(L)의 중심에 대해, X축 방향, Y축 방향의 2차원 방향으로 이동시킨다. 또는 노광광(L)의 중심에 대해, 편심시켜서 원운동 또는 타원운동시킨다.
이로써, 노광광(L)을 소망하는 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 변조한다.
예를 들면, 가동 슬릿(52)의 개구부(53)의 중심에 노광광(L)의 중심이 있는 때에는 노광광의 강도 분포는 예를 들면 강도 분포(A)가 된다. 그리고 가동 슬릿(52)을 화살표 방향(예를 들면 X축의 도면 오른쪽 방향)으로 가동시킴으로써, 노광광(L)의 강도 분포는 예를 들면 강도 분포(B)를 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이, 노광광(L)을 공간 변조기(51)에 의해, 도 6(b)에 도시하는 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일(강도 분포)로 변조하여, 무기 레지스트막(12)에 조사한다.
이 결과, 도 6(c)에 도시하는 바와 같이, 상기 무기 레지스트막(12)은 레이저광 조사에 의한 열화학 반응에 의해 부분적으로 결정화가 진행되고, 그리고 팽창하고, 막에 미세한 틈이 생긴다.
상기 상태에서, 상기 무기 레지스트막(12)을 에칭한다.
이 결과, 도 6(d)에 도시하는 바와 같이, 상기 무기 레지스트막(12)에 마이 크로 렌즈의 반전 형상(13)이 형성된다.
또한, 상기 노광에서는 무기 레지스트막(12)의 재질을 선택함으로써, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 형상을 제어할 수 있다.
예를 들면, 무기 레지스트막(12)으로 텅스텐 산화물을 사용한 경우, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 측벽부분이 세워진 상태로 형성되기 쉬워지고, 애스펙트비가 취해지는 에칭 가공이 가능해진다. 예를 들면, 무기 레지스트막(12)의 표면으로부터 100㎚ 정도의 깊이까지 마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻기 위한 노광이 가능해진다.
또한, 무기 레지스트막(12)으로 몰리브덴 산화물을 사용한 경우, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 측벽부분이 완만하게 경사한 상태로 형성되기 쉬워진다.
또한, 무기 레지스트막(12)으로 텅스텐과 몰리브덴의 합금의 산화물을 사용한 경우에는 그 혼합비를 조정함에 의해, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 측벽부분의 경사를 조정하는 것이 가능해진다.
상기 무기 레지스트막(12)을 이용한 프로세스는 상 변화 마스터링(PTM : Phase Transition Mastering) 기술을 응용한 것이고, 광조사에 의해 무기 레지스트막(12)의 하프톤의 깊이 제어를 할 수 있는 점에서 마이크로 렌즈의 형성에 적합하다.
상기 프로세스에 의해, 무기 레지스트막(12)에 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)이 형성된다. 상기 프로세스를 소망하는 렌즈 형성 위치에 대응시켜서 반복 행함에 의해, 도 6(e)에 도시하는 바와 같이, 상기 무기 레지스트막(12)에 복수의 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)을 형성할 수 있다. 이와 같이 하여, 마이크로 렌즈 어레이를 형성하기 위한 마이크로 렌즈 몰드(10)가 형성된다.
상기 마이크로 렌즈 몰드(10)은 래스터 스캔할 때의 노광광량을 조절함으로써, 각 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)을 개개의 마이크로 렌즈의 형상에 맞춘 형상으로 형성할 수 있다는 이점이 있다.
그리고, 도시는 하지 않지만, 상기 마이크로 렌즈 몰드(10)의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)이 형성된 무기 레지스트막(12)을 기체상에 형성된 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 렌즈 형성막에 꽉 누른다. 이로써, 렌즈 형성막에 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)이 전사되고, 렌즈 형성막에 마이크로 렌즈가 형성된다.
따라서 1회의 형 누름에 의해, 복수의 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 가능해진다.
