(57)【要約】【課題】所望のレンズ形状を確実に得るためのプロセス管理に適したマイクロレンズの製造方法及びこれを用いて製造した固体撮像素子を提供する。【解決手段】  透光性を有する平坦層上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜をパターニングして複数個の第１のレジストを形成し、これら第１のレジストを加熱するリフロー処理により各第１のレジストの表面形状をレンズ状にし、さらにエッチング処理により前記各第１のレジストの表面形状を下層に転写して複数のマイクロレンズを隣接して形成するマイクロレンズの製造方法であって、平坦層上のマイクロレンズの形成位置とは異なる領域に、エッチング処理前の第１のレジストに対する隣接レジスト間のギャップ長よりも広い間隔で第２のレジストを複数形成し、第１のレジストと第２のレジストの双方を共にエッチング処理するようにした。【選択図】図１
2006253464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する平坦層上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜をパターニングして複数個の第１のレジストを形成し、これら第１のレジストをリフロー処理により各第１のレジストの表面形状をレンズ状にし、さらにエッチング処理により前記各第１のレジストの表面形状を下層に転写して複数のマイクロレンズを隣接して形成するマイクロレンズの製造方法であって、
前記平坦層上のマイクロレンズの形成位置とは異なる領域に、前記エッチング処理前の前記第１のレジストに対する隣接レジスト間のギャップ長よりも広い間隔で第２のレジストを複数形成し、
前記第１のレジストと前記第２のレジストの双方を共に前記エッチング処理することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項２】
前記エッチング処理後に前記第２のレジストに対応して形成された評価用マイクロレンズに対する隣接レンズ間のギャップ長を測定し、該ギャップ長と予め定めた設計距離とのずれ量に応じて、前記エッチング処理による除去量を増減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製造方法。
【請求項３】
前記予め定めた設計距離が、前記第１のレジストに対応して形成されたマイクロレンズに対する隣接レンズ間のギャップ長が前記エッチング処理により０となったときの、前記第２のレジストに対応して形成されたマイクロレンズに対する隣接レンズ間のギャップ長であることを特徴とする請求項２記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項４】
前記エッチング処理による除去量を、エッチング時間の増減により設定することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のマイクロレンズの製造方法。
【請求項５】
光電変換素子を含む画素部を多数有する固体撮像素子であって、
前記多数の画素部が配置される画素領域内に形成され、前記各光電変換素子のそれぞれに集光する複数の集光用マイクロレンズと、
前記画素領域から外れた領域に、前記集光用マイクロレンズの隣接レンズ間のギャップ長よりも広いギャップ長で隣接して形成した複数の評価用マイクロレンズと、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子とマイクロレンズとを含む画素部を多数有する固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子の多画素化と小型化の要求が特に高まり、画素サイズの縮小が余儀なくされている。画素サイズが縮小されると、光電変換素子への光入射量が減少して、感度低下を招くことになる。そのため、図１２に示すように、光電変換素子１の上方にマイクロレンズ２を配置して、入射光に対する光電変換素子１への集光率を高める構成が従来から採用されている。
しかし、図１２に示す構造のマイクロレンズ２では、マイクロレンズ２同士の間のギャップ距離Ｄによる光の無効域が存在するために、集光率が十分に高めることが困難であった。また、マイクロレンズの表面曲率等の形状は焦点距離に大きく影響するので、設計通りに形成されているかが重要となる、そこで、上記のようなマイクロレンズ１に対して、外観検査によりレンズ形状を評価する技術が例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
