(57)【要約】【課題】  曲率が大きなレンズが隣接して形成された、無効領域が少ないレンズアレイを再現性よく形成するレンズアレイの製造方法および、当該レンズアレイを備えた固体撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】  レジストパターン３００をマスクにエッチングを行って、レンズ間隔保持部付レンズ材層３１３を形成し、レジストパターン３００を除去する。レンズ間隔保持部３０１によって区画されたレジスト形成領域３０２形成したレジスト３０３は、リフロー処理で溶融させて、その後硬化させる。これによりレンズ形状レジスト４０３ができる。レンズ形状レジスト４０３をマスクに、レンズ間隔保持部付レンズ材層３１３をエッチングすると共にレンズ形状レジストもエッチングして、層内レンズ１２３を備えた層内レンズアレイ１１３を形成する。【選択図】  図３
2006060144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に複数のレンズを形成するレンズアレイの製造方法であって、
平面上に透明な材料でレンズ材層を形成するレンズ材層形成工程と、
前記レンズ材層の表面の、形成されるレンズの境界に相当する位置に仕切りを凸設する仕切り形成工程と、
前記レンズ材層の表面の、前記仕切りによって区画された領域にレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記レジストを溶融することにより、曲面状の表面を有するレンズ形状レジストを形成するレンズ形状レジスト形成工程と、
前記レンズ形状レジストをマスクとして前記レンズ材層をエッチングすると共に、前記レンズ形状レジストをエッチングすることにより、前記レンズ材層の表面に前記レンズ形状レジストとほぼ同じ表面形状を有するレンズ面を形成するレンズ形成工程とを備えた、レンズアレイの製造方法。
【請求項２】
前記レンズ形状レジスト形成工程では、熱処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項３】
前記仕切りの高さは、前記レジストの高さの１／５ないし１／３であることを特徴とする、請求項１に記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項４】
前記仕切りは、前記レンズ材層の表面に格子状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項５】
前記レンズ材層は、窒化シリコンを主成分とし、前記レンズ材層形成工程においてプラズマＣＶＤ法を用いて形成されることを特徴とする、請求項１に記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項６】
前記レンズ形成工程では、異方性ドライエッチングを行うことを特徴とする、請求項１に記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項７】
前記仕切り形成工程は、
前記レンズ材層の表面の、前記仕切りを形成すべき位置に仕切り形成用レジストを形成する仕切り形成用レジスト形成工程と、
前記仕切り形成用レジストをマスクとして前記レンズ材層をエッチングすることによって、前記仕切りを形成するレンズ材層エッチング工程とを含む、請求項１に記載のレンズアレイの製造方法。
【請求項８】
レンズアレイを備えた固体撮像素子の製造方法であって、
半導体基板の主面に、複数の受光素子を形成する受光素子形成工程と、
前記受光素子が形成された半導体基板の平面上に、透明な材料でレンズ材層を形成するレンズ材層形成工程と、
前記レンズ材層の表面の、前記受光素子の受光領域に対応する領域の境界に仕切りを凸設する仕切り形成工程と、
前記レンズ材層の表面の、前記仕切りによって区画された領域にレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記レジストを溶融することにより、曲面状の表面を有するレンズ形状レジストを形成するレンズ形状レジスト形成工程と、
