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JP2018110147A - Solid state imaging device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2018110147A JP2016256313A JP2016256313A JP2018110147A JP 2018110147 A JP2018110147 A JP 2018110147A JP 2016256313 A JP2016256313 A JP 2016256313A JP 2016256313 A JP2016256313 A JP 2016256313A JP 2018110147 A JP2018110147 A JP 2018110147A
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Abstract

【課題】クロストークの軽減により集光効率が改善されたマイクロレンズを有する固体撮像素子を提供する。【解決手段】本発明の固体撮像素子は、半導体基板1と、半導体基板1の面内に行列状に配置された複数の光電変換素子2と、光電変換素子2上に形成された平坦化層3と、平坦化層3上に光電変換素子2と同じ行列状に配置され形成された複数のカラーフィルタ4と、複数のカラーフィルタ4上にそれぞれ形成された複数のマイクロレンズ5と、を備える。複数のマイクロレンズ5の縁部は隣同士で谷状に連結され、連結部5aを成す谷部の半導体基板面に垂直な断面形状は、行列の行に沿った第一断面、行列の列に沿った第二断面、および行と列に対して45度となる第三断面において、V字状である。【選択図】図2A solid-state imaging device having a microlens with improved light collection efficiency by reducing crosstalk. A solid-state imaging device according to the present invention includes a semiconductor substrate 1, a plurality of photoelectric conversion elements 2 arranged in a matrix on the surface of the semiconductor substrate 1, and a planarization layer formed on the photoelectric conversion element 2. 3, a plurality of color filters 4 arranged and formed on the planarizing layer 3 in the same matrix as the photoelectric conversion elements 2, and a plurality of microlenses 5 respectively formed on the plurality of color filters 4. . Edges of the plurality of microlenses 5 are connected in a valley shape next to each other, and the cross-sectional shape perpendicular to the semiconductor substrate surface of the valley portion forming the connecting portion 5a is the first cross section along the matrix row, the matrix column The second cross section along and the third cross section at 45 degrees to the row and column are V-shaped. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、画素毎にマイクロレンズを有する固体撮像素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device having a microlens for each pixel and a manufacturing method thereof.

近年、撮像装置は画像の記録、通信、放送の内容の拡大に伴って広く用いられるようになっている。撮像装置として種々の形式のものが提案されているが、小型、軽量で高性能のものが安定して製造されるようになった固体撮像素子を組み込んだ撮像装置が、デジタルカメラやデジタルビデオとして普及してきている。   In recent years, imaging devices have been widely used with the expansion of the contents of image recording, communication, and broadcasting. Various types of image pickup devices have been proposed. An image pickup device incorporating a solid-state image pickup device that has been stably manufactured with a small size, light weight, and high performance can be used as a digital camera or digital video. It has become widespread.

固体撮像素子は、撮影対象物からの光学像を受け、入射した光を電気信号に変換する複数の光電変換素子を有する。光電変換素子の種類はCCD(電荷結合素子)タイプとCMOS(相補型金属酸化物半導体)タイプとに大別される。また、光電変換素子の配列形態から、光電変換素子を1列に配置したリニアセンサ(ラインセンサ)と、光電変換素子を縦横に2次元的に配列されたエリアセンサ(面センサ)との2種類に大別される。いずれのセンサにおいても光電変換素子の数(画素数)が多いほど撮影された画像は精密になるので、近年は特に、大画素数の固体撮像素子を安価に製造する方法が検討されている。   The solid-state imaging device has a plurality of photoelectric conversion elements that receive an optical image from a subject and convert incident light into an electrical signal. The types of photoelectric conversion elements are roughly classified into CCD (charge coupled device) type and CMOS (complementary metal oxide semiconductor) type. Further, two types of arrangements of the photoelectric conversion elements, a linear sensor (line sensor) in which the photoelectric conversion elements are arranged in one row and an area sensor (surface sensor) in which the photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged vertically and horizontally. It is divided roughly into. In any of the sensors, as the number of photoelectric conversion elements (number of pixels) increases, the captured image becomes more precise. In recent years, in particular, a method for manufacturing a solid-state imaging element having a large number of pixels at low cost has been studied.

また、光電変換素子に入射する光の経路に特定の波長の光を透過するカラーフィルタ機能を設けることで、対象物の色情報を得ることを可能とした単板式のカラーセンサとしてのカラー固体撮像素子も普及している。カラー固体撮像素子は、1個の光電変換素子に対応して特定の着色透明画素による1画素をパターン形成して、規則的に多数配列することにより、色分解した画像情報を集めることができる。着色透明画素の色としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色からなる3原色系、あるいは、シアン色(C)、マゼンタ色(M)、イエロー色(Y)からなる補色系が一般的であり、特に3原色系が多く使われている。   Color solid-state imaging as a single-plate color sensor that can obtain color information of an object by providing a color filter function that transmits light of a specific wavelength in the path of light incident on the photoelectric conversion element Elements are also widespread. The color solid-state imaging device can collect color-separated image information by patterning one pixel by a specific colored transparent pixel corresponding to one photoelectric conversion device and regularly arranging a plurality of pixels. As the color of the colored transparent pixel, three primary colors consisting of three colors of red (R), green (G), and blue (B), cyan (C), magenta (M), yellow (Y) Complementary color systems are generally used, and in particular, three primary color systems are often used.

固体撮像素子に要求される性能で重要な課題の一つに、入射する光への感度を向上させることが挙げられる。小型化した固体撮像素子で撮影した画像の情報量を多くするためには、受光部となる光電変換素子を微細化して高集積化する必要がある。しかし、光電変換素子を高集積化した場合、各光電変換素子の面積が小さくなり、受光部として利用できる面積割合も減るので、光電変換素子の受光部に取り込める光の量が小さくなり、実効的な感度は低下する。   One of the important issues in performance required for a solid-state imaging device is to improve the sensitivity to incident light. In order to increase the amount of information of an image photographed with a miniaturized solid-state imaging device, it is necessary to miniaturize and highly integrate a photoelectric conversion device serving as a light receiving unit. However, when the photoelectric conversion elements are highly integrated, the area of each photoelectric conversion element is reduced, and the area ratio that can be used as the light receiving part is also reduced. Therefore, the amount of light that can be taken into the light receiving part of the photoelectric conversion element is reduced, which Sensitivity is reduced.

