(57)【要約】      （修正有）【課題】隣接するマイクロレンズとの間における隙間を低減した場合でも球面を表面の全面にそれぞれ有する複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを得る。【解決手段】露光装置を用いてマイクロレンズアレイを製造する方法であって、複数の画素領域が配列された基板の上に感光性樹脂を塗布する塗布工程と、感光性樹脂における複数の画素領域のそれぞれにマイクロレンズの形状に応じた露光量の分布を形成するための第１の原版を用いて感光性樹脂を露光する第１の露光工程と、露光された感光性樹脂を現像することにより、パターンを形成する現像工程と、現像工程の後に、複数の画素領域のそれぞれにて画素領域における内側の部分を遮蔽し外側の部分を露光するための第２の原版を用いてパターンを露光する第２の露光工程と、第２の露光工程の後に、パターンを加熱することにより複数のマイクロレンズを複数の画素領域に形成する加熱工程とを備える。【選択図】図２
2010066727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置を用いてマイクロレンズアレイを製造するマイクロレンズアレイの製造方法であって、
複数の画素領域が配列された基板の上に感光性樹脂を塗布する塗布工程と、
前記感光性樹脂における前記複数の画素領域のそれぞれにマイクロレンズの形状に応じた露光量の分布を形成するための第１の原版を用いて前記感光性樹脂を露光する第１の露光工程と、
前記露光された感光性樹脂を現像することにより、パターンを形成する現像工程と、
前記現像工程の後に、前記複数の画素領域のそれぞれにて前記画素領域における内側の部分を遮蔽し外側の部分を露光するための第２の原版を用いて前記パターンを露光する第２の露光工程と、
前記第２の露光工程の後に、前記パターンを加熱することにより、複数のマイクロレンズを前記複数の画素領域に形成する加熱工程と、
を備えたことを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項２】
前記第２の露光工程において露光される前記複数の画素領域のそれぞれにおける前記外側の部分は、前記画素領域の端から２５〜１００ｎｍの幅を有した部分である
ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程は、
前記パターンを１４０℃〜１７０℃の温度で加熱することにより、前記パターンの前記複数の画素領域のそれぞれにおける前記内側の部分を熱溶融する溶融工程と、
前記溶融工程の後に、前記パターンを１８０〜２００℃の温度で加熱することにより、前記パターンを硬化させて前記複数のマイクロレンズを前記複数の画素領域に形成する硬化工程と、
を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイの製造方法。
【請求項４】
複数の画素領域が配列された基板を有する光電変換装置の製造方法であって、
前記基板における前記複数の画素領域のそれぞれに光電変換部を形成する形成工程と、
前記基板の上に感光性樹脂を塗布する塗布工程と、
前記感光性樹脂における前記複数の画素領域のそれぞれにマイクロレンズの形状に応じた露光量の分布を形成するための第１の原版を用いて前記感光性樹脂を露光する第１の露光工程と、
前記露光された感光性樹脂を現像することにより、パターンを形成する現像工程と、
前記現像工程の後に、前記画素領域における内側の部分を遮蔽し外側の部分を露光するパターンを前記複数の画素領域のそれぞれに対応して含む第２の原版を用いて前記パターンを露光する第２の露光工程と、
前記第２の露光工程の後に、前記パターンを加熱することにより、複数のマイクロレンズを前記複数の画素領域に形成する加熱工程と、
を備えたことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイの製造方法、及び光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像システムには、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換装置が用いられている。光電変換装置は、複数の画素が配列された画素配列を備える。複数の画素のそれぞれは、受光部（光電変換素子）と、受光部に集光させるマイクロレンズとを含む。
【０００３】
特許文献１には、特許文献１の第２図に示されるように、固定層３０を介した半導体基板１２の上にレジスト層３２を塗布しフォトマスク３４を用いてパターニングを行った後に熱変形させることによりマイクロレンズ２８を形成することが記載されている。
【０００４】
近年、光電変換装置に対して高解像度の画像信号を生成することが要求されていることに伴い、画素配列における各画素のサイズが縮小され、各画素における受光部の受光面積は減少する傾向にある。そこで、受光部に効率良く光をとりこむことが各画素のマイクロレンズに要求されている。
【０００５】
この要求を満たすためには、前述したマイクロレンズを画素間の境界近傍まで形成し、マイクロレンズへの光の取り込み効率を高めることで、感度向上を図ることが考えられる。そのためには、隣接する画素のマイクロレンズ間の隙間をなるべく狭める必要がある。
【０００６】
それに対して、特許文献２では、特許文献２の図１に示すように、平坦化層１６及びカラーフィルタ層１８を介した半導体基板１０の上にポジ型感光性レンズ材料をスピンコートすることにより感光性レンズ材料層２０を形成する。特許文献２の図２（Ａ）に示すように、感光性レンズ材料層２０は、マイクロレンズが形成されるようなパータンの階調性を有したハーフトーンマスクにより構成されたフォトマスク２４を使用して露光される。その後、特許文献２の図２（Ｂ）に示すように、露光された感光性レンズ材料層２０が現像された後、その表面に光照射処理を行って仮硬化させ、さらに、加熱処理を行って硬化させる。これにより、特許文献２によれば、複数のマイクロレンズを、それぞれの頂点からそれぞれの基端まで外表面の曲率を等しくできるとされている。
