(57)【要約】【課題】  従来よりも高いエッチングレートにより，より大きいレンズ面積のマイクロレンズを形成することができる。【解決手段】  基板上に形成されたレンズ材料層１３０上に所定のレンズ形状を有するマスク層１４２が形成された被処理体に対してエッチング処理を行う。この場合の処理ガスとしてはフッ素原子を含み炭素原子を含まないガス例えばＳＦ６ガスと，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が０．５より大きいフルオロカーボン系ガス例えばＣ４Ｆ８とを含み，酸素ガスを含まない混合ガスを用いる。これにより，レンズ材料層とマスク層とをエッチングして，レンズ材料層にマスク層のレンズ形状を転写してマイクロレンズ１３２を形成する。【選択図】    図３
2006073605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたレンズ材料層上に所定のレンズ形状を有するマスク層が形成された被処理体に対して所定の処理ガスを用いてエッチング処理を行うことにより，前記レンズ材料層と前記マスク層とをエッチングして，前記レンズ材料層に前記マスク層のレンズ形状を転写してレンズを形成するマイクロレンズの形成方法であって，
前記処理ガスは，フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスと，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が少なくとも０．５より大きいフルオロカーボン系ガスとを含み，酸素ガスを含まない混合ガスであることを特徴とするマイクロレンズの形成方法。
【請求項２】
前記フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスは，ＳＦ６ガス，ＮＦ３ガスのいずれか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の形成方法。
【請求項３】
前記フルオロカーボン系ガスは，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が０．７より小さいことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズの形成方法。
【請求項４】
前記フルオロカーボン系ガスは，Ｃ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスの群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載のマイクロレンズの形成方法。
【請求項５】
前記処理ガスは，さらにフルオロカーボン系ガス，ハイドロフルオロカーボン系ガス，Ｎ２ガス，不活性ガスの群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズの形成方法。
【請求項６】
前記レンズ材料層は，光透過性有機膜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の形成方法。
【請求項７】
前記マスク層は，レジスト膜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の形成方法。
【請求項８】
基板上に形成された光透過性有機膜からなるレンズ材料層上に所定のレンズ形状を有するマスク層が形成された被処理体に対して所定の処理ガスを用いてエッチング処理を行うことにより，前記レンズ材料層と前記マスク層とをエッチングして，前記レンズ材料層に前記マスク層のレンズ形状を転写してレンズを形成するマイクロレンズの形成方法であって，
前記処理ガスは，ＳＦ６ガスに，Ｃ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスの群から選択される少なくとも１種を混合したガスであることを特徴とするマイクロレンズの形成方法。
【請求項９】
前記処理ガスは，酸素ガスを含まないことを特徴とする請求項８に記載のマイクロレンズの形成方法。
【請求項１０】
前記マスク層は，レジスト膜であることを特徴とする請求項８に記載のマイクロレンズの形成方法。
【請求項１１】
前記処理ガスは，前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ８ガスとの混合ガスであり，
前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ８ガスとの体積混合比（ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）は，１：１〜１：４であることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロレンズの形成方法。
【請求項１２】
前記処理ガスは，前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ５Ｆ８ガスとの混合ガスであり，
前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ５Ｆ８ガスとの体積混合比（ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８）は，１：０．４〜１：０．８であることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロレンズの形成方法。
【請求項１３】
前記処理ガスは，前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ６ガスとの混合ガスであり，
前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ６ガスとの体積混合比（ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）は，１：０．２〜１：１．１であることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロレンズの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，固体撮像素子などに用いられるマイクロレンズの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロレンズは，例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＤ（Charge Modulation Device）等を用いた固体撮像素子や液晶表示素子などのオンチップレンズ等として用いられる。このようなマイクロレンズは，一般に次のような方法によって形成される。例えば図１３（ａ）に示すように，レンズの材料例えばｉ線系の光透過性樹脂からなる有機膜により構成されたレンズ材料層１０の上に，所定のレンズ形状に形成されたレジスト膜よりなるマスク層２０を形成する。そして，これらマスク層２０とレンズ材料層１０とを，エッチングすることにより，マスク層２０のレンズ形状をレンズ材料層１０に転写する。これにより，図１３（ｂ）に示すようなマイクロレンズ１２が形成される。