このような微細化した固体撮像素子の感度の低下を防止するための手段として、光電変換素子の受光部に効率良く光を取り込むために、対象物から入射される光を1画素毎に集光して光電変換素子の受光部に導くマイクロレンズを、光電変換素子上に均一な形状に形成する技術が提案されている。マイクロレンズで光を集光して光電変換素子の受光部に導くことで、受光部の見かけ上の開口率を大きくすることが可能になり、固体撮像素子の感度の向上が可能になる。   As means for preventing the sensitivity of such a miniaturized solid-state imaging device from being lowered, in order to efficiently capture light into the light receiving portion of the photoelectric conversion device, the light incident from the object is collected for each pixel. Thus, a technique has been proposed in which a microlens led to the light receiving portion of the photoelectric conversion element is formed in a uniform shape on the photoelectric conversion element. By condensing the light with the microlens and guiding it to the light receiving portion of the photoelectric conversion element, the apparent aperture ratio of the light receiving portion can be increased, and the sensitivity of the solid-state imaging device can be improved.

ここで、マイクロレンズの形成方法としては、フローレンズタイプとドライエッチング転写タイプがある。フローレンズタイプでは、先ず、マイクロレンズの素材となる透明で熱フロー性を有するアクリル系感光性樹脂からなるレンズ形成層を形成し、レンズ形成層を複数の画素単位(矩形パターン)に区分するためのパターン形成をフォトリソグラフィ法で行う。次に、レンズ形成層を加熱して、各画素単位にマイクロレンズを形成する。   Here, as a method of forming the microlens, there are a flow lens type and a dry etching transfer type. In the flow lens type, first, a lens forming layer made of a transparent and heat-sensitive acrylic photosensitive resin that is a microlens material is formed, and the lens forming layer is divided into a plurality of pixel units (rectangular patterns). The pattern is formed by photolithography. Next, the lens forming layer is heated to form a microlens for each pixel unit.

ドライエッチング転写タイプでは、先ず、マイクロレンズの素材となるアクリル系透明樹脂からなり、上面が平坦なレンズ形成層の上に、アルカリ可溶性と感光性と熱フロー性を有するレジスト材料を用いてレンズ母型層を形成する。次に、レンズ母型層に対してフォトリソグラフィ工程と熱フロー工程を行うことによりレンズ母型を形成する。つまり、この母型層形成工程は、フローレンズタイプのマイクロレンズ形成方法と同じ方法で行う。次に、レンズ母型をマスクとしてレンズ形成層をドライエッチングすることにより、レンズ母型の形状をレンズ形成層に転写してマイクロレンズを形成する。
また、近年、グレイスケールマスクを用いてマイクロレンズを製造する方法も種々提案されている。例えば、特許文献1では、露光量が多少変動したとしても安定したマイクロレンズの形状を得ることが可能な、グレイスケールマスクの設計方法、グレイスケールマスク及びマイクロレンズの製造方法が提案されている。
In the dry etching transfer type, first, a lens mother is formed using a resist material having an alkali-soluble property, photosensitivity, and heat flow property on a lens forming layer made of an acrylic transparent resin that is a microlens material and having a flat upper surface. A mold layer is formed. Next, a lens matrix is formed by performing a photolithography process and a heat flow process on the lens matrix layer. That is, this matrix layer forming step is performed by the same method as the flow lens type microlens forming method. Next, the lens forming layer is dry-etched using the lens master as a mask, whereby the shape of the lens master is transferred to the lens forming layer to form a microlens.
In recent years, various methods for manufacturing microlenses using a gray scale mask have been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a gray scale mask design method, a gray scale mask, and a micro lens manufacturing method capable of obtaining a stable microlens shape even if the exposure amount slightly varies.

特開2014−174456号公報JP 2014-174456 A

近年の固体撮像素子は多画素化が進み、数百万画素を超える高精細な固体撮像素子が要求されるようになり、固体撮像素子の高精細化に伴い、マイクロレンズの感度低下やフレアなどのノイズ増加による画質低下が問題となっている。
固体撮像素子の感度を向上させるために、クロストークを軽減することも求められている。クロストークとは、本来、ある色に入射するはずの光が、各色の顔料の屈折率差の影響により、隣の色に入射される現象のことをいう。クロストークの影響により、屈折率の低い色は隣の屈折率の高い色によって光を失うため、受光部への光量が減少して感度低下が生じる。
つまり、クロストークが軽減されることでマイクロレンズの集光効率が改善される。
本発明の課題は、クロストークの軽減により集光効率が改善されたマイクロレンズを有する固体撮像素子およびその製造方法を提供することにある。
In recent years, the number of pixels in solid-state image sensors has increased, and high-definition solid-state image sensors exceeding millions of pixels have been demanded. The image quality deterioration due to the increase in noise is a problem.
In order to improve the sensitivity of the solid-state imaging device, it is also required to reduce crosstalk. Crosstalk refers to a phenomenon in which light that is supposed to be incident on a certain color is incident on an adjacent color due to the influence of the refractive index difference of each color pigment. Due to the influence of crosstalk, a color with a low refractive index loses light due to the adjacent color with a high refractive index, so that the amount of light to the light receiving portion is reduced and sensitivity is lowered.
That is, the light collection efficiency of the microlens is improved by reducing the crosstalk.
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having a microlens with improved light collection efficiency by reducing crosstalk, and a method for manufacturing the same.