【特許文献１】特開平３−１５２９７２号公報
【特許文献２】特開２００７-３１６１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２には、フォトマスク２４において、特許文献２の図３（Ａ）に示すように、露光光の波長以下の寸法を有したドットの個数を調整することにより、同心円状に階調を順次変化させることが記載されている。
【０００８】
本発明者は、このようなフォトマスク２４を用いて感光性レンズ材料層２０を露光した場合、その後に現像して得られるマイクロレンズのパターンでは画素における外側の部分が理想的な球面から外れた形状になることを見出した。また、本発明者は、現像された状態で光照射処理を行ってマイクロレンズのパターンを仮硬化させてしまうので、最終的なマイクロレンズの表面でも、同様に、画素における外側の部分が理想的な球面から外れた形状のまま硬化している可能性が高いことも見出した。
【０００９】
本発明の目的は、隣接するマイクロレンズとの間における隙間を低減した場合でも球面を表面の全面にそれぞれ有する複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１側面に係るマイクロレンズアレイの製造方法は、露光装置を用いてマイクロレンズアレイを製造するマイクロレンズアレイの製造方法であって、複数の画素領域が配列された基板の上に感光性樹脂を塗布する塗布工程と、前記感光性樹脂における前記複数の画素領域のそれぞれにマイクロレンズの形状に応じた露光量の分布を形成するための第１の原版を用いて前記感光性樹脂を露光する第１の露光工程と、前記露光された感光性樹脂を現像することにより、パターンを形成する現像工程と、前記現像工程の後に、前記複数の画素領域のそれぞれにて前記画素領域における内側の部分を遮蔽し外側の部分を露光するための第２の原版を用いて前記パターンを露光する第２の露光工程と、前記第２の露光工程の後に、前記パターンを加熱することにより、複数のマイクロレンズを前記複数の画素領域に形成する加熱工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２側面に係る光電変換装置の製造方法は、複数の画素領域が配列された基板を有する光電変換装置の製造方法であって、前記基板における前記複数の画素領域のそれぞれに光電変換部を形成する形成工程と、前記基板の上に感光性樹脂を塗布する塗布工程と、前記感光性樹脂における前記複数の画素領域のそれぞれにマイクロレンズの形状に応じた露光量の分布を形成するための第１の原版を用いて前記感光性樹脂を露光する第１の露光工程と、前記露光された感光性樹脂を現像することにより、パターンを形成する現像工程と、前記現像工程の後に、前記画素領域における内側の部分を遮蔽し外側の部分を露光するパターンを前記複数の画素領域のそれぞれに対応して含む第２の原版を用いて前記パターンを露光する第２の露光工程と、前記第２の露光工程の後に、前記パターンを加熱することにより、複数のマイクロレンズを前記複数の画素領域に形成する加熱工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、隣接するマイクロレンズとの間における隙間を低減した場合でも球面を表面の全面にそれぞれ有する複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本明細書において、「画素」は、光電変換部（例えば、フォトダイオード）だけでなくマイクロレンズも含む概念として用いる。また、「画素領域」とは、画素が形成されるべき３次元的な領域を意味するものとする。また、所定の層を「上に」形成するとは、その所定の層を直接上に形成する場合だけでなく、他の層を介して上に形成する場合も含むものとして用いる。
【００１４】
また、図面では、形成されるマイクロレンズとフォトマスクとを説明のために同一縮尺で示すが、実際にはフォトマスク上のパターンが縮小投影露光により所定倍率で縮小されて半導体基板上に（感光性レジストに）転写されるものとする。例えば、フォトマスクには、実際に形成するパターンの４倍もしくは５倍の寸法を有したパターンがクロムなどで形成されている。フォトマスク上のパターンは、縮小投影露光により、１／４、もしくは１／５に縮小して半導体基板上に（感光性レジストに）転写される。この縮小投影露光には、ステッパ又はスキャナなどの露光装置（図示せず）が用いられる。
【００１５】
本発明の課題を、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
まず、リフロー手法におけるマイクロレンズ間の隙間を低減するように設定した場合の課題を、図４〜図６を用いて説明する。図４は、リフロー手法を用いて光電変換装置１００を製造する工程の流れを示す工程フロー図である。図５は、複数の画素領域を示す図である。図６は、リフロー手法を用いて光電変換装置１００を製造する工程の流れを示す工程断面図である。
【００１７】
