JPH081809A - Microlens formation method - Google Patents
Microlens formation methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はマイクロレンズの形成
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a microlens.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばCCD形撮像デバイスには、図2
(D)に示すようなものがある。このCCD形撮像デバ
イスでは、p形シリコン基板1上に絶縁膜2が設けら
れ、絶縁膜2上にフォトダイオード3とCCD4が設け
られ、CCD4上に絶縁膜5を介して金属電極6が設け
られ、その上にカラーフィルタ7が設けられ、その上に
表面が平坦な表面平坦化層8が設けられ、その上であっ
てフォトダイオード3に対応する部分に凸レンズからな
るマイクロレンズ9が設けられた構造となっている。す
なわち、このCCD形撮像デバイスでは、マイクロレン
ズ9が一体化されている。2. Description of the Related Art For example, a CCD type image pickup device is shown in FIG.
There is one as shown in (D). In this CCD type imaging device, an insulating film 2 is provided on a p-type silicon substrate 1, a photodiode 3 and a CCD 4 are provided on the insulating film 2, and a metal electrode 6 is provided on the CCD 4 via an insulating film 5. , A color filter 7 is provided thereon, a surface flattening layer 8 having a flat surface is provided thereon, and a microlens 9 composed of a convex lens is provided on the portion corresponding to the photodiode 3 thereon. It has a structure. That is, in this CCD type image pickup device, the microlens 9 is integrated.
【0003】次に、このようなCCD形撮像デバイスに
おいてマイクロレンズ9を形成する場合について、図2
(A)〜(D)を順に参照しながら説明する。まず、図
2(A)に示すように、カラーフィルタ7上にアクリル
系レジストの塗布により表面平坦化層8が設けられたも
のを用意する。次に、図2(B)に示すように、表面平
坦化層8上にポジ型のレンズ材レジスト層9aを塗布し
て形成する。次に、レンズ形成領域に対応する部分にマ
スクパターン10aを有するフォトマスク10を用いて
露光し、次いで現像すると、図2(C)に示すように、
レンズ材レジストパターン9bが形成される。次に、1
50℃程度の温度で5分間程度の熱処理を行うと、レン
ズ材が溶融した後冷却されて固化する際に、レンズ材の
表面が表面張力により曲面となる。かくして、図2
(D)に示すように、表面平坦化層8上に凸レンズから
なるマイクロレンズ9を形成している。Next, FIG. 2 shows a case where the microlens 9 is formed in such a CCD type image pickup device.
Description will be made with reference to (A) to (D) in order. First, as shown in FIG. 2A, a color filter 7 having a surface flattening layer 8 formed by coating an acrylic resist is prepared. Next, as shown in FIG. 2B, a positive type lens material resist layer 9 a is applied and formed on the surface flattening layer 8. Next, exposure is performed using the photomask 10 having the mask pattern 10a in a portion corresponding to the lens formation region, and then development is performed, as shown in FIG.
The lens material resist pattern 9b is formed. Then 1
When heat treatment is performed at a temperature of about 50 ° C. for about 5 minutes, when the lens material is melted and then cooled and solidified, the surface of the lens material becomes a curved surface due to surface tension. Thus, Figure 2
As shown in (D), a microlens 9 composed of a convex lens is formed on the surface flattening layer 8.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このようなマイクロレンズの形成方法では、レンズ材レ
ジストパターン9bを熱処理して、表面を曲面とされた
凸レンズからなるマイクロレンズ9を形成しているの
で、熱処理工程が必要であり、その分だけ工程数が多い
という問題があった。また、マイクロレンズ9の表面の
曲面形状が熱処理の温度と時間に左右されるので、その
条件の選定がきわめて困難であり、制御性も悪いという
問題があった。この発明の目的は、マイクロレンズを少
ない工程数で容易にかつ制御性良く形成することのでき
るマイクロレンズの形成方法を提供することにある。However, in the conventional method for forming such a microlens, the lens material resist pattern 9b is heat-treated to form the microlens 9 composed of a convex lens having a curved surface. Therefore, there is a problem in that a heat treatment step is required and the number of steps is increased accordingly. Further, since the curved surface shape of the surface of the microlens 9 depends on the temperature and time of the heat treatment, it is extremely difficult to select the condition and the controllability is poor. An object of the present invention is to provide a method for forming a microlens that can easily and controllably form the microlens with a small number of steps.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、レンズ材レ
ジスト層を所定のマスクパターンを有するフォトマスク
を用いて焦点をずらして露光して現像することにより、
表面を曲面とされた凸レンズからなるマイクロレンズを
形成するようにしたものである。According to the present invention, a lens material resist layer is exposed and developed by defocusing it using a photomask having a predetermined mask pattern.