さらに、画素サイズの縮小により光電変化素子が受ける光量の減少を補うため、マイクロレンズの有効面積を増加させることが試みられている。具体的には、光電変換素子に集光させるマイクロレンズの形状が、レンズ配列ピッチを狭小化して、隣接するマイクロレンズ間のギャップ長（レンズの端部とこれに隣接するレンズの端部までの距離）をゼロとするものが出現してきた。このような形状をしたマイクロレンズを、本明細書では、最近接するマイクロレンズ間にギャップが存在しない点からギャップレス・マイクロレンズと呼ぶことにする。ギャップレス・マイクロレンズは、従来存在していたギャップ長Ｄによる光の無効域が無いため、光利用効率が高くなり、撮像素子の高感度化に寄与できる。
上記のギャップレス・マイクロレンズは、図１３（ａ）に示すように、マイクロレンズに対応するレンズパターンをレジストパターンで形成してリフローし、レンズ形状とした後、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、エッチング処理によるエッチバックでレンズ形状を形成することができる。
【特許文献１】特開平１１−３０７７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロレンズをエッチング処理により形成する場合、エッチング処理による下地の除去量に応じて、隣接するレンズ間のギャップ長Ｄが変化する。エッチング前の図１３（ａ）の状態を初期ギャップ長Ｄ0とすると、エッチング開始後の図１３（ｂ）の状態では、ギャップ長Ｄは初期のＤ0より狭くなり、図１３（ｃ）の状態でギャップ長Ｄが０となる。この状態で設計通りのレンズ形状となる。さらにエッチングを続けると、ギャップ長Ｄが０のまま、下地が除去されていくことになる。
この場合、マイクロレンズの形状を外観検査するには、マイクロレンズ上方からの平面観察画像からギャップ長Ｄに相当するレンズ境界線幅を測定する方法がある。しかし、レンズ境界線幅は図１３（ｂ）に示すアンダーエッチ状態においてはレンズ形状を推測可能であるが、図１３（ｄ）に示すオーバーエッチ状態においては、平面観察画像には設計通りのレンズ形状と明確な差が生じず、レンズ形状の推測ができなくなる。このため、エッチング処理に対するアンダーエッチを検出できても、オーバーエッチを検出するこができず、所望のレンズ形状を確実に得るためのプロセス管理が困難であった。
また、マイクロレンズの断面を観察すればオーバーエッチを検出することはできるが、破壊検査であるために、インラインで検査することに不向きで、工数も余分に多く必要とされる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、インラインで所望のレンズ形状を確実に得るためのプロセス管理に適したマイクロレンズの製造方法及びこれを用いて製造した固体撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）透光性を有する平坦層上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜をパターニングして複数個の第１のレジストを形成し、これら第１のレジストをリフロー処理により各第１のレジストの表面形状をレンズ状にし、さらにエッチング処理により前記各第１のレジストの表面形状を下層に転写して複数のマイクロレンズを隣接して形成するマイクロレンズの製造方法であって、前記平坦層上のマイクロレンズの形成位置とは異なる領域に、前記エッチング処理前の前記第１のレジストに対する隣接レジスト間のギャップ長よりも広い間隔で第２のレジストを複数形成し、前記第１のレジストと前記第２のレジストの双方を共に前記エッチング処理することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【０００７】
このマイクロレンズの製造方法によれば、エッチング処理前の第１のレジストに対する隣接レジスト間のギャップ長よりも広い間隔で第２のレジストを複数形成しておくことにより、第１のレジストと第２のレジストの双方を共にエッチング処理したときに、第１のレジストが、隣接するレンズ間のギャップが無くなった状態であっても、第２のレジストにより形成されるレンズ間のギャップが存在するので、エッチング処理後における第２のレジストのギャップ長をパラメータとして、エッチング処理のプロセス管理を行うことができる。これにより、所望のレンズ形状を確実に得ることが可能になる。また、第２のレジストのギャップ長に応じてエッチング処理条件を変更するため、特に破壊検査を必要とせず、インラインの製造プロセスへの適用が簡単である。