図４に示すＳ１１の工程では、半導体基板ＳＢにおける複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ３３（図５参照）のそれぞれに光電変換部１を形成する（形成工程、図６（ａ）参照）。ここで、半導体基板ＳＢには、図５に示すように、複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ３３が配列されている。図６には、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における断面が示されている。以下では、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３について例示的に説明する。
【００１８】
次に、半導体基板ＳＢの上に感光性フォトレジスト６（感光性樹脂）を塗布する（塗布工程、図６（ａ）参照）。
【００１９】
具体的には、半導体基板ＳＢの上に、遮光部２、平坦化層３、カラーフィルタ４ａ〜４ｃ、平坦化層５を形成した後、マイクロレンズ用の感光性フォトレジスト６を平坦化層５の上に塗布する。感光性フォトレジスト６は、例えば、東京応化工業（株）製  感光性フォトレジスト  ＴＭＲ−Ｐ１０ＰＭ  ２.１ｃｐを用いる。感光性フォトレジスト６をスピンコートにて例えば回転数１０００ｒｐｍで塗布する。その後、１００℃のホットプレートで２分間ベーク処理を行う。このときの感光性フォトレジスト６の膜厚は例えば０．４μｍである。
【００２０】
Ｓ１２の工程では、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ３３の境界部近傍が開口されたパターンを有するフォトマスクＭ（図６（ａ）参照）を用いて、感光性フォトレジスト６を露光する。このフォトマスクＭでは、現像後のマイクロレンズのパターンにおける隣接するマイクロレンズとの隙間を低減するように、開口パターンの幅ｄ１，ｄ２が小さく設定されている。
【００２１】
ここで、露光装置による光の照射量は、例えば、１２００Ｊ／ｍ２である。
【００２２】
Ｓ１３の工程では、露光された感光性フォトレジスト６が現像される。これにより、現像されたパターン７が形成される（図６（ｂ）参照）。例えば、アルカリ現像液（ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液：液濃度２。３８重量％）を用いて、感光性フォトレジスト６に対してパドル現像が３０〜６０秒行なわれる。
【００２３】
Ｓ１４の工程では、現像されたパターン７を加熱して熱変形（リフロー）させることにより、複数のマイクロレンズ８−１１〜８−１３を形成する（図６（ｃ）参照）。これにより、光電変換装置１００が製造される。
【００２４】
ここで、露光処理（Ｓ１２）、現像処理（Ｓ１３）によるマイクロレンズ間の隙間の寸法バラツキや、加熱処理（Ｓ１４）によって溶解、変形するフロー量のバラツキが発生する。このため、加熱処理後にマイクロレンズ同士が融着してしまうことがある（図６（ｃ）参照）。この融着を起こしたマイクロレンズは、融着を起こしたマイクロレンズの光電変換部１への集光機能がなくなるため、実効的なマイクロレンズの表面積が減少してしまい、マイクロレンズ８から光電変換部１への集光効率が悪化する可能性がある。
【００２５】
次に、階調パターンを有するフォトマスクを用いた手法におけるマイクロレンズ間の隙間を低減するように設定した場合の課題を、図７及び図８を用いて説明する。図７は、階調パターンを有するフォトマスクを用いた手法を用いて光電変換装置２００を製造する工程の流れを示す工程フロー図である。図８は、階調パターンを有するフォトマスクを用いた手法を用いて光電変換装置２００を製造する工程の流れを示す工程断面図である。以下では、図４〜図６に示す製造方法と異なる点を中心に説明する。
【００２６】
図７に示すＳ２２の工程（第１の露光工程）では、露光装置の解像限界以下の複数のドットパターンを複数の画素領域のそれぞれに対応して含むフォトマスクＭ１（第１の原版、図８（ａ）参照）を用いて感光性フォトレジスト６（感光性樹脂）を露光する。すなわち、このフォトマスクＭ１は、感光性フォトレジスト６における複数の画素領域のそれぞれにマイクロレンズの形状に応じた露光量の分布を形成するためのフォトマスクである。これにより、感光性フォトレジスト６に潜像を形成する。
【００２７】
具体的には、画素領域における周辺から中心へ同心円状に光の透過率が減少する階調パターンを有するフォトマスクＭ１（図８（ａ）参照）を用いて、感光性フォトレジスト６を露光する。このフォトマスクＭ１では、露光装置の解像限界以下の寸法を有したドットの個数を調整することにより、同心円状の階調パターンを形成している。例えば、露光装置の露光波長となる３６５ｎｍで解像しない微細なドットの個数を調整することにより、光の透過率が同心円状に異なる同心円状の階調をフォトマスクＭ１に持たせることが出来る。この実施形態に使用したフォトマスクＭ１では、受光部の中心を通過する線に近づくほど白ドットの数を減らしており（又は黒ドットの数を増やしており）、この結果として中心に近づくほど同心円状に光の透過率が減少する。
【００２８】
Ｓ２３の工程（現像工程）では、潜像を現像することにより、現像されたパターンを形成する。
【００２９】
具体的には、露光された感光性フォトレジスト６が現像される。これにより、感光性フォトレジスト６における潜像が現像されて、現像されたパターン２０７−１１〜２０７−１２が形成される（図８（ｂ）参照）。
【００３０】
Ｓ２４の工程では、現像されたパターン２０７−１１〜２０７−１２に対して光照射処理を行なうことにより、現像されたパターン２０７−１１〜２０７−１２を仮硬化する。その後、仮硬化された現像されたパターン２０７−１１〜２０７−１２を加熱して硬化させることにより、複数のマイクロレンズ２０８−１１，２０８−１２，２０８−１３を形成する。これにより、光電変換装置２００が製造される。
【００３１】