本発明の第一態様である固体撮像素子は、半導体基板と、半導体基板上に形成された複数の光電変換素子であって、半導体基板の面内に行列状に配置された光電変換素子と、複数の光電変換素子上に形成された平坦化層と、平坦化層上に形成された複数のカラーフィルタであって、複数の光電変換素子と同じ行列状に配置され、各波長帯域の光を透過させる複数のカラーフィルタと、複数のカラーフィルタ上にそれぞれ形成された複数のマイクロレンズと、を備える。
そして、複数のマイクロレンズの縁部は隣同士で谷状に連結され、連結部を成す谷部の半導体基板面に垂直な断面形状は、行列の行に沿った第一断面、行列の列に沿った第二断面、および行と列に対して45度となる第三断面において、V字状である。
The solid-state imaging device according to the first aspect of the present invention is a semiconductor substrate, and a plurality of photoelectric conversion elements formed on the semiconductor substrate, the photoelectric conversion elements arranged in a matrix on the surface of the semiconductor substrate, A flattening layer formed on a plurality of photoelectric conversion elements and a plurality of color filters formed on the flattening layer, arranged in the same matrix as the plurality of photoelectric conversion elements, and receiving light of each wavelength band A plurality of color filters to be transmitted, and a plurality of microlenses formed on the plurality of color filters, respectively.
The edge portions of the plurality of microlenses are connected in a valley shape next to each other, and the cross-sectional shape perpendicular to the semiconductor substrate surface of the valley portion forming the connection portion is the first cross section along the matrix row, the matrix column The second cross section along and the third cross section at 45 degrees to the row and column are V-shaped.

本発明の第二態様である固体撮像素子の製造方法は、半導体基板上に形成され半導体基板の面内に行列状に配置された複数の光電変換素子上に、平坦化層を介して、複数のカラーフィルタをそれぞれ形成するカラーフィルタ形成工程と、カラーフィルタ形成工程の後、複数のカラーフィルタ上に複数のマイクロレンズをそれぞれ形成するマイクロレンズ形成工程と、を含む。
そして、マイクロレンズ形成工程は、母型層形成工程とレンズ母型形成工程と熱フロー工程とを有する。母型層形成工程は、複数のカラーフィルタ上に、感光性と熱フロー性を有する透明樹脂からなるレンズ母型層を形成する工程である。レンズ母型形成工程は、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法によりレンズ母型層に複数のレンズ母型を形成する工程であって、隣り合うレンズ母型の縁部間に隙間を設け、複数のレンズ母型の形状を、複数のマイクロレンズよりもカラーフィルタからの高さが高くカラーフィルタ面での広がりが小さい形状とする工程である。熱フロー工程は、複数のレンズ母型を加熱して複数のマイクロレンズを形成する工程である。
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to the second aspect of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate and arranged in a matrix in a plane of the semiconductor substrate, with a plurality of layers interposed between planarization layers. A color filter forming step for forming the color filters, and a microlens forming step for forming a plurality of microlenses on the plurality of color filters after the color filter forming step, respectively.
The microlens forming process includes a matrix layer forming process, a lens matrix forming process, and a heat flow process. The matrix layer forming step is a step of forming a lens matrix layer made of a transparent resin having photosensitivity and heat flow on a plurality of color filters. The lens matrix forming step is a process of forming a plurality of lens matrices on the lens matrix layer by a photolithography method using a gray tone mask, and providing a gap between the edges of adjacent lens matrices. In this step, the shape of the lens matrix is made such that the height from the color filter is higher than that of the plurality of microlenses and the spread on the color filter surface is small. The heat flow process is a process of forming a plurality of microlenses by heating a plurality of lens molds.

本発明によれば、クロストークが軽減されて集光効率が改善されたマイクロレンズを有する固体撮像素子およびその製造方法が提供される。   According to the present invention, a solid-state imaging device having a microlens with reduced crosstalk and improved light collection efficiency and a method for manufacturing the same are provided.

本発明の一実施形態の固体撮像素子を説明する平面図である。It is a top view explaining the solid-state image sensing device of one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の固体撮像素子を示す図であって、カラーフィルタの行列の行に沿った第一断面(図1のI−I断面)に対応する図である。It is a figure which shows the solid-state image sensor of one Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure corresponding to the 1st cross section (II cross section of FIG. 1) along the row | line | column of the matrix of a color filter. 本発明の一実施形態の固体撮像素子を示す図であって、カラーフィルタの行列の列に沿った第二断面(図1のII−II断面)に対応する図である。It is a figure which shows the solid-state image sensor of one Embodiment of this invention, Comprising: It is a figure corresponding to the 2nd cross section (II-II cross section of FIG. 1) along the column of the matrix of a color filter. 図3のIV部分の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion IV in FIG. 3. 本発明の作用を説明する図であって、カラーフィルタの行列の行と列に対して45度となる第三断面(図1のIII−III断面)に対応する図である。It is a figure explaining the effect | action of this invention, Comprising: It is a figure corresponding to the 3rd cross section (III-III cross section of FIG. 1) which becomes 45 degree | times with respect to the row | line | column and column of the matrix of a color filter. 本発明の一実施形態の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of one Embodiment of this invention.

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。   Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to embodiment shown below. In the embodiment described below, a technically preferable limitation is made for carrying out the present invention, but this limitation is not an essential requirement of the present invention.

<構成>
図1〜図3に示すように、本実施形態の固体撮像素子6は、半導体基板1の上に、光電変換素子2、平坦化層3、複数のカラーフィルタ4、及び複数のマイクロレンズ5がこの順に積層されて形成されている。なお、図1では、複数の光電変換素子2及び複数のカラーフィルタ4の配置を分かりやすくするため、固体撮像素子6における他の構成については省略している。
半導体基板1は、光電変換素子2を実装するための基板である。光電変換素子2は、マイクロレンズ5、カラーフィルタ4を経由して入射した光を電荷に変換する。平坦化層3はマイクロレンズ5の実装面である、半導体基板1の上面を平坦化する。
複数のカラーフィルタ4は、平坦化層3を介して、複数の光電変換素子2上にそれぞれ形成される。複数のカラーフィルタ4は、光電変換素子2に入射する光の経路において、特定の波長の光を透過する役割がある。本実施形態では、複数のカラーフィルタ4は、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の3色のうちいずれか1つの色を透過させるものであり、3色がベイヤー配列したものである。
<Configuration>
As shown in FIGS. 1 to 3, the solid-state imaging device 6 of this embodiment includes a photoelectric conversion element 2, a planarization layer 3, a plurality of color filters 4, and a plurality of microlenses 5 on a semiconductor substrate 1. They are stacked in this order. In FIG. 1, other components of the solid-state imaging device 6 are omitted for easy understanding of the arrangement of the plurality of photoelectric conversion elements 2 and the plurality of color filters 4.
The semiconductor substrate 1 is a substrate for mounting the photoelectric conversion element 2. The photoelectric conversion element 2 converts light incident through the microlens 5 and the color filter 4 into electric charges. The planarization layer 3 planarizes the upper surface of the semiconductor substrate 1 that is the mounting surface of the microlens 5.
The plurality of color filters 4 are respectively formed on the plurality of photoelectric conversion elements 2 via the planarization layer 3. The plurality of color filters 4 have a role of transmitting light of a specific wavelength in the path of light incident on the photoelectric conversion element 2. In the present embodiment, the plurality of color filters 4 transmit any one of the three colors of red (R), green (G), and blue (B), and the three colors are arranged in a Bayer array. It is.