前記レンズ形状レジストをマスクとして前記レンズ材層をエッチングすると共に、前記レンズ形状レジストをエッチングすることにより、前記レンズ材層の表面に前記レンズ形状レジストとほぼ同じ表面形状を有するレンズ面を形成するレンズ形成工程とを備えた、固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイの製造方法およびレンズアレイを備えた固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやカメラ付き携帯電話になど固体撮像装置を備えた装置に対する、高解像度化や小型化への要請は高く、これらの要請を満たすために、固体撮像素子パターンをより微細化するための技術開発がなされている。ところで、固体撮像素子パターンを微細化すると、画素毎に設けられるフォトダイオードの受光面積が小さくなるので、各画素での受光量を低下させないための工夫が必要になる。
【０００３】
図９は、フォトダイオード２における受光量を向上させるために提案されている固体撮像装置２０の画素部の断面図である。この固体撮像装置２０は、半導体基板１、フォトダイオード２、転送チャネル領域３、チャネルストップ領域４、ゲート絶縁膜５、転送電極６、熱酸化膜７、層間絶縁膜８、遮光膜９、遮光膜上平坦化部１１、複数の層内レンズ２３を備えた層内レンズアレイ１３、層内レンズ上平坦化部１４、カラーフィルタ１５、カラーフィルタ上平坦化膜１６およびオンチップレンズ１７を備えている。
【０００４】
オンチップレンズ１７および層内レンズ２３は、いずれも一つのフォトダイオード２に対して一つずつ設けられている。具体的には、図１０に示すＣＣＤ固体撮像装置（ＣＣＤ；Charge Coupled Device）の模式図に示すように、オンチップレンズ１７および層内レンズ２３は、各フォトダイオード２の上方に設けられる。なお、図９は、図１０のＡ−Ａ’線断面図である。
【０００５】
オンチップレンズ１７に入射して集光された光は、層内レンズ２３に入射してさらに集光されて、開口１０からフォトダイオード２に入射する。このように層内レンズ２３を設ければ、層内レンズ２３を設けない場合よりもフォトダイオード２における受光量を向上させることができる。
【０００６】
層内レンズ２３で集光された光が入射したフォトダイオード２では、入射光量に応じた数の電荷が発生する。発生した電荷は、図１０に矢印で示しているように、転送チャネル領域３を含む垂直レジスタ２５および水平レジスタ２６を経由して図示しない回路部に送出される。なお、図９に示すチャネルストップ領域４は、ある画素を構成するフォトダイオード２から、その画素に隣接する画素の転送チャネル領域３への信号リーク（電荷の漏洩）を防止するために設けられた領域である。
【０００７】
ここで、層内レンズアレイ１３の製造方法を中心に、固体撮像装置の製造方法を図１１および図１２を用いて説明する（例えば、特許文献１参照）。まず、図１１（ａ）に示すように、半導体基板１に、フォトダイオード２、転送チャネル領域３、チャネルストップ領域４、ゲート絶縁膜５、転送電極６、熱酸化膜７、層間絶縁膜８、遮光膜９を形成する。そして、遮光膜９が形成されている面上に、例えばＢＰＳＧ（Boron Phosphorous Silicate Glass）材料を堆積させて表面を平坦化させ、遮光膜上平坦化部１１を形成する。これにより図１１（ａ）に示す仕掛かり固体撮像装置２０ａができる。
【０００８】
次に、遮光膜上平坦化部１１上に、レンズを形成するための材料をプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相成長）法で堆積させて、図１１（ｂ）に示すように、レンズ材層１３ａを形成する。これにより、仕掛かり固体撮像装置２０ｂができる。
【０００９】
次に、図１１（ｃ）に示すように、レンズ材層１３ａの表面に、レンズパターンを形成するためのレジスト１２ａを形成する。これにより、仕掛かり固体撮像装置２０ｃができる。
【００１０】
次に、例えば１５０〜２００℃の温度でリフロー処理を行って、レジスト１２ａを溶融させる。溶融したレジスト１２ａは、表面張力によって半球状に変形するので、半球状になったレジスト１２ａを硬化させれば、図１２（ａ）に示すレンズ形状レジスト１２ｂが得られる。これにより、仕掛かり固体撮像装置２０ｄができる。