ここで、本発明者は、各画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３（図５参照）に対する光照射量が多くなりすぎる場合があることを見出した。この場合、実際できあがったマイクロレンズの表面では、各画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分が理想的な球面形状にならず理想的な球面に対して半導体基板ＳＢの表面へ近づくように凹んだ形状になる。各画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３の厚さは、例えば、０〜０.１μｍになっている。
【００３２】
このように、マイクロレンズ間の隙間はゼロになっているもののマイクロレンズの各画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分におけるだれた形状（凹んだ形状）により、マイクロレンズ１０から光電変換部１への集光効率を悪化させる可能性がある。
【００３３】
従って、本発明は、光電変換装置上のマイクロレンズ間の隙間がゼロでかつ、理想的なレンズ形状である半球状の球面を有するマイクロレンズを簡便に製造することができる方法を提供することを目的とする。
【００３４】
次に、本発明の実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を示す工程フロー図である。図２は、本発明の実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を示す工程断面図である。以下では、図４〜図８に示す製造方法と異なる点を中心に説明する。
【００３５】
図１に示すＳ４の工程（第２の露光工程）では、フォトマスクＭ２（第２の原版）を用いる。フォトマスクＭ２は、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における内側の部分ＩＡ１１〜ＩＡ１３を遮蔽し外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３を露光するパターンを複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３のそれぞれに対応して含む。現像されたパターン２０７−１１〜２０７−１３を、このフォトマスクＭ２を用いて露光する。これにより、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３の複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３のそれぞれにおける外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３を硬化する（図２（ｅ）参照）。
【００３６】
具体的には、フォトマスクＭ２は、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における内側の部分ＩＡ１１〜ＩＡ１３を遮蔽するための矩形状の遮蔽パターンＳＰ１１〜ＳＰ１３を複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３のそれぞれに対応して含む。遮蔽パターンＳＰ１１〜ＳＰ１３の間隔は、例えば、各画素領域ＰＡの寸法の３％程度であり、例えば、実寸法で０．４μｍである。
【００３７】
なお、画素領域の寸法が小さくなると、遮蔽パターンの間隔も小さくする必要があるが、遮蔽パターンの間隔を０.２μｍより小さくすると、電子ビ−ムまたはレ−ザビ−ムを用いるフォトマスクの作製に多大な時間と費用が必要となってしまう。このため、遮蔽パターンの間隔は０.２μｍ以上が好ましい。例えば、遮蔽パターンの間隔が０.２μｍであり縮小倍率が４倍のフォトマスクを用いた場合、露光される各画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３は、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３の端から２５ｎｍの幅を有した部分になる。
【００３８】
一方、露光装置のアライメントばらつきを考慮すると、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３の端から１００ｎｍの領域に光を照射することが好ましい。しかし、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３の端から１００ｎｍより大きな領域に光を照射すると、熱溶融しにくい領域が大きくなる為、後の加熱工程において画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３を球面にできなくなる可能性がある。
【００３９】
そこで、Ｓ４（第２の露光工程）における露光される画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３は、画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３の端から２５〜１００ｎｍの幅を有した部分であることが好ましい。
【００４０】
また、露光装置による露光光の照射量は、例えば、３０００Ｊ／ｍ２であり、露光光の波長は３６５ｎｍである。なお、この露光量は、９００Ｊ／ｍ２以上で２００００Ｊ／ｍ２以下であることが好ましい。露光光の波長は、１７２ｎｍ（エキシマＵＶ光）、１９２ｎｍ（ＡｒＦレーザ）、２５４ｎｍ（ＫｒＦレーザ）であってもよい。
【００４１】
Ｓ５の工程（加熱工程）では、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３を加熱することにより、複数のマイクロレンズ３０８−１１〜３０８−１３を複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３に形成する。