複数のマイクロレンズ5は、複数のカラーフィルタ4上にそれぞれ形成される。複数のマイクロレンズ5は、透明樹脂から構成されており、その材料は、通常、アクリル系樹脂などの樹脂であり、透明が好ましい。
また、複数のマイクロレンズ5の縁部は隣同士で谷状に連結されている。さらに、複数のマイクロレンズ5の連結部5aを成す谷部の半導体基板面に垂直な断面形状は、行列の行に沿った第一断面、行列の列に沿った第二断面、および行と列に対して45度となる第三断面において、V字状である。
また、第一断面、第二断面、および第三断面における複数のマイクロレンズの連結部5aを除いた表面5bを示す線は、図2および図3に示すように放物線であるが、円弧や正弦波形であってもよい。
The plurality of microlenses 5 are respectively formed on the plurality of color filters 4. The plurality of microlenses 5 are made of a transparent resin, and the material is usually a resin such as an acrylic resin, and is preferably transparent.
Further, the edge portions of the plurality of microlenses 5 are connected in a valley shape next to each other. Furthermore, the cross-sectional shape perpendicular to the semiconductor substrate surface of the troughs that form the connecting portions 5a of the plurality of microlenses 5 is the first cross-section along the rows of the matrix, the second cross-section along the columns of the matrix, and the rows and columns. In the third cross section at 45 degrees with respect to the angle, it is V-shaped.
The lines indicating the surface 5b excluding the connecting portions 5a of the plurality of microlenses in the first cross section, the second cross section, and the third cross section are parabolas as shown in FIGS. It may be a waveform.

図4に、複数のマイクロレンズ5の連結部5aを成す谷部(以下、「谷間」とも称する。)の拡大図を示す。谷部が円弧状の場合、谷部の最下点Lにおける曲率半径Rは以下の式で表される。式中、f(x)は、連結部5aを成す谷部の形状曲線を示す関数、aは谷部の最下点Lにおけるx座標を示す。   FIG. 4 is an enlarged view of a valley portion (hereinafter, also referred to as “valley”) that forms the connection portion 5 a of the plurality of microlenses 5. When the valley is arcuate, the radius of curvature R at the lowest point L of the valley is expressed by the following equation. In the formula, f (x) is a function indicating the shape curve of the valley portion forming the connecting portion 5a, and a indicates the x coordinate at the lowest point L of the valley portion.

Figure 2018110147
Figure 2018110147

複数のマイクロレンズ5の第一断面、第二断面、および第三断面において、例えば、図5(a)に示すように、複数のマイクロレンズ5間の谷間の曲率半径Rが大きい場合、着色透明画素の青色上の隣接付近のマイクロレンズに入射する光は、カラーフィルタ層内で青色より屈折率の大きい緑色の着色透明画素に光路変更される。その結果、クロストークの影響が増大する懸念がある。
一方、例えば、図5(b)に示すように、複数のマイクロレンズ5間の谷間の曲率半径Rが小さい場合、着色透明画素の青色上の隣接付近のマイクロレンズに入射する光は、多くの光は光路変更されずにカラーフィルタ4、平坦化層3を通って光電変換素子2に入る。その結果、クロストークの影響は軽減され、集光効率を高めることができる。
図5(b)に示す例であって、曲率半径Rが50nm以下であるものが「谷部の半導体基板面に垂直な断面形状がV字状である」に含まれる。また、当然のことであるが、谷部の最下点が直線同士の接触点である例(上記式で、最下点Lが例えばf(x)=|x|のx=0の場合)も「谷部の半導体基板面に垂直な断面形状がV字状である」に含まれる。
In the first cross section, the second cross section, and the third cross section of the plurality of microlenses 5, for example, as shown in FIG. 5A, when the radius of curvature R between the plurality of microlenses 5 is large, colored transparent Light incident on a microlens near the pixel adjacent to the blue color is changed in the color filter layer to a green colored transparent pixel having a refractive index larger than that of the blue color. As a result, there is a concern that the influence of crosstalk increases.
On the other hand, for example, as shown in FIG. 5B, when the radius of curvature R between the valleys between the plurality of microlenses 5 is small, a large amount of light is incident on the adjacent microlenses on the blue side of the colored transparent pixel. Light enters the photoelectric conversion element 2 through the color filter 4 and the planarization layer 3 without changing the optical path. As a result, the influence of crosstalk is reduced and the light collection efficiency can be increased.
In the example shown in FIG. 5B, the case where the radius of curvature R is 50 nm or less is included in “the cross-sectional shape perpendicular to the semiconductor substrate surface of the valley is V-shaped”. As a matter of course, an example in which the lowest point of the valley is a contact point between straight lines (in the above formula, the lowest point L is, for example, x = 0 of f (x) = | x |)) Is also included in “the cross-sectional shape perpendicular to the semiconductor substrate surface of the valley is V-shaped”.

<製造方法>
次に、図6を参照して、本実施形態の固体撮像素子6の製造方法について説明する。
まず、光電変換素子2が表面部に形成された半導体基板1(図6では不図示)の上に、平坦化層3(図6では不図示)、カラーフィルタ4の層を順次積層する(カラーフィルタ形成工程)。カラーフィルタ形成工程では、複数の光電変換素子上に、RGBのいずれかに対応した3種類のカラーフィルタが行列状に(例えば図1に示すような所定のパターンで)配置されて積層される。
<Manufacturing method>
Next, with reference to FIG. 6, the manufacturing method of the solid-state image sensor 6 of this embodiment is demonstrated.
First, a planarization layer 3 (not shown in FIG. 6) and a color filter 4 are sequentially laminated on a semiconductor substrate 1 (not shown in FIG. 6) on which the photoelectric conversion element 2 is formed on the surface (color). Filter forming step). In the color filter forming step, three types of color filters corresponding to any of RGB are arranged and stacked in a matrix (for example, in a predetermined pattern as shown in FIG. 1) on the plurality of photoelectric conversion elements.