【０００８】
（２）前記エッチング処理後に前記第２のレジストに対応して形成された評価用マイクロレンズに対する隣接レンズ間のギャップ長を測定し、該ギャップ長と予め定めた設計距離とのずれ量に応じて、前記エッチング処理による除去量を増減することを特徴とする（１）記載のマイクロレンズの製造方法。
【０００９】
このマイクロレンズの製造方法によれば、エッチング処理後に第２のレジストによる評価用マイクロレンズの隣接レンズ間のギャップ長を測定し、このギャップ長と、予め定めた設計距離とのずれ量に応じて、エッチング処理による除去量を増減するフィードバック制御を行うことができる。従って、インライン製造工程でマイクロレンズの形状が設計形状から外れた場合に、いち早く元の状態に復帰させることができ、製品の歩留まりの低下を最小限に抑えることができる。
【００１０】
（３）前記予め定めた設計距離が、前記第１のレジストに対応して形成されたマイクロレンズに対する隣接レンズ間のギャップ長が前記エッチング処理により０となったときの、前記第２のレジストに対応して形成されたマイクロレンズに対する隣接レンズ間のギャップ長であることを特徴とする（２）記載のマイクロレンズの製造方法。
【００１１】
このマイクロレンズの製造方法によれば、第１のレジストによるマイクロレンズに対する隣接レンズ間のギャップ長が０となるタイミングにおける第２のレジストによる隣接レンズ間のギャップ長を設計距離とすることで、第１のレジストによるマイクロレンズが、隣接レンズ間のギャップ長が０となったタイミングでエッチング処理を停止させることができる。これにより、オーバーエッチやアンダーエッチを生じることなく、適性がエッチング処理を行うことが可能となる。
【００１２】
（４）前記エッチング処理による除去量を、エッチング時間の増減により設定することを特徴とする（２）又は（３）記載のマイクロレンズの製造方法。
【００１３】
このマイクロレンズの製造方法によれば、エッチング時間を増減することで、簡単かつ正確にエッチング処理による除去量を調整することができる。
【００１４】
（５）光電変換素子を含む画素部を多数有する固体撮像素子であって、前記多数の画素部が配置される画素領域内に形成され、前記各光電変換素子のそれぞれに集光する複数の集光用マイクロレンズと、前記画素領域から外れた領域に、前記集光用マイクロレンズの隣接レンズ間のギャップ長よりも広いギャップ長で隣接して形成した複数の評価用マイクロレンズと、を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
【００１５】
この固体撮像素子によれば、集光用マイクロレンズの他に、この集光用マイクロレンズの隣接レンズ間のギャップ長より広いギャップ長で隣接した評価用マイクロレンズを複数形成することにより、この評価用マイクロレンズの隣接レンズ間のギャップ長を測定すれば、集光用マイクロレンズの隣接レンズ間のギャップ長が推定可能となる。これにより、マイクロレンズの形成時にオーバーエッチやアンダーエッチを生じさせずに所望のレンズ形状を確実に得られる構成にできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インラインで所望のレンズ形状を確実に得るためのプロセス管理に適したマイクロレンズの製造方法及びこれを用いて製造した固体撮像素子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るマイクロレンズの製造方法及びこれを用いて製造した固体撮像素子の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る固体撮像素子の平面模式図、図２は図１に示す固体撮像素子の画素部の拡大平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面模式図である。
図１〜図３に示す固体撮像素子は、ｎ型のシリコン基板１０表面部に光電変換素子であるフォトダイオード１３が多数形成され、各フォトダイオード１３で発生した信号電荷を列方向（図１中のＹ方向）に転送するための電荷転送部が、列方向に配設された複数のフォトダイオード１３からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。