【００１１】
次に、レンズ形状レジスト１２ｂをマスクにしてレンズ材層１３ａを異方性ドライエッチングすると共に、レンズ形状レジスト１２ｂも異方性ドライエッチングする。これにより、図１２（ｂ）に示す層内レンズアレイ１３を備えた仕掛かり固体撮像装置２０ｅができる。このとき、レンズ形状レジスト１２ｂと同じ表面形状の層内レンズ２３が得られるように、レンズ形状レジスト１２ｂおよびレンズ材層１３ａをエッチングするエッチングガスを選択しておく必要がある。
【００１２】
次に、層内レンズアレイ１３上に、表面が平坦化された層内レンズ上平坦化部１４を形成することによって、図１２（ｃ）に示す仕掛かり固体撮像装置２０ｆができる。この層内レンズ上平坦化部１４は、アクリル樹脂などの透明な材料で形成するとよい。この後、層内レンズ上平坦化部１４の上に、カラーフィルタ１５、アクリル樹脂などのカラーフィルタ上平坦化膜１６およびオンチップレンズ１７を順次形成すれば、図９に示す固体撮像装置２０の画素部が完成する。
【特許文献１】特開２００２−１１０９５２号公報
【特許文献２】特開平５−１６７０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記製造方法では、図９に示すような理想的な形状および大きさの層内レンズ２３を形成することは簡単ではなく、実際には、図１３（ａ）や図１３（ｂ）に示すような層内レンズ２３ａおよび２３ｂが形成されやすい。
【００１４】
例えば、図１４（ａ）に示すように、レジスト１２ａの配置間隔が、隣り合うレジスト１２ａのリフロー時の変形量よりも狭い間隔Ｗ１であった場合、溶融したレジスト１２ａが一体化して図１４（ｂ）に示すように連なってしまう。このように隣接するもの同士で一体化したレンズ形状レジスト１２ｂを用いて形成された層内レンズ２３ａは、図１４（ｃ）に示すような曲率が小さなレンズになってしまう。このような層内レンズ２３ａの端部に入射した光は、図１３（ａ）に破線矢印で示すように、開口１０には導光されない。
【００１５】
また、隣接するもの同士で一体化したレンズが形成されることを防止するために、図１５（ａ）に示すようにレンズ形状レジスト１２ａのサイズを小さくして、レジストの配置間隔を隣り合うレジスト１２ａのリフロー時の変形量よりも十分に広い間隔Ｗ２にすると、所望のサイズよりも小さなレンズ形成用レジスト１２ｂが形成される。そして、このレンズ形成用レジスト１２ｂを用いて形成した層内レンズ２３ｂのサイズも、理想的なサイズより小さくなってしまう。図１３（ｂ）に示すように、サイズが小さい層内レンズ２３ｂが広い間隔Ｗ３（Ｗ３＜Ｗ２）で形成された層内レンズアレイ１３では、破線矢印で示すように、層内レンズ２３ｂの外側に入射した光は、開口１０には導光されない。
【００１６】
以上に説明したように、層内レンズ２３の形状や大きさが理想的な形状や大きさとは異なる場合には、層内レンズアレイ１３表面における無効領域の割合、つまり、入射光をフォトダイオード２に導光することができない領域が占める割合が高くなり、フォトダイオード２における受光量が低下する。
【００１７】
なお、レンズの一体化を防止する方法としては、例えば、特許文献２に開示されているように、レンズを形成する工程を２回設けて、隣り合うレンズを別工程で形成するという方法がある。しかしながら、この方法では製造工程数が多くなり、また、画素が微細化するほど位置合わせが煩雑になるため、再現性よくマイクロレンズアレイを製造することができなかった。
【００１８】
それ故に、本発明の目的は、曲率が大きなレンズが隣接して形成された、無効領域が少ないレンズアレイを再現性よく製造できるレンズアレイの製造方法およびレンズアレイを備えた固体撮像装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係るレンズアレイの製造方法は、平面上に複数のレンズを形成するレンズアレイの製造方法であって、平面上に透明な材料でレンズ材層を形成するレンズ材層形成工程と、前記レンズ材層の表面の、形成されるレンズの境界に相当する位置に仕切りを凸設する仕切り形成工程と、前記レンズ材層の表面の、前記仕切りによって区画された領域にレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストを溶融することにより、曲面状の表面を有するレンズ形状レジストを形成するレンズ形状レジスト形成工程と、前記レンズ形状レジストをマスクとして前記レンズ材層をエッチングすると共に、前記レンズ形状レジストをエッチングすることにより、前記レンズ材層の表面に前記レンズ形状レジストとほぼ同じ表面形状を有するレンズ面を形成するレンズ形成工程とを備える。