カラーフィルタ形成工程の後、複数のカラーフィルタ4上に複数のマイクロレンズ5を形成する(マイクロレンズ形成工程)。マイクロレンズ形成工程では、まず、図6(a)に示すように、複数のカラーフィルタ4上に、感光性と熱フロー性を有する透明樹脂を所定の厚みで塗布することで、レンズ母型層10を形成する(母型層形成工程)。
次いで、図6(b)に示すように、レンズ母型層10に対して、フォトリソグラフィ法に基づき、グレートーンマスク11を用いた露光を行った後、現像、及びベークを行うことで、複数のマイクロレンズ5の母型(レンズ母型)12を形成する(レンズ母型形成工程)。この工程で、隣り合うレンズ母型12の縁部間に隙間を設け、複数のレンズ母型12の形状を、複数のマイクロレンズ5よりもカラーフィルタ4からの高さが高くカラーフィルタ面での広がりが小さい形状とする。
After the color filter forming step, a plurality of microlenses 5 are formed on the plurality of color filters 4 (microlens forming step). In the microlens forming step, first, as shown in FIG. 6A, a transparent resin having photosensitivity and heat flow property is applied on a plurality of color filters 4 with a predetermined thickness, whereby a lens matrix layer is formed. 10 is formed (matrix layer forming step).
Next, as shown in FIG. 6B, the lens matrix layer 10 is exposed to light using a gray tone mask 11 based on a photolithography method, and then developed and baked to obtain a plurality. A mother die (lens mother die) 12 of the micro lens 5 is formed (lens mother die forming step). In this step, gaps are provided between the edges of adjacent lens molds 12 so that the shape of the plurality of lens molds 12 is higher from the color filter 4 than the plurality of microlenses 5 on the color filter surface. A shape with a small spread.

また、この工程で、所望するマイクロレンズ5の形状に応じたレンズ母型12の形状に合わせて、任意にマスク透過率階調を可変することができるグレートーンマスクを用いることにより、レンズ母型12の形状を制御することが容易になる。このマスク透過率階調の濃淡は、露光に用いる光では解像しない小さな径のドットの単位面積当たりの粗密の部分的な差によって達成される。
なお、レンズ母型12は、次工程である熱フロー工程での熱フロー量を考慮して、隣り合うレンズ母型12の縁部間の隙間を50nm以上250nm以下にする。
Further, in this step, by using a gray tone mask that can arbitrarily change the mask transmittance gradation in accordance with the shape of the lens master 12 corresponding to the shape of the desired microlens 5, the lens master It becomes easy to control 12 shapes. The gradation of the mask transmittance gradation is achieved by a partial difference in density per unit area of small diameter dots that are not resolved by light used for exposure.
In the lens matrix 12, the gap between the edges of the adjacent lens matrices 12 is set to 50 nm or more and 250 nm or less in consideration of the heat flow amount in the heat flow process which is the next process.

次に、マイクロレンズの母型12に対して熱による融解処理を行う。つまり、複数のマイクロレンズの母型12を熱フローすること(熱フロー工程)で、マイクロレンズ5を形成する。熱フローによりマイクロレンズ5を形成することで、隣接するマイクロレンズ間の谷間が狭小化したマイクロレンズ5を形成することができる。   Next, the melting process by heat is performed on the matrix 12 of the microlens. That is, the microlens 5 is formed by heat-flowing the matrix 12 of the plurality of microlenses (heat flow process). By forming the microlens 5 by heat flow, the microlens 5 having a narrow valley between adjacent microlenses can be formed.

<本実施形態の効果>
本実施形態の固体撮像素子によれば、マイクロレンズ形成工程において、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法によりマイクロレンズの母型を形成することで、マイクロレンズ形状の制御が容易となり、各個体撮像素子毎に最適なマイクロレンズ形状を選択し形成することが可能となることで、光電変換素子への集光効率が高められる効果がある。
また、熱フローによりマイクロレンズを形成することにより隣接するマイクロレンズ間の谷間を狭小化することが可能となるので、光電変換素子への集光効率を高められる効果がある。
<Effect of this embodiment>
According to the solid-state imaging device of the present embodiment, in the microlens formation process, the microlens shape is formed by photolithography using a gray-tone mask, thereby facilitating control of the microlens shape and imaging each individual image. Since it becomes possible to select and form an optimal microlens shape for each element, there is an effect that the light condensing efficiency to the photoelectric conversion element can be improved.
In addition, since the valley between adjacent microlenses can be narrowed by forming the microlens by heat flow, there is an effect of increasing the light collection efficiency to the photoelectric conversion element.

以下、本実施例1を説明する。
半導体基板として、厚さ0.75mm、直径20cmのシリコンウエハを使用した。このシリコンウエハの表面上部に光電変換素子を形成し、その最上層に、熱硬化タイプのアクリル系樹脂塗布液を用いてスピンコートにて平坦化層を形成した。
次いで、平坦化層上に、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)3色のカラーレジストを用い、フォトリソグラフィ法により、順次3色のカラーフィルタ層を形成した。各々のカラーフィルタ層の膜厚は、0.5〜0.8μmとした。カラーフィルタ層の画素の配列は、一画素おきに緑色(G)フィルタが設けられ、緑色(G)フィルタの間に一行おきに赤(R)フィルタと青(B)フィルタが設けられた、いわゆるベイヤー配列とした。
Hereinafter, Example 1 will be described.
A silicon wafer having a thickness of 0.75 mm and a diameter of 20 cm was used as the semiconductor substrate. A photoelectric conversion element was formed on the upper surface of the silicon wafer, and a flattening layer was formed on the uppermost layer by spin coating using a thermosetting acrylic resin coating solution.
Next, three color filter layers were sequentially formed on the planarizing layer by photolithography using three color resists of red (R), green (G), and blue (B). The film thickness of each color filter layer was 0.5 to 0.8 μm. The arrangement of the pixels of the color filter layer is a so-called green (G) filter provided every other pixel, and a red (R) filter and a blue (B) filter provided every other row between the green (G) filters. A Bayer array was used.