【００１８】
電荷転送部は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板１０表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル１５と、電荷転送チャネル１５の上層に形成された２層電極構造の電荷転送電極１７（第１の電極１７ａ、第２の電極１７ｂ）と、フォトダイオード１３で発生した電荷を電荷転送チャネル１５に読み出すための電荷読み出し領域１４（図１参照）とを含む。電荷転送電極１７は、行方向に配設された複数のフォトダイオード１３からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向（図１中のＸ方向）に延在する蛇行形状となっている（図２参照）。電荷転送電極１７は単層電極構造であっても良い。
【００１９】
図３に示すように、シリコン基板１０の表面部にはｐウェル層１９が形成され、ｐウェル層１９の表面部の一部にはｐ領域２１ａが形成され、ｐ領域２１ａの下にはｎ領域２１ｂが形成され、ｐ領域２１ａとｎ領域２１ｂがフォトダイオード１３を構成し、フォトダイオード１３で発生した信号電荷は、ｎ領域２１ｂに蓄積される。
【００２０】
ｐ領域２１ａの図中左側には、それぞれ少し離間してｎ領域からなる電荷転送チャネル１５が形成される。ｎ領域２１ｂと電荷転送チャネル１５の間のｐウェル層１９には前述の電荷読み出し領域１４が形成される。
【００２１】
シリコン基板１０の表面にはゲート酸化膜１６が形成され、電荷読み出し領域１４と電荷転送チャネル１５の上には、ゲート酸化膜１６を介して、第１の電極１７ａと第２の電極１７ｂが形成される。第１の電極１７ａと第２の電極１７ｂの間は図示しない絶縁膜によって絶縁される。垂直転送チャネル１５の図３における左側にはｐ＋領域からなるチャネルストップ２３が設けられ、隣接するフォトダイオード１３との分離が図られる。
【００２２】
電荷転送電極１７の上方には遮光膜２５が形成され、遮光膜２５にはフォトダイオード１３に入射する光の範囲を制限する開口部２７が形成される。そして、遮光膜２５の上には平坦化層２９が形成される。この平坦化層２９の内部には、各フォトダイオード１３の開口部２７に光を集光するための図示しない層内レンズが形成される。
平坦化層２９の上には、緑色の光を透過するカラーフィルタ３５Ｇと、青色の光を透過するカラーフィルタ３５Ｂと、赤色の光を透過するカラーフィルタ（図示せず）とが形成される。図２では、カラーフィルタ３５Ｇが上方に形成されたフォトダイオード１３に符号Ｇを付し、カラーフィルタ３５Ｂが上方に形成されたフォトダイオード１３に符号Ｂを付し、赤色の光を透過するカラーフィルタが上方に形成されたフォトダイオード１３に符号Ｒを付してある。
【００２３】
各カラーフィルタ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの上には、必要に応じて絶縁性の透明樹脂等からなる平坦化層３７が形成され、その上に、各フォトダイオード１３の開口部２７に光を集光するためのマイクロレンズ３９が形成される。
【００２４】
本実施形態の固体撮像素子１００は、フォトダイオード１３で発生した信号電荷がｎ領域２１ｂに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル１５によって列方向に転送され、転送された信号電荷が水平電荷転送路（ＨＣＣＤ）４０によって行方向（図１中のＸ方向）に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号がアンプ４１から出力される構成となっている。
【００２５】
そして、本実施形態の固体撮像素子１００は、フォトダイオード１３と、その上方に配置されるマイクロレンズ３９等とを備えた画素部を多数有する画素領域４３を形成しており、この画素領域とは異なる場所に、詳細は後述するが、複数の評価用マイクロレンズが配列されたダミーパターン４５を形成している。図１に示す例では、画素領域４３、水平電荷転送路４０及びアンプ４１の領域を内部に包含するフィールド領域４７の外側にダミーパターン４５を形成している。ダミーパターン４５は、例えば、素子の切断位置となるパッド領域４９に設けることができる。
【００２６】
次に、上記構成の固体撮像素子１００のマイクロレンズ製造方法について詳細に説明する。