【０００３】
このようなマイクロレンズを使用する固体撮像素子などでは，その小型化の要請に伴って各画素の面積も小さいものが要求されるため，各画素への入射光量が減少し，感度が低下する。このため，マイクロレンズのレンズ面積をより大きくして集光点に光をより多く集めることが要請される。それには，各マイクロレンズのレンズ面積ができる限り広くなるようなレンズ形状，例えば各マイクロレンズのレンズ幅がより大きく，隣接するレンズ同士間の距離Ａ（図１３（ｂ）参照）がより狭いレンズ形状が要求される。
【０００４】
そこで，従来は例えばＣＦ４ガスを処理ガスとして用いて，上記マスク層２０とレンズ材料層１０とをエッチングすることにより，できる限りレンズ間距離Ａが狭くなるようなレンズ形状のマイクロレンズを形成していた（例えば特許文献１，２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４８７０４号公報
【特許文献２】特開平２００２−１１０９５２号公報
【特許文献３】特開平２０００−１６４８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，ＣＦ４ガスを処理ガスとする従来の方法では，エッチングレートが遅いので，エッチング処理に時間がかかるという問題があった。このため，マイクロレンズの生産性を向上させるには限界があった。しかも，マイクロレンズのレンズ面積をより拡大してレンズ間距離Ａをより狭くしようとすれば，より多くのエッチング時間がかかるため，従来の方法ではエッチング時間を短くしながら，レンズ面積を拡大することはできなかった。
【０００７】
このような従来の方法であっても，エッチングレートだけに注目すれば，例えばＣＦ４ガスの流量などエッチング処理時のパラメータを変えることにより，エッチングレートを高くすることは可能である。ところが，エッチングレートが高くなるようにエッチング処理時のパラメータを変えると，結果として得られるマイクロレンズのレンズ面積はかえって小さくなり，レンズ間距離Ａも広がってしまうなど，レンズ形状の特性はかえって悪化してしまうという問題があった。
【０００８】
ここで，実際にエッチング処理時のパラメータを変化させて実験を行った結果について図１４を参照しながら説明する。図１４はエッチング処理時の種々のパラメータを変化させた場合におけるエッチングレートとレンズ間距離の変化の傾向を示したものである。エッチングレートに関係するエッチング処理時のパラメータとしては，例えば処理室内圧力，電極へ印加する高周波電力，載置台の温度，ＣＦ４ガスの流量，ＣＦ４ガスへ添加する他のガス（ＣＨＦ３，ＣＯなど）との流量比などが挙げられる。図１４において，エッチングレートについては例えば矢印が斜め上方向を向いている場合にエッチングレートが高くなる傾向にあることを示している。またレンズ間距離Ａについては例えば矢印が斜め上方向を向いている場合にレンズ幅が小さくなりレンズ間距離Ａが広がる傾向にあることを示している。
【０００９】
図１４によれば，上記高周波電力を高くした場合と上記ＣＦ４ガスの流量を増加した場合に，エッチングレートが高くなる傾向にあるものの，いずれの場合にも，レンズ間距離Ａについてはかえって広がってしまう傾向にあることがわかる。これはＣＦ４ガスを処理ガスとして用いる場合には，例えば処理ガスの流量や処理室内圧力などのパラメータを変えてエッチング処理を行っても，ＣＦ４ガスがプラズマ化して解離した場合の解離生成物のうち，マスク層２０とレンズ材料層１０とのエッチング種として作用するＦと，堆積種として作用するＣ等とのバランスを適切に制御することができないことが主な要因の１つと考えられる。
【００１０】
このように，ＣＦ４ガスを処理ガスとする従来の方法では，エッチングレートとレンズ面積とはトレードオフの関係にあるため，エッチングレートをより高くして，さらにレンズ面積についても拡大させることはできない。
【００１１】
なお，特許文献３では，処理ガスとしてＣＦ４ではなくＳＦ６を用いてマイクロレンズを形成する方法が記載されている。ところが，特許文献３における処理ガスには，Ｏ２ガスも含まれているため，結果として得られるレンズはレンズ幅が小さくレンズ面積はかえって小さいものになってしまう。これは例えば上記処理ガスがプラズマ化して解離した場合の解離生成物のうち，酸素Ｏが有機膜であるレジスト膜のエッチングを促進するので，レジスト膜のレンズ形状自体が小さくなってしまうことから，このレンズ形状からレンズ材料層に転写されるレンズ形状についても小さくなってしまうことが主な要因の１つと考えられる。この点，上記特許文献１，２の処理ガスにも，Ｏ２ガスが含まれているので，特許文献３の場合と同様に，結果として得られるレンズのレンズ面積はかえって小さくなってしまう問題がある。
【００１２】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，従来よりも高いエッチングレートにより，より大きいレンズ面積のマイクロレンズを形成することが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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板上に形成されたレンズ材料層上に所定のレンズ形状を有するマスク層が形成された被処理体に対して所定の処理ガスを用いてエッチング処理を行うことにより，前記レンズ材料層と前記マスク層とをエッチングして，前記レンズ材料層に前記マスク層のレンズ形状を転写してレンズを形成するマイクロレンズの形成方法であって，前記処理ガスは，フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスと，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が少なくとも０．５より大きいフルオロカーボン系ガスとを含み，酸素ガスを含まない混合ガスであることを特徴とするマイクロレンズの形成方法が提供される。上記フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスは，例えばＳＦ６ガス，ＮＦ３ガスのいずれかである。上記フルオロカーボン系ガスは，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が０．７より小さいことが好ましい。この場合，上記フルオロカーボン系ガスは，例えばＣ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスの群から選択される少なくとも１種である。また，上記レンズ材料層は例えば光透過性有機膜であり，上記マスク層は例えばレジスト膜である。
【００１４】