【００４２】
具体的には、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３を１４０℃〜１７０℃の温度で加熱する。これにより、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３の複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３のそれぞれにおける内側の部分ＩＡ１１〜ＩＡ１３を熱溶融する（溶融工程、図２（ｆ）参照）。このため、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３の各画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３自体が熱溶融せずに熱溶融した内側の部分ＩＡ１１〜ＩＡ１３がわずかに外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３へ向かう。具体的には外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３の内部に流れ込む。この結果、隣接するマイクロレンズ３０８−１１〜３０８−１３が熱溶着することを防げるとともに、各画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３における外側の部分ＯＡ１１〜ＯＡ１３の表面が内側の部分ＩＡ１１〜ＩＡ１３から連続した球面を形成するようになる。
【００４３】
ここで、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３の加熱温度を１４０℃より下げると、溶融が不十分で球面形状を得ることができない可能性がある。現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３の加熱温度を１７０℃より温度を上げると、光照射によって耐熱性が上がった領域も溶融しはじめるため、隣接する画素領域間で画素領域における外側の部分同士の融着が発生する。そこで、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３を溶融させるための加熱温度は、１４０℃〜１７０℃の範囲であることが好ましい。
【００４４】
その後、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３を１８０〜２００℃の温度で加熱する。これにより、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３を硬化させて複数のマイクロレンズ３０８−１１〜３０８−１３を複数の画素領域ＰＡ１１〜ＰＡ１３に形成する（硬化工程）。これにより、球面を表面の全面にそれぞれ有した複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイが形成される。
【００４５】
ここで、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３の加熱温度を１８０℃より下げると、光照射によって耐熱性が上がった領域も溶融しはじめるため、隣接する画素領域間で画素領域における外側の部分同士の融着が発生する。現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３の加熱温度を２００℃より上げると、感光性レジストが十分に硬化しない可能性がある。そこで、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３を硬化させるための加熱温度は、１８０〜２００℃の範囲であることが好ましい。
【００４６】
この工程では、例えば、ホットプレートを使用して、現像されたパターン３０７−１１〜３０７−１３に対して、５分間の１４０℃の加熱処理と、それに続く５分間の２００℃の加熱処理とを行った。
【００４７】
１４０℃の加熱処理によって、Ｓ４の工程で露光されていない画素領域における内側の部分が溶融し、表面張力によって決まる球面形状に変形する。このとき画素領域における外側の部分がほとんど熱変形せず熱処理前の状態を保持できるため、隣接する画素領域の間で画素領域における外側の部分が融着を起こすことなく、だれた形状を球面形状へと変化させることが可能となる。
【００４８】
その後２００℃に温度を上げて加熱することでレンズ材を完全に硬化させる。いったんレンズが溶融し形状が変わると、あとは温度をあげて硬化する必要があるが温度範囲は１８０℃以上であれば十分硬化することが分かっている。
【００４９】
このように、本実施形態に係る光電変換装置の製造方法では、画素領域における内側の部分が遮蔽されたパターンを有したフォトマスクを用いて、現像工程を経た現像されたパターンを再度露光する。そして、画素領域における外側の部分の耐熱性を向上する工程を経たのちに、１４０℃〜１７０℃の温度で加熱する。このとき再度露光された画素領域における外側の部分は溶解しないため、マイクロレンズ同士が融着することを低減できる。また、画素領域における内側の部分が加熱され変形して画素領域における外側の部分（現像後ではだれた形状）に流れ込むことにより、表面張力によって決まる半球状の形状を画素領域における外側の部分にも形成できる。さらに、１８０〜２００℃の温度で加熱することにより、フォトレジストを硬化させる。なお、階調パターンを有するフォトマスクＭ１を用いて形成した現像されたパターンを用いることで、各画素領域の外側の部分の厚さが薄いため、露光処理による硬化が十分可能となり、熱処理での融着を抑制することが容易である。