【００２０】
前記レンズ形状レジスト形成工程では、熱処理によってレジストを溶融するようにしてもよい。
【００２１】
前記仕切りの高さは、前記レジストの高さの１／５ないし１／３であることが望ましい。
【００２２】
前記仕切りは、前記レンズ材層の表面に格子状に形成されてもよい。
【００２３】
前記レンズ材層は、窒化シリコンを主成分とし、前記レンズ材層形成工程においてプラズマＣＶＤ法を用いて形成されてもよい。
【００２４】
前記レンズ形成工程では、異方性ドライエッチングを行ってレンズ面が形成されるようにしてもよい。
【００２５】
前記仕切り形成工程は、前記レンズ材層の表面の、前記仕切りを形成すべき位置に仕切り形成用レジストを形成する仕切り形成用レジスト形成工程と、前記仕切り形成用レジストをマスクとして前記レンズ材層をエッチングすることによって、前記仕切りを形成するレンズ材層エッチング工程とを含んでいてもよい。
【００２６】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、レンズアレイを備えた固体撮像素子の製造方法であって、半導体基板の主面に、複数の受光素子を形成する受光素子形成工程と、前記受光素子が形成された半導体基板の平面上に、透明な材料でレンズ材層を形成するレンズ材層形成工程と、前記レンズ材層の表面の、前記受光素子の受光領域に対応する領域の境界に仕切りを凸設する仕切り形成工程と、前記レンズ材層の表面の、前記仕切りによって区画された領域にレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストを溶融することにより、曲面状の表面を有するレンズ形状レジストを形成するレンズ形状レジスト形成工程と、前記レンズ形状レジストをマスクとして前記レンズ材層をエッチングすると共に、前記レンズ形状レジストをエッチングすることにより、前記レンズ材層の表面に前記レンズ形状レジストとほぼ同じ表面形状を有するレンズ面を形成するレンズ形成工程とを備える。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るレンズアレイの製造方法を用いれば、所望の曲率を有する微細なレンズが形成されたレンズアレイを、再現性良く形成することができる。よって、本発明の製造方法を用いて形成された層内レンズを備えた固体撮像装置は、受光素子への集光率が高くなるために、コントラスト比や解像度が高い鮮明な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明に係る製造方法で製造された固体撮像装置１００の画素部の断面図を示している。この固体撮像装置１００は、半導体基板１０１、フォトダイオード１０２、転送チャネル領域１０３、チャネルストップ領域１０４、ゲート絶縁膜１０５、転送電極１０６、熱酸化膜１０７、層間絶縁膜１０８、遮光膜１０９、遮光膜上平坦化部１１１、層内レンズアレイ１１３、層内レンズ上平坦化部１１４、カラーフィルタ１１５、カラーフィルタ上平坦化膜１１６およびオンチップレンズ１１７を備えている。
【００２９】
層内レンズアレイ１１３は、行方向および列方向に配置された複数の層内レンズ１２３を備えている。層内レンズ１２３およびオンチップレンズ１１７は、１つのフォトダイオード１０２に対してそれぞれ一つずつ形成されている。なお、図１は、図１０のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００３０】
図１に示すオンチップレンズ１１７に入射して集光された光は、層内レンズ１２３に入射して、遮光膜１０９の開口１１０から露出したフォトダイオード１０２へと集光される。固体撮像装置１００は、曲率の大きな層内レンズ１２３が狭い間隔で配置された層内レンズアレイを備えているために、オンチップレンズ１１７への入射光を効率よくフォトダイオード１０２に集光することができる。