このような本発明においては，処理ガスとして，フッ素原子を含み炭素原子を含まないガス例えばＳＦ６ガスと，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が０．５より大きいフルオロカーボン系ガス例えばＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスを用いるため，ＣＦ４ガスを処理ガスとする従来の方法に比してエッチング種として作用するフッ素ラジカルがリッチの雰囲気でエッチング処理が行われるとともに，堆積種として作用するＣ等はマスク層のレンズ形状の周縁領域に程よく堆積していく。これにより，エッチングレートを従来以上に高くすることができるとともに，エッチングが進行するに連れてレンズ形状はその裾が広がっていき，レンズ面積も大きくすることができる。
【００１５】
このように，本発明の処理ガスを用いれば，そのガス流量や流量比を制御することにより，エッチング種として作用するＦと堆積種として作用するＣ等とのバランス制御を適切に行うことができるため，エッチングレートを従来よりも高くしつつ，結果として得られるマイクロレンズの形状特性についても向上させることができる。
【００１６】
なお，上記処理ガスは，酸素ガスを含まないので，酸素ラジカルによりレジスト膜のレンズ形状自体が小さくなり，レンズ材料層に転写されるレンズ形状も小さくなってしまうという不都合を回避することができる。
【００１７】
また，上記処理ガスは，さらにフルオロカーボン系ガス，ハイドロフルオロカーボン系ガス，Ｎ２ガス，不活性ガスの群から選択される少なくとも１種を含むようにしてもよい。これらのガスを処理ガスに含めてその流量や流量比を制御することにより，エッチング種と堆積種とのバランス制御をより細かく行うことができる。
【００１８】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板上に形成された光透過性有機膜からなるレンズ材料層上に所定のレンズ形状を有するマスク層が形成された被処理体に対して所定の処理ガスを用いてエッチング処理を行うことにより，前記レンズ材料層と前記マスク層とをエッチングして，前記レンズ材料層に前記マスク層のレンズ形状を転写してレンズを形成するマイクロレンズの形成方法であって，前記処理ガスは，ＳＦ６ガスに，Ｃ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスの群から選択される少なくとも１種を混合したガスであることを特徴とするマイクロレンズの形成方法が提供される。また，上記処理ガスは，酸素ラジカルの作用により，結果としてレンズ形状が小さくなってしまう不都合を回避するために，酸素ガスを含まないことが好ましい。また，上記マスク層は，例えばレジスト膜である。
【００１９】
また，上記処理ガスが前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ８ガスとの混合ガスの場合には，前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ８ガスとの体積混合比（ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）は１：１〜１：４であることが好ましい。上記処理ガスが前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ５Ｆ８ガスとの混合ガスの場合には，前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ５Ｆ８ガスとの体積混合比（ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８ガス）は１：０．４〜１：０．８であることが好ましい。上記処理ガスが前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ６ガスとの混合ガスの場合には，前記ＳＦ６ガスと前記Ｃ４Ｆ６ガスとの体積混合比（ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）は１：０．２〜１：１．１であることが好ましい。
【００２０】
本発明の処理ガスを構成するＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガス等との体積混合比を上記のような範囲で設定することにより，従来よりも高いエッチングレートで，かつレンズ面積が従来よりも大きなマイクロレンズを形成することができる。
【００２１】
なお，本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ，１ｓｃｃｍは（１０−６／６０）ｍ３／ｓｅｃとする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかるマイクロレンズの形成方法によれば，エッチングレートを従来よりも高くすることができ，しかもレンズ形状の特性についても向上させることができる。これにより，従来よりもマイクロレンズの生産性を向上させることができ，しかもレンズ間距離が極めて小さく，レンズ面積の大きいマイクロレンズを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
（固体撮像素子の構成例）
先ず，本発明の実施形態にかかるマイクロレンズの形成方法により形成されるマイクロレンズを備えた固体撮像素子の構成例について図１を参照しながら説明する。固体撮像素子１００は，表面部に行列状に並ぶ感光部１２１を備えた半導体基板１０２を有する。感光部１２１に入射した光はフォトダイオードによって光電変換される。
【００２５】
上記半導体基板１０２の上層側に配設される感光部１２１以外の領域には，例えばポリシリコンよりなり転送電極を構成する導電膜１２２が設けられている。この導電膜１２２の上側の領域には例えばアルミニウムよりなる遮光膜１２３が形成されている。上記遮光膜１２３は，感光部１２１へ光を入射させながら，導電膜１２２への光の入射を抑えるためのものである。このため，遮光膜１２３の感光部１２１に対応する領域には，光を入射させるための開口部が形成されている。このような遮光膜１２３の上には，例えばポリイミド系やポリスチレン系の樹脂等よりなる平坦化膜１２４が形成されている。
【００２６】
上記平坦化膜１２４の上にはカラーフィルタ層１２５が形成されている。このカラーフィルタ層１２５の上層であって，それぞれの感光部１２１と対応する領域には，例えばｉ線系の光透過性樹脂からなる有機膜で構成されるマイクロレンズ１３２が形成されている。このマイクロレンズ１３２は，感光部１２１へ光を集光させるためのものである。マイクロレンズ１３２は，より広範囲の光を集めるために，平面的な大きさが感光部１２１よりも大きくなるように形成されている。このようなマイクロレンズ１３２は，例えば格子状配列を４５度回転させた配列の場合もある。
【００２７】
（マイクロレンズの形成方法）
次に，本発明の実施形態にかかるマイクロレンズの形成方法について図面を参照しながら説明する。図２はマクロレンズを形成するためのエッチング処理を施す膜構造の構成例を示す。図３は上記エッチング処理によりマイクロレンズが形成される過程を示す図である。