다음에, 상기 노광을 행하는 노광 장치에 관해, 도 8의 개략 구성도에 의해 설명한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 노광 장치(50)는 노광광(L)을 발진하는 광원(31)을 구비하고 있다. 이 광원(31)은 예를 들면 노광광(L)을 발진하는 반도체 레이저 발진기(32)와, 그것을 구동하는 광원 구동부(33)를 갖는다. 이 광원(31)은 반도체 레이저 발진기로 한정되지 않고, 노광광(L)을 발진할 수 있는 것이면, 어떠한 광원도 이용할 수 있다. 예를 들면 고체 레이저는 발진기를 이용할 수도 있다.
상기 광원(31)으로부터 발진된 노광광(L)은 콜리메이터 렌즈(34), 빔 정형부(35), 공간 변조기(51)(예를 들면, 가동 슬릿(52)), 미러(55), 집광 광학부(37) 의 순서로 배치된 광학계를 통과하여, 피조사물(예를 들면, 상기 무기 레지스트막(12))에 조사된다.
상기 빔 정형부(35)는 예를 들면 빔 정형 프리즘으로 구성되어 있다.
상기 가동 슬릿(52)은 상기 도 7에 의해 설명한 바와 같이, 노광광(L)이 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일(강도 분포)로 변조되도록 가동하는 것이다.
상기 미러(55)는 통상의 반사 미러를 이용한다. 또는 노광광(L)의 조사 위치의 미조정을 행할 수 있도록, 예를 들면 갈바노 미러로 하여도 좋다. 이 경우에는 갈바노 미러 구동부(도시 생략)가 마련된다.
또한, 노광광(L)의 조사면에는 피조사물(예를 들면 상기 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막)을 고정한 스테이지(도시 생략)가 마련되어 있다. 이 스테이지는 X축 방향, Y축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
또한, 호스트 컴퓨터(41)를 구비하고, 이 호스트 컴퓨터(41)에서는 미리 노광광(L)의 파워 변조 데이터를 수치화한다. 그 데이터를 기억하는 메모리(42)가 구비되어 있다. 즉, 메모리(42)에서는 각 좌표 위치와, 그것에 대응한 노광광(L)의 파워 변조 데이터를 수치화한 정보가 기억되어 있다.
그리고 노광 제어부(43)에 의해, 메모리(42)에 기억된 좌표 위치를 공간 변조 신호(8)(예를 들면, 가동 슬릿 구동 신호)로 변환하여 공간 변조기(51)(예를 들면, 가동 슬릿(52))에 지령하고, 그 지령에 의거하여 공간 변조기(51)(예를 들면, 가동 슬릿(52))를 구동한다.
동시에, 노광 제어부(43)에 의해, 좌표 위치에 대응한 상기 파워 변조 데이터를 취출하고, 그것을 파워 제어 신호로 변환하여 광원 구동부(33)에 지령한다. 광원 구동부(33)에서는 파워 제어 신호에 대응하여 노광광(L)의 강도를 얻을 수 있도록 광원(31)으로부터 노광광(L)이 발진되도록 되어 있다.
도 9는 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 복수의 마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻는 노광광의 한 예 및 각 위치에 있어서의 그 노광광으로 얻어지는 렌즈형상의 단면도로 도시한다. 상기 각 위치는 예를 들면, A-A'선 단면, B-B'선 단면, C-C'선 단면, D-D'선 단면, E-E'선 단면, F-F'선 단면, G-G'선 단면, H-H'선 단면이다. 또한, 도 10은 렌즈 부분의 확대도이다.
상기 제조 방법에서는 도 9에 도시하는 바와 같이, 노광 장치(50)로 노광광(L)을 X축 방향, Y축 방향으로 스텝 보내면서 마이크로 렌즈의 반전 형상마다 적절한 프로파일로 빔 조사하는 것이 가능해진다.