The micro lens is formed by a convex lens having a curved surface.
【0006】[0006]
【作用】この発明によれば、レンズ材レジスト層を所定
のマスクパターンを有するフォトマスクを用いて焦点を
ずらして露光して現像するだけで、表面を曲面とされた
凸レンズからなるマイクロレンズを形成することができ
るので、従来のような熱処理工程が不要となり、したが
ってマイクロレンズを少ない工程数で容易にかつ制御性
良く形成することができる。According to the present invention, a microlens consisting of a convex lens having a curved surface is formed by simply exposing the lens material resist layer by defocusing it using a photomask having a predetermined mask pattern and developing it. Therefore, the conventional heat treatment step is unnecessary, and therefore the microlens can be formed easily and with good controllability in a small number of steps.
【0007】[0007]
【実施例】図1(A)〜(D)はそれぞれこの発明の一
実施例を適用したCCD形撮像デバイスにおいてマイク
ロレンズを形成する際の各形成工程を示したものであ
る。そこで、これらの図を順に参照しながら、この実施
例のマイクロレンズの形成方法について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1A to 1D show respective forming steps for forming a microlens in a CCD image pickup device to which an embodiment of the present invention is applied. Therefore, the method of forming the microlens of this embodiment will be described with reference to these drawings in order.
【0008】まず、図1(A)に示すようなCCD形撮
像デバイス11を用意する。このCCD形撮像デバイス
11は、図2(A)に示す従来のものと同じであるが、
再度説明すると、p形シリコン基板12上に絶縁膜13
が設けられ、絶縁膜13上にフォトダイオード14とC
CD15が設けられ、CCD15上に絶縁膜16を介し
て金属電極17が設けられ、その上にカラーフィルタ1
8が設けられ、その上に表面が平坦な表面平坦化層19
が設けられた構造となっている。First, a CCD type image pickup device 11 as shown in FIG. 1 (A) is prepared. This CCD type image pickup device 11 is the same as the conventional type shown in FIG.
To explain again, the insulating film 13 is formed on the p-type silicon substrate 12.
Is provided, and the photodiode 14 and C are provided on the insulating film 13.
The CD 15 is provided, the metal electrode 17 is provided on the CCD 15 via the insulating film 16, and the color filter 1 is provided thereon.
8 is provided, on which a surface planarizing layer 19 having a flat surface is provided.
Has a structure.
【0009】次に、図1(B)に示すように、表面平坦
化層19上にポジ型のレンズ材レジスト層20を塗布し
て形成する。レンズ材レジスト層20の厚さは、形成す
べきマイクロレンズの最大厚さと同じかそれよりもある
程度厚めとする。次に、レンズ形成領域に対応する部分
にマスクパターン21aを有するフォトマスク21を用
いて露光する。この場合の露光は、焦点を適宜にずらし
て、例えば上方に0.6〜0.9μm程度ずらして行
う、つまり0.6〜0.9μm程度プラスデフォーカス
する。すると、同図において梨点で示すように、光の回
り込みの強度分布に応じて、レンズ形成領域に対応する
部分におけるレンズ材レジスト層20の表面側が逆凹レ
ンズ状に露光される。Next, as shown in FIG. 1B, a positive type lens material resist layer 20 is applied and formed on the surface flattening layer 19. The thickness of the lens material resist layer 20 is the same as or slightly thicker than the maximum thickness of the microlens to be formed. Next, exposure is performed using the photomask 21 having the mask pattern 21a in the portion corresponding to the lens formation region. In this case, the exposure is performed by appropriately shifting the focus, for example, by shifting the focus upward by about 0.6 to 0.9 μm, that is, by defocusing by about 0.6 to 0.9 μm. Then, as shown by the dotted points in the figure, the surface side of the lens material resist layer 20 in the portion corresponding to the lens forming region is exposed in the shape of an inverted concave lens in accordance with the intensity distribution of the light wraparound.
【0010】この理由は、デフォーカスによりレンズ材
レジスト層20の層内における光強度分布がジャストフ
ォーカス時よりも一様に近くなる、換言すれば、マスク
パターン21aの間隙に対応する部分からマスクパター
ン21aに対応する部分への光の回り込み量が多くなる
ことによる。このため、この後現像することにより、図
1(C)に示すように、表面が曲面となった凸レンズか
らなるマイクロレンズ20aが形成される。The reason for this is that the light intensity distribution within the lens material resist layer 20 becomes closer to uniform than that during just focus due to defocusing, in other words, from the portion corresponding to the gap of the mask pattern 21a to the mask pattern. This is because the amount of light sneaking into the portion corresponding to 21a increases. Therefore, by developing after this, as shown in FIG. 1C, a microlens 20a made of a convex lens having a curved surface is formed.