【００２８】
図２に示す膜構造は以下のように形成される。先ず，固体撮像素子１００の半導体基板１０２上に感光部１２１を形成した後，導電膜１２２と遮光膜１２３とを形成する。次いで平坦化膜１２４とカラーフィルタ層１２５とをこの順序で形成する。そして，カラーフィルタ層１２５の上層にレンズ材料層１３０を例えば化学気相成長法（ＣＶＤ）によって例えば１μｍの厚さで形成する。このレンズ材料層１３０としては，光透過性の有機膜から構成される。具体的には例えばｉ線系，ｇ線系，アクリル系，ＣＯＭＡ系，アクリル系とＣＯＭＡ系の複合体系，Ｆ２系などのレジストとして使用される光透過性樹脂からなる有機膜が挙げられる。レンズ材料層１３０を構成するレンズ材料膜としては上記有機膜には限られず，例えばＳｉ３Ｎ４膜などの無機系膜や有機材無機材の複合膜であってもよい。
【００２９】
さらに，レンズ材料層１３０の上層に例えばｋｒｆレジスト膜やｉ線レジスト膜よりなるマスク層１４２を所定のレンズ形状に形成する。マスク層１４２を所定のレンズ形状に形成する工程としては，具体的には例えばマスク層１４２を形成した後，フォトリソグラフィ工程などによりパターンニングし，次いで熱処理してレンズ形状に加工する。
【００３０】
こうして形成された図２に示す膜構造に対して本実施形態にかかるエッチング処理を施す。すなわち，マスク層１４２とレンズ材料層１３０とを同時にエッチングすることにより，マスク層１４２のレンズ形状をレンズ材料層１３０に転写する。これにより，図３に示すような過程を経て，図１に示すような所定形状のマイクロレンズ１３２が形成される。
【００３１】
本実施形態にかかるエッチング処理では，処理ガス（エッチングガス）として，フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスと，フルオロカーボン系ガスとを含む混合ガスを用いる。フッ素原子を含み炭素原子を含まないガスとしては例えばＳＦ６，ＮＦ３が挙げられる。上記フルオロカーボン系ガスは，少なくともフッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が少なくとも０．５より大きいことが好ましいが，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が０．７より小さいことがより好ましい。このようなフルオロカーボン系ガスを処理ガスに混合することにより，後述するようにマスク層１４２とレンズ材料層１３０とのエッチング種として作用するＦラジカルと，堆積種として作用するＣ，ＣＦラジカル等とのバランス制御が容易になるからである。この種のフルオロカーボン系ガスとしては，例えばＣ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスが挙げられる。これらのフルオロカーボン系ガスは，１種だけ混合してもよく，２種以上を組合せて混合してもよい。
【００３２】
このような処理ガスを用いた本実施形態にかかるエッチング処理では，例えばＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとを混合した処理ガスから解離した解離生成物中のＦが，マスク層１４２とレンズ材料層１３０とのエッチング種として作用するとともに，Ｃ，ＣＦ，ＣＦ２，ＣＦ３ラジカル等が堆積種としてそれぞれ作用する。従って，Ｆによるエッチングと，Ｃ等による堆積とが同時に行われながらエッチングが進行していく。
【００３３】
この場合，処理ガスとしてフッ素原子を含み炭素原子を含まないガスと，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が０．５より大きいフルオロカーボンガスとを用いることから，ＣＦ４ガスを処理ガスとする従来の方法に比してフッ素ラジカルリッチの雰囲気でエッチング処理が行われる。これにより，エッチングレートを従来以上に高くすることができる。
【００３４】
しかも，上記Ｃ等は堆積種として作用し，マスク層１４２のレンズ形状の周縁領域に堆積していく。このため，図３（ａ），（ｂ），（ｃ）とエッチングが進行するに連れて，レンズ形状はその裾が広がっていき，レンズ面積も大きくなっていく。こうして，マスク層１４２がレンズ材料層１３０に転写されることによって，図３（ｄ）に示すようにレンズの中央領域の曲率はマスク層１４２のレンズ形状と同じであって，レンズ面積の大きいマイクロレンズ１３２を，従来以上に高いエッチングレートにより形成することができる。
【００３５】
また，上記処理ガスには，さらに例えばＣＦ４，Ｃ２Ｆ６，Ｃ３Ｆ８などのフルオロカーボン系ガス，ハイドロフルオロカーボン系ガス，ＣＯガス，ＣＯ２ガス，Ｎ２ガス，不活性ガスを添加ガスとして加えてもよい。これらのガスを処理ガスに加えてその流量や流量比を制御することにより，エッチング種と堆積種とのバランス制御をより細かく行うことができる。
【００３６】
なお，本実施形態にかかる処理ガスには，酸素ガス（Ｏ２ガス）を含まないことが好ましい。これは，処理ガスにＯ２ガスが含まれていると，処理ガスがプラズマ化したときに解離生成物として生じる酸素ラジカルＯが有機膜であるレジスト膜のエッチングを促進して，レジスト膜のレンズ形状自体が小さくなってしまい，このレンズ形状からレンズ材料層に転写されるレンズ形状についても小さくなってしまうという不都合があるので，これを回避するためである。
【００３７】
（エッチング装置の構成例）
次に，マイクロレンズを形成する上記エッチング処理を行うためのエッチング装置の具体例について図面を参照しながら説明する。本実施形態にかかるエッチング処理は，平行平板型プラズマエッチング装置，ヘリコン波プラズマエッチング装置，誘導結合型プラズマエッチング装置など様々なタイプのエッチング装置で実施可能である。
【００３８】
ここでは，その１例としてマグネトロンＲＩＥプラズマエッチング装置を挙げて説明する。図４は本実施形態にかかるエッチング装置の具体的構成を示す概略断面図であり，図４に示すエッチング装置２００は，壁部が例えばアルミニウムにより構成された円筒状の処理チャンバ（処理室）２４０を備える。処理チャンバ２４０は気密に構成されており，電気的に接地されている。処理チャンバ２４０は，上部室２４０ａと，この上部室２４０ａより径が大きい下部室２４０ｂとを備える。
【００３９】
処理チャンバ２４０内には，被処理体例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」ともいう）を略水平に支持するための下部電極を兼用する載置台２４１を備えている。載置台２４１は例えばアルミニウムにより構成されている。載置台２４１の表面には，ウエハＷを静電吸着力により吸着保持するための静電チャック２４２が設けられている。静電チャック２４２には，電源スイッチ２４２ａを介して電源に接続されている。
【００４０】