도 9에서는 도면 중앙부에 도시한 원형의 복수의 분포도 및 그 주위에 도시한 9개의 확대도가 노광광의 강도 분포를 등고선으로 나타내고, 그 오랜지필 모양의 진한 부분이 노광광(L)의 강도가 높고, 오랜지필 모양의 엷은 부분이 노광광(L)의 강도가 낮게 되어 있다. 이와 같은 계조는 노광광(L)에 대해 상기 가동 슬릿(52)을 예를 들면 X축 방향, Y축 방향으로 적절히 가동시킴으로써 얻을 수 있다.
예를 들면, 도 10(1)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 경사 입사에 의한 결상 포인트의 시프트분(△x)만큼, 렌즈 중심을 시프트시키면 좋다. 즉, 도 10(2)에 도시하는 바와 같이, 주위의 렌즈는 본래의 렌즈 중심보다 상기 시프트분(△x)만큼 렌즈 중심을 중앙부측으로 비켜서 형성된다.
본 발명의 마이크로 렌즈의 제2의 실시예에 따른 제조 방법에서는 마이크로 렌즈 몰드(10)을 형성할 때, 전자선 노광을 이용하지 않고 광 노광을 이용한다. 그리고, 몰드 기판(11)에 형성한 무기 레지스트막(12)에 대해, 공간 변조기(51)에 의해, 형성하고자 하는 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)에 대응시킨 빔 프로파일로 변조된 노광광(L)을 무기 레지스트막(12)에 조사한다. 이로써, 무기 레지스트막(12)의 2차원면 내에 소망하는 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)을 얻는 노광이 가능해진다.
따라서 마이크로 렌즈 몰드(10)에 소망하는 마이크로 렌즈의 반전 형상(13)을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 에칭에서는 에칭 조건을 제어함에 의해, 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이를 제어하는 것이 가능해진다.
따라서, 상기 마이크로 렌즈 몰드(10)으로 형성한 마이크로 렌즈는 설계치에 가까운 또는 설계치대로의 형상의 마이크로 렌즈가 되기 때문에, 그 마이크로 렌즈에 의한 집광 특성의 향상을 도모할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 노광에 전자선을 이용하는 일 없이, 광 노광을 이용함으로써, 노광 장치의 비용의 저감, 제조 공정의 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 노광광(L)의 강도를 직접 제어하기 때문에, 마스크가 불필요해지고, 제조 공정이 간소화된다.
다음에, 본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 한 실시예를 도 11(a) 내지 도 14의 제조 공정도에 의해 설명한다. 여기서는 한 예로서, CCD형 고 체 촬상 장치를 설명하지만, CMOS형 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈 형성에서도, CCD형 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈의 형성과 마찬가지로 행할 수 있다.
도 11(a)에 도시하는 바와 같이, 통상의 고체 촬상 장치의 제조 프로세스에 의해, 반도체 기판(71)에 화소 분리 영역(도시 생략), 수광부(72), 전하 판독부(73), 전하 전송 전극(74E)을 포함한 전하 전송부(74) 등을 형성한 후, 전체면에 광투과성의 절연막(75)을 형성한다. 또한 수광부(72)상에 개구부(76)를 마련한 차광막(77)을 형성한다. 또한, 광투과성의 평탄화 절연막(78)을 형성한 후, 컬러 필터층(79)을 형성한다.
다음에, 도 11(b)에 도시하는 바와 같이, 상기 컬러 필터층(79)상에 렌즈 형성막(81)을 형성한다. 이 렌즈 형성막(81)은 예를 들면 레지스트로 형성되고, 예를 들면 자외선 경화형 레지스트로 형성된다.