【0011】このように、このマイクロレンズの形成方
法では、レンズ形成領域に対応する部分にマスクパター
ン21aを有するフォトマスク21を用いて焦点をずら
して露光すると、光の回り込みの強度分布に応じて、レ
ンズ形成領域に対応する部分におけるレンズ材レジスト
層20の表面側が逆凹レンズ状に露光されるので、露光
して現像するだけで、表面を曲面とされた凸レンズから
なるマイクロレンズ20aを形成することができ、した
がって従来のような熱処理工程が不要となり、マイクロ
レンズ20aを少ない工程数で形成することができる。
また、マイクロレンズ20aの表面の曲面形状は、フォ
トマスク21を用いた露光時の焦点のずれ量(デフォー
カス度)を制御するだけで選定することができるので、
マイクロレンズ20aを容易にかつ制御性良く形成する
ことができる。As described above, in this microlens forming method, when the photomask 21 having the mask pattern 21a in the portion corresponding to the lens forming area is used to perform exposure by defocusing the light, the intensity distribution of the light wraparound is performed. Since the surface side of the lens material resist layer 20 in the portion corresponding to the lens formation region is exposed in the shape of an inverted concave lens, the microlens 20a made of a convex lens having a curved surface can be formed only by exposing and developing. Therefore, the conventional heat treatment step is not required, and the microlens 20a can be formed in a small number of steps.
Further, the curved surface shape of the microlens 20a can be selected only by controlling the amount of defocus (degree of defocus) at the time of exposure using the photomask 21.
The microlens 20a can be easily formed with good controllability.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レンズ材レジスト層を所定のマスクパターンを有す
るフォトマスクを用いて焦点をずらして露光して現像す
るだけで、表面を曲面とされた凸レンズからなるマイク
ロレンズを形成することができるので、従来のような熱
処理工程が不要となり、したがってマイクロレンズを少
ない工程数で容易にかつ制御性良く形成することができ
る。As described above, according to the present invention, the surface of the lens material resist layer is formed into a curved surface only by defocusing it using a photomask having a predetermined mask pattern, exposing it, and developing it. Since the microlens composed of the convex lens can be formed, the conventional heat treatment step is unnecessary, and therefore the microlens can be easily formed with a small number of steps and with good controllability.
【図1】(A)〜(C)はそれぞれこの発明の一実施例
を適用したCCD形撮像デバイスにおいてマイクロレン
ズを形成する際の各形成工程を示す断面図。1A to 1C are cross-sectional views showing respective forming steps when forming a microlens in a CCD image pickup device to which an embodiment of the present invention is applied.
【図2】(A)〜(D)はそれぞれ従来のCCD形撮像
デバイスにおいてマイクロレンズを形成する際の各形成
工程を示す断面図。2A to 2D are cross-sectional views showing respective forming steps when forming microlenses in a conventional CCD image pickup device.
11 CCD形撮像デバイス 20 レンズ材レジスト層 20a マイクロレンズ 21 フォトマスク 11 CCD image pickup device 20 Lens material resist layer 20a Microlens 21 Photomask
Claims (2)
ーンを有するフォトマスクを用いて焦点をずらして露光
して現像することにより、表面を曲面とされた凸レンズ
からなるマイクロレンズを形成することを特徴とするマ
イクロレンズの形成方法。1. A microlens composed of a convex lens having a curved surface is formed by exposing a lens material resist layer with a photomask having a predetermined mask pattern while defocusing it and exposing it to development. And a method for forming a microlens.
形成することを特徴とする請求項1記載のマイクロレン
ズの形成方法。2. The method of forming a microlens according to claim 1, wherein the microlens is formed on an imaging device.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP16296994A JPH081809A (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Microlens formation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16296994A JPH081809A (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Microlens formation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH081809A true JPH081809A (en) | 1996-01-09 |
Family
ID=15764724
Family Applications (1)
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH081809A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6979588B2 (en) | 2003-01-29 | 2005-12-27 | Hynix Semiconductor Inc. | Method for manufacturing CMOS image sensor having microlens therein with high photosensitivity |
JP2006072349A (en) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sharp Corp | Directly patternable microlens |
KR100972059B1 (en) * | 2002-12-30 | 2010-07-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Manufacturing Method of CMOS Image Sensor Improved Coating Uniformity of Micro Lens |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP16296994A patent/JPH081809A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100972059B1 (en) * | 2002-12-30 | 2010-07-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Manufacturing Method of CMOS Image Sensor Improved Coating Uniformity of Micro Lens |
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US7670867B2 (en) * | 2003-01-29 | 2010-03-02 | Chang-Young Jeong | Method for manufacturing CMOS image sensor having microlens therein with high photosensitivity |
JP2006072349A (en) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sharp Corp | Directly patternable microlens |
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