載置台２４１には，静電チャック２４２上に静電吸着されるウエハＷの周囲を囲むようにフォーカスリング２４３が設けられている。載置台２４１は絶縁板２４４を介して導体よりなる支持台２４５に支持されている。この載置台２４１は，処理チャンバ２４０に固定するようにしてもよく，また支持台２４５を介して昇降自在となるように構成してもよい。例えば支持台２４５にボールネジ機構２４６などよりなる昇降機構を取り付け，この昇降機構の動作に応じて，載置台２４１の表面が下部室２４０ｂに位置する載置位置と，図４に示す処理位置との間で昇降自在となるようにしてもよい。
【００４１】
下部室２４０ｂと載置台２４１との間には，例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）により構成されたベローズ２４７が介在している。支持台２４５はベローズ２４７を介して処理チャンバ２４０と導通している。
【００４２】
載置台２４１の内部には，冷媒を通流させるための冷媒室２４８が形成されており，これにより載置台２４１表面を所定温度例えば４０℃〜６０℃程度に制御し，この載置台２４１の温度とプラズマからの入熱によりウエハＷが所定温度例えば１００℃程度に制御されるようになっている。
【００４３】
載置台２４１には，静電チャック２４２とウエハＷ裏面との間に，バックサイドガスを冷却ガスとして供給するためのガス流路が形成されている。これにより後述のように処理チャンバ２４０内が真空状態に維持されても，ウエハＷが効率よく冷却されるようになっている。
【００４４】
処理チャンバ２４０の天壁部分において載置台２４１と対向する領域には，上部電極を兼用するガス供給室２５０が形成されている。ガス供給室２５０は電気的に接地されている。ガス供給室２５０の下面には，多数のガス吐出孔２５０ａが形成されている。ガス供給室２５０の上面にはガス供給路２５１を介して処理ガス（エッチングガス）源が接続されている。
【００４５】
上記処理ガス源は，上記エッチング処理で使用する処理ガスの種類によって異なる。例えばＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスを処理ガスとして用いる場合には，図４に示すように，ＳＦ６ガス源２１２ａとＣ４Ｆ８ガス源２１２ｂがそれぞれバルブ２１４ａ，２１４ｂ及びマスフローコントローラ２１６ａ，２１６ｂを介してガス供給路２５１に接続される。このような構成により，処理ガス例えばＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスは，ガス供給室２５０を介してガス吐出孔２５０ａから載置台２４１に向けて，載置台２４１の載置面の面内全体にほぼ均一に供給される。
【００４６】
処理チャンバ２４０の上部室２４０ａの周囲には，複数の異方性セグメント柱状磁石を備えたダイポールリング磁石２６１が配置されている。載置台２４１には，整合器２６２を介してプラズマ形成用の高周波電源部２６３が接続されており，この高周波電源部２６３から所定の周波数，例えば１３．５６ＭＨｚで１００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力が下部電極である載置台２４１に供給されるようになっている。こうしてガス供給室２５０と載置台２４１とは一対の電極として機能するようになっている。このような処理チャンバ２４０内は，排気路２５３を介して真空排気手段２５４により，所定の真空度まで排気されるようになっている。
【００４７】
なお，処理チャンバ２４０の側面にはウエハＷの搬出入口２５５が形成されている。搬出入口２５５にはこの搬出入口２５５を開閉するためのゲートバルブ２５６が配設されている。
【００４８】
（エッチング装置の動作）
次に，上述したようなエッチング装置２００により上記エッチング処理を行う場合におけるエッチング装置２００の動作について説明する。ここでは，例えば図１に示すようなマイクロレンズ１３２を形成するため，図２に示すような膜構造に本実施形態にかかるエッチング処理を施す場合を例に挙げる。
【００４９】
先ず，図２に示すような膜構造が形成されたウエハＷ，すなわちレンズ材料層１３０とマスク層１４２とを備えた固体撮像素子が表面に形成されたウエハＷを，ゲートバルブ２５６を介して搬出入口２５５から搬入する。そして，そのウエハＷを載置位置にある載置台２４１上に受け渡す。その後，載置台２４１を処理位置まで上昇させ，真空排気手段２５４により処理チャンバ２４０内を所定の真空度まで排気する。次いでガス供給室２５０から処理ガス例えばＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスを所定の流量比（体積混合比）で導入する。
【００５０】
一方，載置台２４１に高周波電源部２６３から所定の高周波電力を供給する。これにより上部電極であるガス供給室２５０と下部電極である載置台２４１との間に高周波電界が形成される。ここで上部室２４０ａ内では，ダイポールリング磁石２６１により水平磁界が形成されているので，ウエハＷが存在する処理空間には直交電磁界が形成され，これによって生じた電子のドリフトによりマグネトロン放電が生成される。そしてこのマグネトロン放電により処理ガスがプラズマ化され，このプラズマによりウエハＷ上のレンズ材料層１３０とマスク層１４２とが同時にエッチングされる。
【００５１】
このような本発明の実施形態にかかるエッチング処理によれば，エッチングレートを高くしながら，レンズ面積が従来よりも大きなマイクロレンズを形成することができるなど，レンズ形状の特性をも向上させることができる。以下，具体的な実験結果を挙げて，上記エッチングレートの評価及び上記マイクロレンズのレンズ形状の評価について説明する。
【００５２】
（マイクロレンズのレンズ形状の評価）
先ず，本実施形態にかかるエッチング処理で形成されたマイクロレンズのレンズ形状の評価について，ＣＦ４を処理ガスとしたエッチング処理により形成されたマイクロレンズのレンズ形状とを比較しながら説明する。本実施形態にかかるエッチング処理を行って形成されたマイクロレンズのレンズ形状の１例を図５に示し，ＣＦ４を処理ガスとしたエッチング処理によって形成されたマイクロレンズのレンズ形状の１例を図６示す。図５，図６はそれぞれ同等の膜厚をエッチング処理して形成されたマイクロレンズを走査型電子顕微鏡により上方から撮影したものをトレースしたものである。
【００５３】
図５はＳＦ６とＣ４Ｆ８の混合ガスを処理ガスとした場合にマイクロレンズのレンズ間距離Ａが最も狭くなるようなエッチング条件でエッチング処理を行ったものである。例えばエッチング条件としては，処理ガスの流量比（Ｃ４Ｆ８のガス流量／ＳＦ６のガス流量）を１６０ｓｃｃｍ／６０ｓｃｃｍとし，処理室内圧力を４０ｍＴ，載置台に印加する高周波電力を１０００Ｗ，載置台温度を０℃，磁場を１２０Ｇとしてエッチング処理を行った。この場合のマイクロレンズのレンズ間距離Ａは０ｎｍである。これに対して，図６はＣＦ４を処理ガスとした場合にマイクロレンズのレンズ間距離Ａが最も狭くなるようなエッチング条件でエッチング処理を行ったものである。
【００５４】