次に、カラーフィルタ層上にアルカリ可溶性・感光性を有するアクリル系透明樹脂を膜厚1.0μmで塗布し、90℃で2分間加熱して硬膜化処理を行った。
その後、アクリル系透明樹脂に対して、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法にてマイクロレンズの母型を形成した。本実施例1のグレートーンマスクは熱フロー後にマイクロレンズの形状が放物線形状になるようにフォトマスク設計されたものを使用した。
次に、ベーク処理にて、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法にて形成したマイクロレンズの母型を熱フローさせた。このときのベーク条件は、160℃→180℃→250℃の3段ステップで処理を施した。
Next, an acrylic transparent resin having alkali solubility and photosensitivity was applied on the color filter layer with a film thickness of 1.0 μm, and the film was cured by heating at 90 ° C. for 2 minutes.
Thereafter, a microlens matrix was formed on the acrylic transparent resin by photolithography using a gray tone mask. The gray tone mask of Example 1 was a photomask designed so that the shape of the microlens becomes a parabolic shape after heat flow.
Next, the matrix of the microlens formed by the photolithography method using a gray tone mask was heat-flowed by baking. At this time, the baking was performed in three steps of 160 ° C. → 180 ° C. → 250 ° C.

走査型プローブ顕微鏡で、本実施例1で形成されたマイクロレンズを形状測定したところ、複数のマイクロレンズの縁部は隣同士で谷状に連結され、連結部を成す谷部の半導体基板に垂直な断面形状は、横断面(第一断面および第二断面)、45度断面(第三断面)ともにV字状となっていることと、連結部を除いた部分の表面を示す線は放物線であることを確認した。
また、本実施例1で形成された固体撮像素子と従来品の受光効率を計測したところ、実施例1で形成した固体撮像素子の方が約5.3%程度良好な結果であることを確認した。実施例1で比較した従来品は、母型を経ずに、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法により、直接、実施例1と同じ形状の設計でマイクロレンズを形成したものである。この従来品は、複数のマイクロレンズの縁部が隣同士で谷状に連結され、連結部を除いた部分の表面を示す線は放物線で、連結部を成す谷部の半導体基板に垂直な断面形状は円弧状であって、その曲率半径は、横断面方向が194nm、45度断面方向が104nmであった。
When the shape of the microlens formed in Example 1 was measured with a scanning probe microscope, the edges of the plurality of microlenses were connected in a valley shape next to each other and perpendicular to the semiconductor substrate in the valley forming the connection. The cross-sectional shape is a V-shaped cross section (first cross section and second cross section) and 45 degree cross section (third cross section), and the line indicating the surface of the portion excluding the connecting portion is a parabola. I confirmed that there was.
In addition, when the light-receiving efficiency of the solid-state imaging device formed in Example 1 and the conventional product was measured, it was confirmed that the solid-state imaging device formed in Example 1 had a better result of about 5.3%. did. The conventional product compared in Example 1 is one in which a microlens is directly formed with the same shape design as Example 1 by a photolithography method using a gray-tone mask without going through a matrix. In this conventional product, the edges of a plurality of microlenses are connected in a valley shape next to each other, the line indicating the surface of the portion excluding the connection portion is a parabola, and the cross section perpendicular to the semiconductor substrate in the valley portion forming the connection portion The shape was arcuate, and the radius of curvature was 194 nm in the cross-sectional direction and 104 nm in the 45-degree cross-sectional direction.

以下、本実施例2を説明する。
半導体基板として、厚さ0.75mm、直径20cmのシリコンウエハを使用した。このシリコンウエハの表面上部に光電変換素子を形成し、その最上層に、熱硬化タイプのアクリル樹脂塗布液を用いてスピンコートにて平坦化層を形成した。
次いで、平坦化層上に、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)3色のカラーレジストを用い、フォトリソグラフィ法により、順次3色のカラーフィルタ層を形成した。各々のカラーフィルタ層の膜厚は、0.5〜0.8μmになるように形成した。カラーフィルタ層の画素の配列は、一画素おきに緑色(G)フィルタが設けられ、緑色(G)フィルタの間に一行おきに赤(R)フィルタと青(B)フィルタが設けられた、いわゆるベイヤー配列とした。
Hereinafter, the second embodiment will be described.
A silicon wafer having a thickness of 0.75 mm and a diameter of 20 cm was used as the semiconductor substrate. A photoelectric conversion element was formed on the upper surface of the silicon wafer, and a flattening layer was formed on the uppermost layer by spin coating using a thermosetting acrylic resin coating solution.
Next, three color filter layers were sequentially formed on the planarizing layer by photolithography using three color resists of red (R), green (G), and blue (B). Each color filter layer was formed to have a thickness of 0.5 to 0.8 μm. The arrangement of the pixels of the color filter layer is a so-called green (G) filter provided every other pixel, and a red (R) filter and a blue (B) filter provided every other row between the green (G) filters. A Bayer array was used.

次に、カラーフィルタ層上にアルカリ可溶性・感光性を有するアクリル系透明樹脂を膜厚1.0μmで塗布し、90℃で2分間加熱して硬膜化処理を行った。
その後、アクリル系透明樹脂に対して、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法にてマイクロレンズの母型を形成した。本実施例2のグレートーンマスクは熱フロー後にマイクロレンズの形状が円弧形状になるようにフォトマスク設計されたものを使用した。
次に、ベーク処理にて、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法にて形成したマイクロレンズの母型を熱フローさせた。このときのベーク条件は、160℃→180℃→250℃の3段ステップで処理を施した。
Next, an acrylic transparent resin having alkali solubility and photosensitivity was applied on the color filter layer with a film thickness of 1.0 μm, and the film was cured by heating at 90 ° C. for 2 minutes.
Thereafter, a microlens matrix was formed on the acrylic transparent resin by photolithography using a gray tone mask. As the gray tone mask of Example 2, a photo mask designed so that the shape of the microlens becomes an arc shape after heat flow was used.
Next, the matrix of the microlens formed by the photolithography method using a gray tone mask was heat-flowed by baking. At this time, the baking was performed in three steps of 160 ° C. → 180 ° C. → 250 ° C.