図４にマイクロレンズの製造プロセスを示すフローチャート、図５に各工程におけるマイクロレンズの断面図を示した。
マイクロレンズ３９を形成するにあたっては、まず、図５（ａ）に示すように、マイクロレンズ３９を配置しようとする下地層（平坦化層３７）の上に、透明樹脂の第１レンズ材有機レジスト層５１を形成し、さらにその上に透明樹脂の第２レンズ材有機レジスト層（第１のレジスト）５３を形成する（ステップ１、以降はＳ１と略記する）。透明樹脂の具体例としては、例えば第１レンズ材有機レジスト層５１としてＪＳＲ社のＭＦＲ３４５等のアクリル系フォトレジスト、第２レンズ材有機レジスト層５３として富士フイルムオーリン株式会社のＧＫＲ５３１５等の２成分系化学増幅型レジストが利用できる。
なお、本実施形態においてはマイクロレンズ３９の下地層として平坦化層３７を設けているが、平坦化層３７のない構成にすることもできる。その場合には、下地層をカラーフィルタ３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂとしてマイクロレンズ３９が形成される。
【００２７】
次に、図５（ｂ）に示すように、第２レンズ材有機レジスト層５３を、形成するマイクロレンズ３９の配列に応じた形状にフォトリスグラフィ法等よりパターニングする（Ｓ２）。このときの、画素領域４３における第２レンズ材有機レジスト層５３の状態の模式図を図６に示した。
【００２８】
次に、図５（ｃ）に示すように、加熱によりレジスト５３ａをリフローして、パターニングされた各レジストをレンズ形状にする（Ｓ３）。このときの、画素領域４３における第２レンズ材有機レジスト層５３の状態の模式図を図７に示した。パターニングされたレジストは、リフローされて平面形状が四隅を丸めた形状となり、表面の曲率は平面視上の中央部に向かうに従って小さくなる。その結果、各レジスト５３ａは球面又は非球面のレンズ形状に近づくようになる。ここで、リフロー後の隣接するレジスト間のギャップ長をＤ0とする。
【００２９】
次に、図５（ｄ）に示すように、エッチングにより深さ方向に削ってゆき、第１レンズ材有機レジスト層５１に上記レジスト５３ａのレンズ形状を転写する（Ｓ４）。そして、エッチバックを設計条件である所定時間行い、図５（ｅ）に示すような、球面レンズ形状、又はほぼ球面のレンズ形状とみなすことができる表面形状のマイクロレンズ３９を形成する。このときの、画素領域４３における第２レンズ材有機レジスト層５３の状態の模式図を図８に示した。
【００３０】
図５（ｅ）及び図８に示すレジスト５３ａに対する隣接するレジスト間のギャップ長Ｄは、殆ど０となり、所謂、ギャップレス・マイクロレンズが形成されることになる。
【００３１】
ここで、本発明に係るマイクロレンズの製造方法は、このようなギャップレス・マイクロレンズのような所望のレンズ形状に、インラインであっても確実に形成し得るプロセス管理に適した方法を実現したことに特徴を有している。
所望のレンズ形状に形成する上で重要なことは、エッチング処理において、アンダーエッチとオーバーエッチの発生を高精度で管理することであるが、従来はアンダーエッチのみ評価可能で、オーバーエッチに対しては、インラインに適用可能な評価の術が実質的に無かった。
【００３２】
以下に、本発明によるマイクロレンズの製造方法、即ち、アンダーエッチ及びオーバーエッチに対するレンズ形状への影響を確実に管理し得る手法について詳細に説明する。
概略的には、固体撮像素子１００の画素領域４３以外の領域に、複数のマイクロレンズを配列したダミーパターンを設け、エッチバックされた状態でも隣接するレンズ間のギャップが０とならないような状況を擬似的に作る。そして、エッチバック後のダミーパターンのレンズ間ギャップ長を測定することで、アンダーエッチやオーバーエッチを検出する。これによってエッチング度合いを定量的に評価するものである。
【００３３】
再び図１を参照する。本発明に係る固体撮像素子１００においては、フィールド領域４７を外れた領域にダミーパターン４５を形成している。このダミーパターン４５のリフロー後における一部拡大平面図を図９に示した。
図９に示すように、ダミーパターン４５は、画素領域４３に設けられるマイクロレンズ３９と同様に、第１レンズ有機レジスト層及び第２レンズ材有機レジスト層で形成される。そして、第２レンズ材有機レジスト層をパターニングして、複数のレジスト（第２レジスト）５５の配列とし、さらにこれらのレジスト５５をリフローして、レンズ形状に近づける。このときの隣接するレジスト間のギャップ長をＷ0とする。