【００３１】
図１に示す転送チャネル領域１０３は、図１０に示す垂直レジスタ２５の一部を構成している。また、チャネルストップ領域１０４は、ある画素を構成するフォトダイオード１０２から、その画素に隣接する画素の転送チャネル領域１０３への信号リーク（電荷の漏洩）を防止するために設けられた領域である。
【００３２】
以下、固体撮像装置１００の製造方法を、図２〜図５（断面図）および図６〜図８（平面図）を用いて説明する。まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１０１にフォトダイオード１０２、転送チャネル領域１０３およびチャネルストップ領域１０４を形成する。フォトダイオード１０２、転送チャネル領域１０３およびチャネルストップ領域１０４は、イオン注入法やイオン拡散法を用いて形成する。
【００３３】
半導体基板１０１の表面には、酸化シリコンなどの絶縁性材料でゲート絶縁膜１０５を形成する。また、ゲート絶縁膜１０５の上には、リンを添加した多結晶シリコンなどでなる転送電極１０６を形成する。この後、転送電極１０６の表面の一部を熱酸化することによって、熱酸化膜１０７を形成し、熱酸化膜１０７および露出しているゲート絶縁膜１０５を覆うように、層間絶縁膜１０８を形成する。
【００３４】
次に、層間絶縁膜１０８上に、タングステン、モリブデン、タンタルなどの高融点金属材料で遮光膜１０９を形成し、形成した遮光膜１０９のうちフォトダイオード１０２の上方に位置する部分の一部をフォトリソグラフィ法等で除去することにより開口１１０を形成する。なお遮光膜１０９と転送電極１０６とは、層間絶縁膜１０８と熱酸化膜１０７とによって絶縁されている。
【００３５】
次に、遮光膜１０９が形成されている面上を、ＢＰＳＧ等の透明な材料で覆って、その表面を平坦化して、遮光膜上平坦化部１１１を形成する。以上により、図２（ａ）に示す仕掛かり固体撮像装置１００ａができる。なお、遮光膜上平坦化部１１１を形成するときに、リフロー処理を用いるか、化学気相成長法（以下、ＣＶＤ法と記す）等を用いるかによって、処理温度が異なるので、この処理温度に合わせて遮光膜１０９を形成する材料を選択しておくとよい。例えば処理温度が比較的低温である場合には、アルミニウムまたはアルミニウム合金など、比較的低融点な金属材料で遮光膜１０９を形成することができる。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すように、遮光膜上平坦化部１１１の上に、厚さがｄ１のレンズ材層２１３を形成する。これにより、仕掛かり固体撮像装置１００ｂができる。レンズ材層２１３は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）材料や窒化酸化シリコン（ＳｉＯＮ）材料など、レンズ形成に適した透明材料をプラズマＣＶＤ法などで堆積させて形成するとよい。形成するレンズ材層２１３の厚さｄ１は、成形しようとしている層内レンズ１２３の高さに応じて決めればよい。ここでは厚さｄ１は１．０〜２．０μｍ程度としておく。
【００３７】
次に、図２（ｃ）に示すように、レンズ材層２１３上にレジストパターン３００を形成する。これにより、仕掛かり画素部１００ｃができる。レジストパターン３００は、図６に太線で示しているように、例えば線幅が０．１〜０．５μｍ程度で、線と線との間隔が２．０〜３．０μｍ程度の格子状に形成する。レジストパターン３００は、隣り合うフォトダイオード１０２の境界領域（周辺領域）の上方に形成して、開口１０の垂直上方にレジスト形成領域３０２の中心が位置するよう配置するとよい。そうすれば、レジスト形成領域３０２に形成される層内レンズ１２３の光軸上に開口が位置することになり、フォトダイオード１０２への集光効率を高めることができる。
【００３８】
次に、レジストパターン３００をマスクにして、レンズ材層２１３を表面から、レンズ材層２１３を表面からエッチングして、図３（ａ）に示すようにレンズ間隔保持部３０１を備えたレンズ間隔保持部付レンズ材層３１３を形成する。これにより、仕掛かり画素部１００ｄができる。なお、レンズ間隔保持部３０１の高さｄ２については後述する。