走査型プローブ顕微鏡で、本実施例2で形成されたマイクロレンズを形状測定したところ、複数のマイクロレンズの縁部は隣同士で谷状に連結され、連結部を成す谷部の半導体基板に垂直な断面形状は、横断面(第一断面および第二断面)、45度断面(第三断面)ともにV字状となっていることと、連結部を除いた部分は球面に形成されていることを確認した。
また、本実施例2で形成された固体撮像素子と従来品の受光効率を計測したところ、実施例2で形成した固体撮像素子の方が約4.8%程度良好な結果であることを確認した。実施例2で比較した従来品は、母型を経ずに、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法により、直接、実施例2と同じ形状の設計でマイクロレンズを形成したものである。この従来品は、複数のマイクロレンズの縁部が隣同士で谷状に連結され、連結部を除いた部分は球面状で、連結部を成す谷部の半導体基板に垂直な断面形状は円弧状であって、その曲率半径は、横断面方向が212nm、45度断面方向が114nmであった。
When the shape of the microlens formed in Example 2 was measured with a scanning probe microscope, the edges of the plurality of microlenses were connected in a valley shape next to each other and perpendicular to the semiconductor substrate in the valley forming the connection. The cross-sectional shape is a V-shaped cross section (first cross section and second cross section) and 45 degree cross section (third cross section), and the portion excluding the connecting portion is formed in a spherical shape. It was confirmed.
In addition, when the light-receiving efficiency of the solid-state imaging device formed in Example 2 and the conventional product was measured, it was confirmed that the solid-state imaging device formed in Example 2 had a better result of about 4.8%. did. The conventional product compared in Example 2 is one in which a microlens is directly formed with the same shape as in Example 2 by a photolithography method using a gray-tone mask without going through a matrix. In this conventional product, the edges of a plurality of microlenses are connected in a valley shape next to each other, the portion excluding the connection portion is spherical, and the cross-sectional shape perpendicular to the semiconductor substrate of the valley portion forming the connection portion is an arc shape The radius of curvature was 212 nm in the cross-sectional direction and 114 nm in the 45-degree cross-sectional direction.

以下、本実施例3を説明する。
半導体基板として、厚さ0.75mm、直径20cmのシリコンウエハを使用した。このシリコンウエハの表面上部に光電変換素子を形成し、その最上層に、熱硬化タイプのアクリル樹脂塗布液を用いてスピンコートにて平坦化層を形成した。
次いで、平坦化層上に、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)3色のカラーレジストを用い、フォトリソグラフィ法により、順次3色のカラーフィルタ層を形成した。各々のカラーフィルタ層の膜厚は、0.5〜0.8μmになるように形成した。カラーフィルタ層の画素の配列は、一画素おきに緑色(G)フィルタが設けられ、緑色(G)フィルタの間に一行おきに赤(R)フィルタと青(B)フィルタが設けられた、いわゆるベイヤー配列とした。
Hereinafter, the third embodiment will be described.
A silicon wafer having a thickness of 0.75 mm and a diameter of 20 cm was used as the semiconductor substrate. A photoelectric conversion element was formed on the upper surface of the silicon wafer, and a flattening layer was formed on the uppermost layer by spin coating using a thermosetting acrylic resin coating solution.
Next, three color filter layers were sequentially formed on the planarizing layer by photolithography using three color resists of red (R), green (G), and blue (B). Each color filter layer was formed to have a thickness of 0.5 to 0.8 μm. The arrangement of the pixels of the color filter layer is a so-called green (G) filter provided every other pixel, and a red (R) filter and a blue (B) filter provided every other row between the green (G) filters. A Bayer array was used.

次に、カラーフィルタ層上にアルカリ可溶性・感光性を有するアクリル系透明樹脂を膜厚1.0μmで塗布し、90℃で2分間加熱して硬膜化処理を行った。
その後、アクリル系透明樹脂に対して、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法にてマイクロレンズの母型を形成した。本実施例2のグレートーンマスクは熱フロー後にマイクロレンズの形状が正弦波形状になるようにフォトマスク設計されたものを使用した。
Next, an acrylic transparent resin having alkali solubility and photosensitivity was applied on the color filter layer with a film thickness of 1.0 μm, and the film was cured by heating at 90 ° C. for 2 minutes.
Thereafter, a microlens matrix was formed on the acrylic transparent resin by photolithography using a gray tone mask. As the gray tone mask of Example 2, a photo mask designed so that the shape of the microlens becomes a sine wave shape after heat flow was used.

次に、ベーク処理にて、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法にて形成したマイクロレンズの母型を熱フローさせた。このときのベーク条件は、160℃→180℃→250℃の3段ステップで処理を施した。
走査型プローブ顕微鏡で、本実施例3で形成されたマイクロレンズを形状測定したところ、複数のマイクロレンズの縁部は隣同士で谷状に連結され、連結部を成す谷部の半導体基板に垂直な断面形状は、横断面(第一断面および第二断面)、45度断面(第三断面)ともにV字状となっていることと、連結部を除いた部分の表面を示す線は正弦波形であることを確認した。
Next, the matrix of the microlens formed by the photolithography method using a gray tone mask was heat-flowed by baking. At this time, the baking was performed in three steps of 160 ° C. → 180 ° C. → 250 ° C.
When the shape of the microlens formed in Example 3 was measured with a scanning probe microscope, the edges of the plurality of microlenses were connected in a valley shape next to each other and perpendicular to the semiconductor substrate in the valley forming the connection. The cross-sectional shape is V-shaped for both the cross-section (first cross-section and second cross-section) and the 45-degree cross-section (third cross-section), and the line indicating the surface of the portion excluding the connecting portion is a sinusoidal waveform. It was confirmed that.