ここで、レジスト５５のギャップ長Ｗ0は、リフロー後でエッチング処理前の図７に示す画素領域４３のレジスト５３ａに対する隣接レジスト間のギャップ長Ｄ0から、画素領域４３の転写後の隣接マイクロレンズ間のギャップ長（ギャップレスにするため、ここでは０）までの変化量、つまり、Ｄ0（＝Ｄ0−０）より広く設定する。上記の変化量は、フォトプロセスにおける寸法バラツキと比較すると微小な量であり、安定した一定値となることがわかっている。
【００３４】
具体的には、例えばエッチング前のレジスト５３ａのギャップ長Ｄ0が０．２μｍであった場合には、レジスト５５のギャップ長Ｗ0を０．４μｍ、０．６μｍ、０．８μｍといったＷ0＞ｎＤ0  （１＜ｎ＜１０）の関係で設定する。ここで、係数ｎは、画素領域４３のマイクロレンズのサイズやエッチング特性に応じて適宜設定される値で、好ましくは２〜４の範囲で任意に設定する。また、単一のギャップ長Ｗ0とすることに限らず、複数のギャップ長が混在するダミーパターン４５としてもよい。
【００３５】
このダミーパターン４５の製造プロセスも、画素領域４３のマイクロレンズ３９と同様であり、前述の図４におけるＳ１〜Ｓ４のステップでマイクロレンズ３９と共に同時に形成する。このダミーパターン４５のレジスト５５より形成されるマイクロレンズを、画素領域４３のマイクロレンズ３９と区別して評価用マイクロレンズ５７と呼ぶ。
【００３６】
つまり本発明に係る固体撮像素子１００の構成は、フォトダイオード１３を含む画素部を多数有し、これら多数の画素部が配置される画素領域４３内に形成され、各フォトダイオード１３のそれぞれに集光する複数の集光用のマイクロレンズ３９と、画素領域４３から外れた領域に、集光用のマイクロレンズ３９の隣接レンズ間のギャップ長よりも広いギャップ長で隣接して形成した複数の評価用マイクロレンズ５７と、を備えたものになる。
【００３７】
以上のように、マイクロレンズ３９と、評価用マイクロレンズ５７を形成した後、ダミーパターン４５の評価用マイクロレンズ５７の隣接レンズ間のギャップ長を測定する（Ｓ５）。ギャップ長の測定には、光学式顕微鏡やレーザ顕微鏡等を利用できる。
ここで、図１０にエッチ処理時間に対するレジスト（レンズ）間のギャップ長の関係をグラフで示した。
マイクロレンズ３９のレジスト５３ａのギャップ長は、リフロー後のエッチング処理前でＤ0であり、エッチ処理の進行に伴って減少し続け、処理時間ｔaでギャップ長が０となる。このとき、ギャップレス・マイクロレンズが形成される。マイクロレンズ３９は、所定のエッチング処理後にギャップレス・マイクロレンズとなるように、予めギャップ長Ｄ0や処理時間ｔaが設定されている。
【００３８】
これに対してダミーパターン４５のレジスト５５は、リフロー後のエッチング処理前でギャップ長がＷ0であり、エッチ処理の進行に伴って、マイクロレンズ３９の場合と殆ど同じエッチングレートで形状が変化し、ギャップ長も減少する。そして、画素領域４３のレジスト５３ａがギャップレス・マイクロレンズとなるタイミングでは、レジスト５５のギャップ長はＷjustとなる。このタイミングの前はアンダーエッチの状態で、このタイミングの後はオーバーエッチの状態である。一方、マイクロレンズ３９がオーバーエッチの状態になるエッチ処理時間ｔcにおいては、ダミーパターン４５のギャップ長はＷoverとなり、マイクロレンズ３９がアンダーエッチの状態になるエッチ処理時間ｔaにおいてはＷunderとなる。
【００３９】
図１１は画素領域４３のレジスト５３ａがギャップレス・マイクロレンズとなるタイミングにおける、ダミーパターン４５のレジスト５５の様子を示す概略平面図である。
エッチ処理時間がｔaのときのレジスト５５のギャップ長は、Ｗjustとなる。そして、図中点線で示すように、エッチ処理時間がｔbの場合のアンダーエッチ状態ではレジスト５５のギャップ長がＷunderとなり、Ｗjustより広い状態となる。また、エッチ処理時間がｔcの場合のオーバーエッチ状態ではレジスト５５のギャップ長がＷoverとなり、Ｗjustより狭くなる。しかし、ギャップ長Ｗoverは、この場合０にはなっていない。
【００４０】
そこで、測定したダミーパターン４５のレジスト５５に対するギャップ長Ｗの値に基づいて、マイクロレンズ３９の形状を推定により評価する（Ｓ６）。
測定したギャップ長Ｗが設計値であるＷjustよりずれが生じていた場合は、装置異常か調査を行うため、処理を停止する（Ｓ８）。
【００４１】