【００３９】
次に、レジストパターン３００をエッチングして除去することによって、図３（ｂ）に示す仕掛かり画素部１００ｅを形成する。
【００４０】
次に、図３（ｃ）および図３（ｃ）の平面図である図７に示すように、レンズ間隔保持部付レンズ材層３１３の表面の各レジスト形成領域３０２に、フォトリソグラフィ法で高さがｄ３の円柱状のレジスト３０３を形成する。これにより、仕掛かり固体撮像装置１００ｆができる。なお、レジスト３０３の平面形状を、図７に示すような円形に近い形状に形成しておけば、半球に近いレンズを形成することができる。しかしながら、形成したいレンズ形状等によっては、楕円形や多角形など平面形状が円形以外の形状のレジスト３０３を形成しておいてもよい。なお、レジスト３０３は、その中心とレジスト形成領域３０２の中心とがほぼ一致するように配置されることが望ましい。
【００４１】
次に、例えば１５０〜２００℃の温度でリフロー処理（熱処理）することにより、レジスト３０３を溶融し、溶融したレジスト３０３を硬化させることによって、図４（ａ）に示すレンズ形状レジスト４０３を形成する。これにより、仕掛かり画素部１００ｈができる。溶融したレジスト３０３は、レンズ間隔保持部３０１で堰き止められ、表面張力によって半球状になる。図８は、図４（ａ）の平面図である。
【００４２】
このように、リフロー処理時にレジスト３０３の流動をレンズ間隔保持部３０１で確実に停止するためには、レンズ間隔保持部３０１の高さｄ２を、レジスト３０３の高さｄ３の１／３〜１／５程度にしておくとよい。
【００４３】
レンズ形状レジスト４０３を形成した後、レンズ間隔保持部付レンズ材層３１３を異方性ドライエッチングすると共に、レンズ形状レジスト４０３を異方性ドライエッチングすることにより、図４（ｂ）に示すレンズ面が成形された層内レンズアレイ１１３を形成する。レンズ形状レジスト４０３の表面形状が転写された層内レンズ１２３の表面の曲率は、レンズ形状レジスト４０３の表面の曲率とほぼ同じ曲率になる。
【００４４】
次に、図４（ｃ）に示すように、層内レンズアレイ１１３の上に、透明な樹脂材料などで、その表面が平坦化された層内レンズ上平坦化部１１４を形成する。そして、層内レンズ上平坦化部１１４の上には、図５（ａ）に示すようにカラーフィルタ１１５およびカラーフィルタ上平坦化膜１１６を形成する。これにより、仕掛かり固体撮像装置１００ｊができる。
【００４５】
最後に、図５（ｂ）に示すようにカラーフィルタ上平坦化膜１１６の上にオンチップレンズ１１７を形成すれば、本実施形態に係る固体撮像装置１００が完成する。なお、オンチップレンズ１１７も、層内レンズアレイ１１３と同様に、本発明に係るレンズアレイの製造方法で形成してもよい。
【００４６】
画素パターンが微細化するほど、レンズ形状レジストを形成する領域が狭くなり、レジスト３０３の配置間隔も狭くなるので、従来のレンズアレイの製造方法では、図１３（ａ）および（ｂ）に示したような形状の層内レンズ２３ａおよび２３ｂが形成されやすい。
【００４７】
これに対して、本実施形態に係るレンズアレイの製造方法では、レンズ間隔保持部３０１を設けることによって、溶融したレジスト３０３を堰き止める構造を形成し、隣接するレジスト同士がリフロー時に融合してしまうことを防止している。よって、本実施形態に係る製造方法によれば、図１３（ａ）に示したような層内レンズ２３ａが形成されることがない。
【００４８】
また、現在の技術では、微細な線幅のレンズ間隔保持部３０１を形成することが可能であるために、レンズ間隔保持部３０１を設けることによってレジスト形成領域３０２が極端に狭くなることはない。よって、隣り合う層内レンズ１２３同士が狭い間隔で配置された、無効領域が小さいレンズアレイを形成することができる。よって、本実施形態に係る製造方法によれば、図１３（ｂ）に示したような層内レンズ２３ｂが形成されることがない。
【００４９】
また、レンズ間隔保持部３０１は、レンズ材層２１３で形成されているために、エッチング除去されるまでの工程で雰囲気成分と化学反応を生じるおそれがない。よって、形成されたレンズ間隔保持部３０１は、除去されるまでの間、その形状を保ち続けることができる。