図５に示すように，本実施形態にかかるエッチング処理によれば，マイクロレンズのレンズ間距離Ａは，図６に示す場合よりも狭くすることができる。さらに，本実施形態にかかるエッチング処理によれば，マイクロレンズのレンズ間距離Ａが０ｎｍとなるときには，図５に示すようにマイクロレンズの角部についても裾の広がりが大きくなり，図６に示すレンズ形状よりもレンズ面積が大きくなっていることがわかる。このように，本実施形態にかかるエッチング処理によれば，各マイクロレンズのレンズ間距離Ａのみならず，各マイクロレンズの角部の距離Ｂも狭くすることができるので，レンズ形状の特性を向上させることができ，レンズ面積を従来以上に拡大させることができる。
【００５５】
また，図６に示すレンズ形状を形成する際のエッチングレートは１６３．４ｎｍ／ｍｉｎであったのに対して，図５に示すレンズ形状を形成する際のエッチングレートは２６２．９ｎｍ／ｍｉｎであった。すなわち，本実施形態にかかるエッチング処理によれば，図５に示すようなレンズ形状のマイクロレンズを，図６に示す場合の約１．５倍以上高いエッチングレートで形成することができる。このように，本実施形態にかかるエッチング処理によれば，従来よりも高いエッチングレートで，レンズ面積が従来よりも大きなマイクロレンズを形成することができる。
【００５６】
（エッチングレートの評価）
次に，本実施形態にかかるエッチング処理におけるエッチングレートの評価についての実験結果を図７〜図１２を参照しながら説明する。図７〜図９はＳＦ６ガスにそれぞれＣ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスを混合した処理ガスを用いて本実施形態にかかるエッチング処理を行った場合の各ガスの流量比（体積混合比）とエッチングレートとの関係を示す図である。
【００５７】
図７〜図９は縦軸にＳＦ６ガスの流量をとり，横軸にそれぞれＣ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスの流量をとっている。図７〜図９に示す等高線は，縦軸と横軸の各ガスの流量比におけるエッチングレートを示したものである。なお，図８及び図９における横軸は，エッチングレートが高くなる範囲をわかり易く示すため，０〜３０ｓｃｃｍ，３０〜６０ｓｃｃｍ，６０〜１２０ｓｃｃｍでそれぞれスケールを変えている。
【００５８】
また図７〜図９には主な測定ポイントの流量比とエッチングレートの測定値を矩形枠で囲って示している。例えば図７の実験結果では，ＳＦ６ガスの流量を３０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ４Ｆ８ガスの流量を０ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍ，６０ｓｃｃｍ，１２０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）が１：０，１：１，１：２，１：４の場合には，エッチングレートはそれぞれ４１８．０ｎｍ／ｍｉｎ，２９８．１ｎｍ／ｍｉｎ，２１０．５ｎｍ／ｍｉｎ，１５９．２ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００５９】
また，ＳＦ６ガスの流量を６０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ４Ｆ８ガスの流量を０ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍ，６０ｓｃｃｍ，１２０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）が１：０，１：０．５，１：１，１：２の場合には，エッチングレートはそれぞれ６２０．５ｎｍ／ｍｉｎ，４０５．４ｎｍ／ｍｉｎ，３４４．８ｎｍ／ｍｉｎ，２６２．９ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６０】
さらに，ＳＦ６ガスの流量を９０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ４Ｆ８ガスの流量を０ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍ，６０ｓｃｃｍ，１２０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）が１：０，１：０．３，１：０．７，１：１．３の場合には，エッチングレートはそれぞれ５９４．７ｎｍ／ｍｉｎ，５４１．３ｎｍ／ｍｉｎ，４８３．４ｎｍ／ｍｉｎ，３６２．２ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６１】
図８の実験結果では，ＳＦ６ガスの流量を３０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ５Ｆ８ガスの流量を０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８ガス）が１：０，１：０．５，１：１の場合には，エッチングレートはそれぞれ４１８．０ｎｍ／ｍｉｎ，２２９．８ｎｍ／ｍｉｎ，９５．６ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６２】
また，ＳＦ６ガスの流量を６０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ５Ｆ８ガスの流量を０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍ，６０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８ガス）が１：０，１：０．２５，１：０．５，１：１の場合には，エッチングレートはそれぞれ６２０．５ｎｍ／ｍｉｎ，４１７．９ｎｍ／ｍｉｎ，２６６．０ｎｍ／ｍｉｎ，５５．８ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６３】
さらに，ＳＦ６ガスの流量を９０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ５Ｆ８ガスの流量を０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍ，６０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８ガス）が１：０，１：０．１６，１：０．０３，１：０．６７の場合には，エッチングレートはそれぞれ５９４．７ｎｍ／ｍｉｎ，５２１．７ｎｍ／ｍｉｎ，３６９．０ｎｍ／ｍｉｎ，１４７．８ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６４】
図９の実験結果では，ＳＦ６ガスの流量を３０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ４Ｆ６ガスの流量を０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）が１：０，１：０．５，１：１の場合には，エッチングレートはそれぞれ４１８．０ｎｍ／ｍｉｎ，２４５．３ｎｍ／ｍｉｎ，１０５．３ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６５】