다음에, 도 12에 도시하는 바와 같이, 상기 설명한 마이크로 렌즈의 제 1 제조 방법 또는 마이크로 렌즈의 제 2 제조 방법으로 형성된 마이크로 렌즈 몰드(10)의 마이크로 렌즈 반전 형상(13)이 형성된 무기 레지스트막(12)을 상기 렌즈 형성막(81)에 꽉 누른다. 이로써, 렌즈 형성막(81)에 마이크로 렌즈 몰드(10)의 마이크로 렌즈 반전 형상(13)이 전사되어, 렌즈 형성막(81)에 마이크로 렌즈(82)가 형성된다.
다음에, 도 13에 도시하는 바와 같이, 자외선 UV를 상기 마이크로 렌즈 몰드(10)을 투과시켜서 상기 렌즈 형성막(81)에 조사하여, 마이크로 렌즈(82)가 형성된 렌즈 형성막(81)을 경화시킨다.
다음에, 도 14에 도시하는 바와 같이, 상기 마이크로 렌즈(82)가 형성된 렌즈 형성막(81)으로부터 상기 마이크로 렌즈 몰드(10)(상기 도 13(4) 참조)을 박리한다. 도면에서는 마이크로 렌즈 몰드(10)을 박리한 상태를 나타내었다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에서는 본 발명의 마이크로 렌즈의 제 1 제조 방법 또는 제 2 제조 방법을 이용하여 마이크로 렌즈(82)를 형성하기 때문에, 전자선 노광을 이용하지 않고, 소망하는 형상의 마이크로 렌즈(82)를 형성할 수 있다. 따라서, 집광 특성에 우수한 마이크로 렌즈(82)를 형성할 수 있기 때문에, 고체 촬상 장치(70)의 감도를 향상시킬 수 있다.
상기 설명한 마이크로 렌즈의 제조 방법은 상기 설명한 고체 촬상 장치의 마이크로 렌즈의 제조 방법에 적용되는 외에, 각종 전자 기기에 이용되는 마이크로 렌즈의 제조 방법에 적용할 수 있다.
예를 들면, 팩시밀리 기계 내에서 사용되는 1차 이미지 센서의 감도를 향상시키기 위해 광전 변환 구역 내에 입사광을 모으는 집속 수단 또는 상 형성 수단으로서의 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
반투과형 액정 표시 패널의 백라이트의 휘도의 향상을 목적으로 한 마이크로 렌즈를 들 수 있다. 또한, 액정 표시 장치 등의 그다지 빛나지 않는 표시 장치 내의 화소의 주위의 구역 내로 광을 모음에 의해 휘도를 강화하기 위한 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
발광 장치 또는 수광 장치를 광파이버에 결합하기 위한 집속 수단으로서의 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
단품 렌즈의 대체품으로서, 액정 프린터 또는 LED 프린터에 의해 인쇄되는 감광 매체상의 상을 형성하기 위한 수단으로서의 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
리어형 프로젝터용의 렌즈, 렌티큘라 렌즈를 구비한 종래의 리어형 프로젝터에서는 좌우의 시야각이 크지만, 상하의 시야각이 작다는 문제를 해결하기 위한 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
렌즈 셔터-카메라의 자동 초점 검출에 이용하는 초점판으로서, 예를 들면 규칙적인 형상의 렌즈 배치에 의해 입사광이 균등하게 확산되고, 초점 어긋남을 정밀도 좋게 제어할 수 있도록 하는 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
그 밖에, 광정보를 처리하기 위한 필터로서의 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
광 픽업용 소자로서, 예를 들면 레이저 디스크, 콤팩트 디스크 또는 광자기 디스크 등의 광 픽업 수단에 이용하는 마이크로 렌즈를 들 수 있다.
본 발명에서 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각하여야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나고 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
도 1(a) 내지 도 1(e)는 본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법에 관한 한 실시예를 도시한 제조 공정도.
도 2는 노광의 파워 계조 맵의 한 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법을 실시하는 노광 장치의 한 예를 도시한 개략 구성도.
도 4(a) 및 도 4(b)는 래스터 스캔에 의한 노광의 한 예를 설명하는 도면.