【００５０】
すなわち、本実施形態によれば、マイクロレンズの隙間がなくかつだれのない半球状の理想的な表面形状を得ることができる。このマイクロレンズを用いることにより、マイクロレンズから光電変換部への集光効率を向上でき、近年の画素サイズ縮小による素子感度低下を改善することが可能となる。
【００５１】
次に、本発明の光電変換装置を適用した撮像システムの一例を図３に示す。
【００５２】
撮像システム９０は、図３に示すように、主として、光学系、撮像装置８６及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター９１、レンズ９２及び絞り９３を備える。撮像装置８６は、光電変換装置３００を含む。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６、画像信号処理部９７、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、タイミング発生部９８、全体制御・演算部９９、記録媒体８８及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を備える。なお、信号処理部は、記録媒体８８を備えなくても良い。
【００５３】
シャッター９１は、光路上においてレンズ９２の手前に設けられ、露出を制御する。
【００５４】
レンズ９２は、入射した光を屈折させて、撮像装置８６の光電変換装置３００の撮像面に被写体の像を形成する。
【００５５】
絞り９３は、光路上においてレンズ９２と光電変換装置３００との間に設けられ、レンズ９２を通過後に光電変換装置３００へ導かれる光の量を調節する。
【００５６】
撮像装置８６の光電変換装置３００は、光電変換装置３００の撮像面に形成された被写体の像を画像信号に変換する。撮像装置８６は、その画像信号を光電変換装置３００から読み出して出力する。
【００５７】
撮像信号処理回路９５は、撮像装置８６に接続されており、撮像装置８６から出力された画像信号を処理する。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換器９６は、撮像信号処理回路９５に接続されており、撮像信号処理回路９５から出力された処理後の画像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）へ変換する。
【００５９】
画像信号処理部９７は、Ａ／Ｄ変換器９６に接続されており、Ａ／Ｄ変換器９６から出力された画像信号（デジタル信号）に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、全体制御・演算部９９及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４などへ供給される。
【００６０】
メモリ部８７は、画像信号処理部９７に接続されており、画像信号処理部９７から出力された画像データを記憶する。
【００６１】
外部Ｉ／Ｆ部８９は、画像信号処理部９７に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、外部Ｉ／Ｆ部８９を介して外部の機器（パソコン等）へ転送する。
【００６２】
タイミング発生部９８は、撮像装置８６、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７に接続されている。これにより、撮像装置８６、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置８６、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７がタイミング信号に同期して動作する。
【００６３】
全体制御・演算部９９は、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に接続されており、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を全体的に制御する。
【００６４】
記録媒体８８は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を介して記録媒体８８へ記録する。
【００６５】
以上の構成により、光電変換装置３００において良好な画像信号が得られれば、良好な画像（画像データ）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を示す工程フロー図。
【図２】本発明の実施形態に係る光電変換装置３００の製造方法を示す工程断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る光電変換装置を適用した撮像システムの構成図。
【図４】本発明の課題を説明するため図。
【図５】本発明の課題を説明するため図。
【図６】本発明の課題を説明するため図。
【図７】本発明の課題を説明するため図。
【図８】本発明の課題を説明するため図。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００、３００  光電変換装置
【図１】
2010066727.tif 000003
【図２】
2010066727.tif 000004
【図３】
2010066727.tif 000005
【図４】
2010066727.tif 000006
【図５】
2010066727.tif 000007
【図６】
2010066727.tif 000008
【図７】
2010066727.tif 000009
【図８】
2010066727.tif 000010