また，ＳＦ６ガスの流量を６０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ４Ｆ６ガスの流量を０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍ，６０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）が１：０，１：０．２５，１：０．５，１：１の場合には，エッチングレートはそれぞれ６２０．５ｎｍ／ｍｉｎ，４３４．９ｎｍ／ｍｉｎ，２７０．８ｎｍ／ｍｉｎ，７５．７ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６６】
さらに，ＳＦ６ガスの流量を９０ｓｃｃｍに設定した状態で，Ｃ４Ｆ６ガスの流量を０ｓｃｃｍ，１５ｓｃｃｍ，３０ｓｃｃｍ，６０ｓｃｃｍと変化させた場合，すなわちＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）が１：０，１：０．１６，１：０．０３，１：０．６７の場合には，エッチングレートはそれぞれ５９４．７ｎｍ／ｍｉｎ，５４２．５ｎｍ／ｍｉｎ，３８０．４ｎｍ／ｍｉｎ，１６８．０ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００６７】
なお，図７〜図９の実験結果における処理ガス以外のエッチング条件は，処理室内圧力を４０ｍＴ，載置台に印加する高周波電力を１０００Ｗ，載置台温度を０℃，磁場を１２０Ｇとした。
【００６８】
図７〜図９に示すように，ＳＦ６ガスにそれぞれＣ４Ｆ８ガス，Ｃ５Ｆ８ガス，Ｃ４Ｆ６ガスを混合させたガスを処理ガスとした場合には，エッチングレートが従来よりも高くなる領域があることがわかる。具体的には，ＣＦ４を処理ガスとした場合に，レンズ間距離Ａが最も狭くなるようなレンズ形状（例えば図６に示すレンズ形状）のマイクロレンズを形成することができるエッチング処理におけるエッチングレートは１６３．４ｎｍ／ｍｉｎであるから，エッチング種であるＳＦ６ガスと，堆積種であるＣ４Ｆ８ガス等との流量比によっては，上記１４３．９ｎｍ／ｍｉｎよりもエッチングレートが高くなる領域が存在する。しかも，図７〜図９によれば，エッチングレートは，主にエッチング種として作用するＳＦ６の流量が多いほど高くなる傾向にあるのに対して，主に堆積種として作用するＣ４Ｆ８ガス等の流量が多いほど低くなる傾向にある。
【００６９】
図７〜図９の実験結果によれば，エッチングレートが従来よりも高くなる処理ガスの流量比の実用的範囲は以下の通りである。すなわち，処理ガスがＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスの場合は，図７に示すようにＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）がおよそ１：０〜１：４の範囲が実用的範囲である。処理ガスがＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの混合ガスの場合は，図８に示すようにＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８ガス）がおよそ１：０〜１：０．８の範囲が実用的範囲である。処理ガスがＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの混合ガスの場合は，図９に示すようにＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）がおよそ１：０〜１：０．８の範囲が実用的範囲である。
【００７０】
このような図７〜図９の実験結果によれば，本発明のエッチング処理において，主にエッチング種として作用するＳＦ６と主に堆積種として作用するＣ４Ｆ８ガス等との流量比を上記実用的範囲で設定することにより，エッチングレートを従来よりも高くできることを確認することができた。
【００７１】
次に，上述した図７〜図９における実験結果において，マイクロレンズのレンズ間距離Ａを最も狭くすることができる処理ガスの流量比の範囲を図１０〜図１２に示す。図１０〜図１２の（ａ）は図７〜図９においてマイクロレンズのレンズ間距離Ａが最も狭い０ｎｍとなる領域をハッチングしたものである。図１０〜図１２の（ｂ）は，図１０〜図１２の（ａ）において太枠で囲まれる領域の全部又は一部を拡大した図である。図１０〜図１２の（ｂ）ではエッチングレートの等高線を省略し，マイクロレンズのレンズ間距離Ａを等高線で表示している。また図１０〜図１２の（ｂ）には主な測定ポイントの流量比とレンズ間距離Ａの測定値を矩形枠で囲って示している。
【００７２】
図１０〜図１２の（ｂ）によれば，ＳＦ６ガスにＣ４Ｆ８ガス等をある程度加えた領域で，マイクロレンズのレンズ間距離Ａが最も狭い０ｎｍとなる領域（ハッチングした部分）が存在することがわかる。
【００７３】
具体的には，上記レンズ間距離Ａが最も狭い０ｎｍとなる処理ガスの流量比の範囲は以下の通りである。すなわち，処理ガスがＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスの場合は，図１０（ｂ）に示すようにＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）がおよそ１：１よりも，ＳＦ６ガスの流量に対してＣ４Ｆ８ガスの流量が多くなる範囲である。
【００７４】
また，処理ガスがＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの混合ガスの場合は，図１１（ｂ）に示すようにＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８ガス）がおよそ１：０．３よりも，ＳＦ６ガスの流量に対してＣ５Ｆ８ガスの流量が多くなる範囲である。
【００７５】
また，処理ガスがＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの混合ガスの場合は，図１２（ｂ）に示すようにＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）がおよそ１：０．２７よりも，ＳＦ６ガスの流量に対してＣ４Ｆ６ガスの流量が多くなる範囲である。
【００７６】
（処理ガスの流量比の実用的範囲）
以上のような図７〜図９によりエッチングレートの観点から考察した処理ガスの流量比の範囲と，図１０〜図１２によりレンズ形状の観点から考察した処理ガスの流量比の範囲とを併せて考慮すれば，エッチングレートを従来以上に高くでき，しかもレンズ形状の特性も向上させることができる処理ガスの流量比の実用的範囲は以下の通りである。すなわち，処理ガスがＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスの場合は，図７及び図１０によればＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ８ガス）がおよそ１：１〜１：４の範囲が実用的範囲である。