도 5(a) 및 도 5(b)는 갈바노 구동 신호 및 파워 제어 신호의 한 예를 도시한 도면.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법에 관한 다른 실시예를 도시한 제조 공정도.
도 7은 공간 변조기에 의한 노광광의 변조의 한 예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 마이크로 렌즈의 제조 방법을 실시하는 노광 장치의 한 예를 도시한 개략 구성도.
도 9는 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 복수의 마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻는 노광광의 한 예를 도시한 도면.
도 10(a) 및 도 10(b)는 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 복수의 마이크로 렌즈의 반전 형상을 얻는 노광광의 한 예를 도시한 확대도.
도 11(a) 및 도 11(b)는 본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 한 실시예를 도시한 제조 공정도.
도 12는 본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 한 실시예를 도시한 제조 공정도.
도 13은 본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 한 실시예를 도시한 제조 공정도.
도 14는 본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 한 실시예를 도시한 제조 공정도.
도 15는 종래의 마이크로 렌즈의 제조 방법을 도시한 제조 공정 단면도.

Claims (8)

  1. 마이크로 렌즈의 제조 방법에 있어서,
    마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 기판상에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정은,
    몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광을 해당 무기 레지스트막에 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정을 가지며,
    상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터에 의거하여, 상기 무기 레지스트막 표면으로부터의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 상기 노광광의 조사 강도를 조정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무기 레지스트막에 대해 상대적으로 노광광을 2차원 주사하는 방법은
    상기 노광광을 X축 방향으로 주사하는 것을, 상기 무기 레지스트막이 형성된 몰드 기판을 상기 X축에 대해 직교하는 Y축 방향으로 이동할 때마다 행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이를 상기 무기 레지스트막의 에칭 조건으로 제어하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 무기 레지스트막에 복수의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈의 제조 방법.
  5. 마이크로 렌즈의 제조 방법에 있어서,
    마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 기판상에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정은, 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 노광광을 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반형상을 형성하는 공정을 가지며,
    상기 노광광을 조사할 때, 상기 노광광의 광로에 삽입한 공간 변조기에 의해 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 노광광을 변조하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 무기 레지스트막에 복수의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈의 제조 방법.
  7. 고체 촬상 센서의 제조 방법에 있어서,
    입사광을 광전 변환하는 수광부를 가지며, 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에, 상기 입사광을 상기 수광부에 집광하는 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 가지며,
    상기 마이크로 렌즈는 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 형성되고,
    상기 마이크로 렌즈 몰드를 형성하는 공정은, 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 대해 상대적으로 2차원 주사된 노광광을 해당 무기 레지스트막에 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정을 가지며,
    상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 프로파일 데이터에 의거하여, 상기 무기 레지스트막 표면으로부터의 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상의 깊이에 대응시켜서 상기 노광광의 조사 강도를 조정하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 센서의 제조 방법.
  8. 고체 촬상 센서의 제조 방법에 있어서,
    입사광을 광전 변환하는 수광부를 가지며, 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에, 상기 입사광을 상기 수광부에 집광하는 마이크로 렌즈를 형성하는 공정을 가지며,
    상기 마이크로 렌즈는 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상이 형성된 마이크로 렌즈 몰드를 상기 수광부의 상기 입사광이 입사하는 측에 형성된 마이크로 렌즈 형성막에 꽉 눌러서, 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 마이크로 렌즈 형성막에 전사하여 형성되고,
    상기 마이크로 렌즈 몰드는, 몰드 기판에 형성한 무기 레지스트막에 노광광을 조사하는 공정과, 상기 무기 레지스트막의 노광한 영역을 에칭하여 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상을 형성하는 공정에 의해 형성되고,
    상기 노광광을 조사할 때, 상기 노광광의 광로에 삽입한 공간 변조기에 의해 상기 마이크로 렌즈의 반전 형상에 대응시킨 빔 프로파일로 노광광을 변조하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 센서의 제조 방법.
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