また、本実施例3で形成された固体撮像素子と従来品の受光効率を計測したところ、実施例3で形成した固体撮像素子の方が約3.7%程度良好な結果であることを確認した。実施例3で比較した従来品は、母型を経ずに、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法により、直接、実施例3と同じ形状の設計でマイクロレンズを形成したものである。この従来品は、複数のマイクロレンズの縁部が隣同士で谷状に連結され、連結部を除いた部分の表面を示す線は正弦波形で、連結部を成す谷部の半導体基板に垂直な断面形状は円弧状であって、その曲率半径は、横断面方向が243nm、45度断面方向が120nmであった。
実施例1〜3の結果を下記の表1にまとめて示す。
In addition, when the light-receiving efficiency of the solid-state imaging device formed in Example 3 and the conventional product was measured, it was confirmed that the solid-state imaging device formed in Example 3 had a better result of about 3.7%. did. The conventional product compared in Example 3 is one in which a microlens is directly formed with the same shape as in Example 3 by a photolithography method using a gray-tone mask without going through a matrix. In this conventional product, the edge portions of a plurality of microlenses are connected in a valley shape next to each other, and the line indicating the surface of the portion excluding the connection portion is sinusoidal and perpendicular to the semiconductor substrate in the valley portion forming the connection portion. The cross-sectional shape was an arc, and the radius of curvature was 243 nm in the cross-sectional direction and 120 nm in the 45-degree cross-sectional direction.
The results of Examples 1 to 3 are summarized in Table 1 below.

Figure 2018110147
Figure 2018110147

1 半導体基板
2 光電変換素子
3 平坦化層
4 カラーフィルタ
5 マイクロレンズ
5a マイクロレンズの連結部
5b マイクロレンズの連結部を除いた表面
6 固体撮像素子
10 レンズ母型層
11 グレートーンマスク
12 レンズ母型
R 隣接するマイクロレンズ間の谷間の曲率半径
L 隣接するマイクロレンズ間の谷間の最下点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Photoelectric conversion element 3 Flattening layer 4 Color filter 5 Microlens 5a Microlens connection part 5b Surface 6 except for microlens connection part Solid-state imaging element 10 Lens matrix layer 11 Gray tone mask 12 Lens matrix R The radius of curvature of the valley between adjacent microlenses L The lowest point of the valley between adjacent microlenses

Claims (5)

半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された複数の光電変換素子であって、前記半導体基板の面内に行列状に配置された光電変換素子と、
複数の前記光電変換素子上に形成された平坦化層と、
前記平坦化層上に形成された複数のカラーフィルタであって、複数の前記光電変換素子と同じ行列状に配置され、各波長帯域の光を透過させる複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタ上にそれぞれ形成された複数のマイクロレンズと、
を備え、
前記複数のマイクロレンズの縁部は隣同士で谷状に連結され、連結部を成す谷部の前記半導体基板面に垂直な断面形状は、前記行列の行に沿った第一断面、前記行列の列に沿った第二断面、および前記行と前記列に対して45度となる第三断面において、V字状である固体撮像素子。
A semiconductor substrate;
A plurality of photoelectric conversion elements formed on the semiconductor substrate, wherein the photoelectric conversion elements are arranged in a matrix in the plane of the semiconductor substrate;
A planarization layer formed on the plurality of photoelectric conversion elements;
A plurality of color filters formed on the planarization layer, arranged in the same matrix as the plurality of photoelectric conversion elements, and a plurality of color filters that transmit light of each wavelength band;
A plurality of microlenses formed respectively on the plurality of color filters;
With
Edges of the plurality of microlenses are connected in a valley shape next to each other, and a cross-sectional shape perpendicular to the semiconductor substrate surface of the valley portion forming the connection portion is a first cross section along a row of the matrix, A solid-state imaging device that is V-shaped in a second cross section along a column and a third cross section that is 45 degrees to the row and the column.
前記第一断面、前記第二断面、および前記第三断面における前記複数のマイクロレンズの前記連結部を除いた表面を示す線は、円弧、放物線、および正弦波形のいずれかである請求項1に記載の固体撮像素子。   The line indicating the surface excluding the connecting portion of the plurality of microlenses in the first cross section, the second cross section, and the third cross section is any one of an arc, a parabola, and a sinusoidal waveform. The solid-state imaging device described. 半導体基板上に形成され前記半導体基板の面内に行列状に配置された複数の光電変換素子上に、平坦化層を介して、複数のカラーフィルタをそれぞれ形成するカラーフィルタ形成工程と、前記カラーフィルタ形成工程の後、前記複数のカラーフィルタ上に複数のマイクロレンズをそれぞれ形成するマイクロレンズ形成工程と、を含み、
前記マイクロレンズ形成工程は、
前記複数のカラーフィルタ上に、感光性と熱フロー性を有する透明樹脂からなるレンズ母型層を形成する母型層形成工程と、
グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法により前記レンズ母型層に複数のレンズ母型を形成する工程であって、隣り合う前記レンズ母型の縁部間に隙間を設け、前記複数のレンズ母型の形状を、前記複数のマイクロレンズよりも前記カラーフィルタからの高さが高く前記カラーフィルタ面での広がりが小さい形状とするレンズ母型形成工程と、
前記複数のレンズ母型を加熱して前記複数のマイクロレンズを形成する熱フロー工程と、
を有する固体撮像素子の製造方法。
A color filter forming step of forming a plurality of color filters on a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate and arranged in a matrix in a plane of the semiconductor substrate through a planarization layer; and A microlens forming step of forming a plurality of microlenses on the plurality of color filters after the filter forming step,
The microlens formation step includes
A matrix layer forming step of forming a lens matrix layer made of a transparent resin having photosensitivity and heat flow on the plurality of color filters;
Forming a plurality of lens dies on the lens matrix layer by a photolithography method using a gray-tone mask, wherein gaps are provided between edges of the adjacent lens dies, and the plurality of lens dies are formed. A lens matrix forming step in which the shape of the color filter is higher than the plurality of microlenses, and the spread on the color filter surface is small.
A heat flow step of heating the plurality of lens molds to form the plurality of microlenses;
A method for manufacturing a solid-state imaging device.
前記マイクロレンズ形成工程では、グレートーンマスクを用いたフォトリソグラフィ法により複数のマイクロレンズの母型を形成することで、複数のマイクロレンズの母型の形状を制御することを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子の製造方法。   4. The microlens forming step controls the shape of a plurality of microlens masters by forming a plurality of microlens masters by photolithography using a gray-tone mask. The manufacturing method of the solid-state image sensor as described in 1 .. 前記隙間を50nm以上250nm以下にする請求項3または4に記載の固体撮像素子の製造方法。   The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3 or 4, wherein the gap is 50 nm or more and 250 nm or less.
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