このように、マイクロレンズ３９を形成するエッチング処理において、マイクロレンズ３９がギャップレス・マイクロレンズの形状になるタイミングでエッチング処理を停止させずオーバーエッチ状態となった場合でも、このオーバーエッチが生じたことを確実に検出することができる。また、ダミーパターン４５のレジスト５５のギャップ長を測定することで、エッチング処理量の過不足を定量的に把握することができ、エッチングの不具合程度の情報として、レンズ曲率の変化、レンズ表面の粗さ（荒れ）等の情報と共に、プロセスの詳細調査に資することができる。これにより、良好なマイクロレンズの形状が得られるプロセスに早期に復帰させることができる。
【００４２】
また、本マイクロレンズの製造方法によれば、オーバーエッチの発生を断面確認により行うことなく、単純なギャップ長測定により確認できる。このため、インラインのような連続生産時おいて、形状誤差の発生に早期に対処することが可能となる。このように、本マイクロレンズの製造方法は、インラインで所望のレンズ形状を確実に得ることができるプロセス管理に適した手法である。
【００４３】
また、本実施形態のエッチング処理は、ドライエッチング処理であって、エッチングによる除去量の増減を、使用ガスの種類、総流量、混合比率、チャンバーの圧力、ＲＦパワー、電極温度、冷却効率などのエッチングパラメーターの少なくともいずれかを変更すること、或いは、エッチング時間の調整と併用して行うことにしてもよい。
【００４４】
なお、本実施形態の説明においては、ＣＣＤ型の固体撮像素子を例とり説明したが、本発明はＭＯＳ型の固体撮像素子にも同様に適用可能である。また、フォトダイオード１３の配列も図２に示したものに限らず、例えば正方格子配列であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る固体撮像素子の平面模式図である。
【図２】図１に示す固体撮像素子の画素部の拡大平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面模式図である。
【図４】マイクロレンズの製造プロセスを示すフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｅ）の各工程におけるマイクロレンズの断面図を示す説明図である。
【図６】パターニング後の画素領域における第２レンズ材有機レジスト層の状態の模式図である。
【図７】リフロー後の画素領域における第２レンズ材有機レジスト層の状態の模式図である。
【図８】エッチバック後の画素領域における第２レンズ材有機レジスト層の状態の模式図である。
【図９】ダミーパターンのリフロー後における一部拡大平面図である。
【図１０】エッチ処理時間に対するレジスト（レンズ）間のギャップ長の関係を示すグラフである。
【図１１】画素領域のレジストがギャップレス・マイクロレンズとなるタイミングにおける、ダミーパターンのレジストの様子を示す概略平面図である。
【図１２】光電変換素子の上方にマイクロレンズを配置した従来の固体撮像素子の構成図である。
【図１３】従来のギャップレス・マイクロレンズの製造工程（ａ）〜（ｄ）を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  シリコン基板
１３  フォトダイオード
３５  カラーフィルタ
３７  平坦化層
３９  マイクロレンズ
４０  電荷転送路（ＨＣＣＤ）
４１  アンプ
４３  画素領域
４５  ダミーパターン
４７  フィールド領域
４９  パッド領域
５１  第１レンズ材有機レジスト層
５３  第２レンズ材有機レジスト層
５３ａ  レジスト
５５  レジスト
５７  評価用マイクロレンズ
１００  固体撮像素子
【図１】
2006253464.tif 000003
【図２】
2006253464.tif 000004
【図３】
2006253464.tif 000005
【図４】
2006253464.tif 000006
【図５】
2006253464.tif 000007
【図６】
2006253464.tif 000008
【図７】
2006253464.tif 000009
【図８】
2006253464.tif 000010
【図９】
2006253464.tif 000011
【図１０】
2006253464.tif 000012
【図１１】
2006253464.tif 000013
【図１２】
2006253464.tif 000014
【図１３】
2006253464.tif 000015