【００５０】
したがって、本実施形態に係る製造方法を用いれば、オンチップレンズ１１７が集光した光を漏れなく受光して、受光した光を漏れなく無くフォトダイオード１０２へと集光できる、無効領域が少ないマイクロレンズアレイを再現性よく製造できる。
【００５１】
また、本実施形態に係る製造方法で製造したマイクロレンズアレイを用いた固体撮像装置は、コントラスト比や解像度が高い良好な画像を得ることができる。また、本実施形態に係る製造方法で製造した層内レンズは、曲率が大きく、焦点距離が短いために、固体撮像装置の薄型化にも寄与することができる。
【００５２】
また、本実施形態に係るレンズアレイの製造方法では、従来と同様に一般的なフォトリソグラフィ法の繰り返しによってレンズアレイを製造するために、新たに大がかりな装置等を導入する必要もない。
【００５３】
なお、図２（ｃ）に示したレジストパターン３００の線幅、間隔および配置は、オンチップレンズ１１７の配置や集光特性、フォトダイオード１０２上の開口１１０の位置などに合わせて、適宜設計するとよい。
【００５４】
なお、上述の実施形態では、レンズ間隔保持部３０１を、レンズ材層２１３を所定の深さまでエッチングすることによって形成したが、レンズ材層２１３上に、レンズ間隔保持部３０１を形成してもよい。例を挙げると、レンズ材層２１３の上に絶縁膜を形成し、形成した絶縁膜を選択的にエッチング除去すること等によって、レンズ間隔保持部３０１を形成してもよい。ただし、形成するレンズ間隔保持部３０１の材料は、雰囲気成分との反応によって浸食されたり変形したりすることがない材料でなければならない。
【００５５】
また上記実施形態では、ＣＣＤ固体撮像装置の画素部で用いるレンズアレイを例に挙げて説明したが、例えばＭＯＳ型の固体撮像装置のように、ＣＣＤ以外の固体撮像装置や、その他光学装置において用いられるマイクロレンズアレイも、本発明に係る製造方法で製造できることは言うまでもない。また、本発明に係るレンズアレイの製造方法は、レジストなど流動性を有する材料を用いた構造体を狭い間隔で複数形成する場合にも応用可能である。
【００５６】
なお、上述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。よって、本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、固体撮像装置等に用いられるレンズアレイ等の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る製造方法で製造した固体撮像装置の画素部の断面図
【図２】本発明の固体撮像装置の製造方法を示す図
【図３】図２の続図
【図４】図３の続図
【図５】図４の続図
【図６】レジストパターンが形成されたレンズ材層の概略平面図
【図７】レジストが形成されたレンズ材層の概略平面図
【図８】レンズ形状レジストが形成されたレンズ材層の概略平面図
【図９】理想的な形状の層内レンズを備えた固体撮像装置の画素部の断面図
【図１０】ＣＣＤ固体撮像装置の模式図
【図１１】従来の固体撮像装置の製造方法を説明する図
【図１２】図１１の続図
【図１３】従来の固体撮像装置の製造方法で製造された固体撮像装置の画素部の断面図
【図１４】図１３（ａ）に示すような層内レンズが形成される理由を説明するための図
【図１５】図１３（ｂ）に示すような層内レンズが形成される理由を説明するための図
【符号の説明】
【００５９】
１００  固体撮像装置
１０１  半導体基板
１０２  フォトダイオード
１０３  転送チャネル領域
１０４  チャネルストップ領域
１０５  ゲート絶縁膜
１０６  転送電極
１０７  熱酸化膜
１０８  層間絶縁膜
１０９  遮光膜
１１０  開口
１１１  遮光膜上平坦化部
１１３  層内レンズアレイ
１１４  層内レンズ上平坦化部
１１５  カラーフィルタ
１１６  カラーフィルタ上平坦化膜
１１７  オンチップレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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