【００７７】
また，処理ガスがＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの混合ガスの場合は，図８及び図１１によればＳＦ６ガスとＣ５Ｆ８ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ５Ｆ８ガス）がおよそ１：０．４〜１：０．８の範囲が実用的範囲である。
【００７８】
また，処理ガスがＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの混合ガスの場合は，図９及び図１２によればＳＦ６ガスとＣ４Ｆ６ガスとの流量比（体積混合比ＳＦ６ガス：Ｃ４Ｆ６ガス）がおよそ１：０．２〜１：１．１の範囲が実用的範囲である。
【００７９】
このような実用的範囲で処理ガスの流量比を適当に設定すれば，マイクロレンズのレンズ間距離Ａだけでなく，レンズ角部の距離Ｂも狭くすることができ，その分だけレンズ面積を従来よりも拡大させることができる。例えば図１０に示す黒丸で示したポイントの処理ガスの流量比によって形成されたマイクロレンズは，上述した図５に示すようなレンズ形状となり，レンズ面積が従来の図６の場合よりも拡大していることがわかる。
【００８０】
このように，本実施形態にかかるエッチング処理においては，ＳＦ６とＣ４Ｆ８ガス等との流量比を上記実用的範囲で設定することにより，従来よりも高いエッチングレートで，かつレンズ間距離Ａが最も狭い０ｎｍとなるようなマイクロレンズを形成することができ，しかもレンズ角部の距離Ｂについても狭くなるようなレンズ形状にすることができるので，レンズ面積を従来よりも大きくできることを確認することができた。
【００８１】
以上詳述したように，本発明の実施形態によれば，フッ素原子を含み炭素原子を含まないガス例えばＳＦ６ガスと，フッ素原子の数に対する炭素原子の数の比が０．５より大きいフルオロカーボン系ガス例えばＣ４Ｆ８ガス等との流量比とガス流量とを調整することにより，エッチングレートを従来よりも高くすることができ，しかもレンズ形状の特性についても向上させることができる。
【００８２】
これにより，従来よりもマイクロレンズの生産性を高めることができ，しかもレンズ間距離Ａが０μｍ程度と極めて小さく，従来よりもレンズ面積が大きいマイクロレンズを形成することができる。このようなマイクロレンズであれば，感光部への集光度がより大きく高い感度を確保することができるため，従来以上に小型化された固体撮像素子等にも適用可能である。
【００８３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は，例えばＣＣＤ等の固体撮像素子などに用いられるマイクロレンズの形成方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態にかかるマイクロレンズの形成方法により形成されるマイクロレンズを備えた固体撮像素子の構成例を示す断面図である。
【図２】図１に示すマクロレンズを形成するためのエッチング処理を施す膜構造の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態にかかるエッチング処理によりマイクロレンズが形成される過程を示す図である。
【図４】本実施形態にかかるエッチング処理を行うエッチング装置の構成例を示す概略断面図である。
【図５】本実施形態にかかるエッチング処理を行って形成されたマイクロレンズのレンズ形状の１例を示す図である。
【図６】ＣＦ４を処理ガスとしたエッチング処理によって形成されたマイクロレンズのレンズ形状の１例を示す図である。
【図７】ＳＦ６ガスにＣ４Ｆ８ガスを混合した処理ガスを用いて本実施形態にかかるエッチング処理を行った場合の各ガスの流量比（体積混合比）とエッチングレートとの関係を示す図である。
【図８】ＳＦ６ガスにＣ５Ｆ８ガスを混合した処理ガスを用いて本実施形態にかかるエッチング処理を行った場合の各ガスの流量比（体積混合比）とエッチングレートとの関係を示す図である。
【図９】ＳＦ６ガスにＣ４Ｆ６ガスを混合した処理ガスを用いて本実施形態にかかるエッチング処理を行った場合の各ガスの流量比（体積混合比）とエッチングレートとの関係を示す図である。
【図１０】図７における実験結果において，マイクロレンズのレンズ間距離Ａを最も狭くすることができる処理ガスの流量比の範囲を示す図である。
【図１１】図８における実験結果において，マイクロレンズのレンズ間距離Ａを最も狭くすることができる処理ガスの流量比の範囲を示す図である。
【図１２】図９における実験結果において，マイクロレンズのレンズ間距離Ａを最も狭くすることができる処理ガスの流量比の範囲を示す図である。
【図１３】従来のマイクロレンズ形成方法を説明するための図であって，同図（ａ）はエッチング処理前の膜構造を示す概略断面図であり，同図（ｂ）はエッチング処理後の膜構造を示す概略断面図である。
【図１４】ＣＦ４を処理ガスとしたエッチング処理時の種々のパラメータを変化させた場合におけるエッチングレートとレンズ間距離の変化の傾向を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００      固体撮像素子
１０２      半導体基板
１２１      感光部
１２２      導電膜
１２３      遮光膜
１２４      平坦化膜
１２５      カラーフィルタ層
１３０      レンズ材料層
１３２      マイクロレンズ
１４２      マスク層
２００      エッチング装置
２１２ａ    ガス源
２１２ｂ    ガス源
２１４ａ    バルブ
２１４ｂ    バルブ
２４０      処理チャンバ
２４０ａ    上部室
２４０ｂ    下部室
２４１      載置台
２４２      静電チャック
２４２ａ    電源スイッチ
２４３      フォーカスリング
２４４      絶縁板
２４５      支持台
２４６      ボールネジ機構
２４７      ベローズ
２４８      冷媒室
２５０      ガス供給室
２５０ａ    ガス吐出孔
２５１      ガス供給路
２５３      排気路
２５４      真空排気手段
２５５      搬出入口
２５６      ゲートバルブ
２６１      ダイポールリング磁石
２６２      整合器
２６３      高周波電源部
Ｗ        ウエハ
【図１】
2006073605.tif 000003
【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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