(57)【要約】【課題】光の利用効率が高く、マイクロレンズを安定して形成することができる固体撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板に複数の受光部を形成する工程と、前記基板上における前記複数の受光部に対応する複数の領域に、カラー材料からなる複数のパターンを相互に離隔して形成する工程と、前記複数のパターンをナノインプリント法により加工して、複数のマイクロレンズを形成する工程と、を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法が提供される。【選択図】図５
2008218563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に複数の受光部を形成する工程と、
前記基板上における前記複数の受光部に対応する複数の領域に、カラー材料からなる複数のパターンを相互に離隔して形成する工程と、
前記複数のパターンをナノインプリント法により加工して、複数のマイクロレンズを形成する工程と、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
前記複数のパターンを覆うオーバーコート層を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
基板に複数の受光部を形成する工程と、
前記基板上における前記複数の受光部に対応する複数の領域に、レンズ材料からなる複数のパターンを相互に離隔して形成する工程と、
前記複数のパターンをそれぞれ覆い、相互に離隔する複数のカラーフィルター層を形成する工程と、
前記複数のパターン及び前記複数のカラーフィルター層をナノインプリント法により加工して、複数のマイクロレンズを形成する工程と、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記複数のカラーフィルター層を覆うオーバーコート層を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記オーバーコート層を、スピンコート法によって形成することを特徴とする請求項２または４に記載の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、固体撮像装置の製造方法に関し、特に、マイクロレンズを備えた固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）センサーなどの固体撮像装置においては、半導体基板の表層部に複数の受光部が形成されており、半導体基板上には配線層が設けられており、配線層上における受光部に対応する位置には、それぞれマイクロレンズが設けられている。また、被写体の色を再現するために、配線層とマイクロレンズとの間には、補色系又は原色系のカラーフィルターが設けられている。カラーフィルターの厚さは、概ね１ミクロン（μｍ）程度である。
【０００３】
しかしながら、このような固体撮像装置においては、画素密度の増加に伴って、各画素におけるマイクロレンズから受光部までの光路のアスペクト比が高くなり、光の利用効率が低下するという問題が生じている。特に、固体撮像装置の周辺部に配置された画素において、斜め方向から入射した光の一部が、配線層内の配線等によって反射されてしまい、受光部に到達する割合が低下してしまう。この結果、画像の周辺部において相対的に輝度が低下する現象、すなわち、シェーディングを引き起こす。
【０００４】
シェーディングを抑制するためには、マイクロレンズから受光部までの距離を縮めることが有効である。例えば、特許文献１には、マイクロレンズ自体を着色し、カラーフィルターの機能を持たせることで、カラーフィルターを省略する技術が開示されている。そして、特許文献１には、着色されたマイクロレンズを形成する方法として、以下の方法が開示されている。すなわち、層間膜をリフロー処理することにより受光部の直上域に凹部を形成する。そして、この凹部にカラーフィルター層を埋め込むことにより、マイクロレンズの下部を形成する。次に、このカラーフィルター層上にフォトレジスト層を形成し、パターニングする。そして、このフォトレジスト層のパターンにリフロー処理を施すことにより、液滴形状とする。次に、この液滴形状をＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）によってカラーフィルター層に転写することで、マイクロレンズの上部を形成する。このようにして、両凸形状であり、着色されたマイクロレンズを形成する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、レンズ形状を成形をリフロー処理によって行っているため、再現性が低いという問題点がある。すなわち、層間膜の厚さ、カラーフィルター層の厚さ、リフロー処理の温度などの条件が変動すると、リフロー処理によって形成される凹部形状及び液滴形状が変動してしまい、マイクロレンズの曲率が変動してしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８４１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、光の利用効率が高く、マイクロレンズを安定して形成することができる固体撮像装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、基板に複数の受光部を形成する工程と、前記基板上における前記複数の受光部に対応する複数の領域に、カラー材料からなる複数のパターンを相互に離隔して形成する工程と、前記複数のパターンをナノインプリント法により加工して、複数のマイクロレンズを形成する工程と、を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、基板に複数の受光部を形成する工程と、前記基板上における前記複数の受光部に対応する複数の領域に、レンズ材料からなる複数のパターンを相互に離隔して形成する工程と、前記複数のパターンをそれぞれ覆い、相互に離隔する複数のカラーフィルター層を形成する工程と、前記複数のパターン及び前記複数のカラーフィルター層をナノインプリント法により加工して、複数のマイクロレンズを形成する工程と、を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光の利用効率が高く、マイクロレンズを安定して形成することができる固体撮像装置の製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。  
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１（ａ）及び（ｂ）、図２（ａ）及び（ｂ）、図３（ａ）及び（ｂ）、図４（ａ）及び（ｂ）並びに図５（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【００１２】
先ず、図１（ａ）に示すように、基板１の表層部に、受光部であるフォトダイオード２を複数形成する。基板１は、例えばシリコン基板などのｐ型半導体基板とする。フォトダイオード２は、受光した光を電気信号に変換する素子であり、例えば、基板１の表層部に不純物を注入して形成する。基板１の表面に垂直な方向から見て（以下、「平面視で」という）、フォトダイオード２は例えばマトリクス状に配列させる。その後、基板１上に、層間絶縁膜３及び金属配線４を交互に形成し、配線層５を形成する。このとき、金属配線４はフォトダイオード２の直上域には形成せず、直上域間の領域のみに形成する。また、層間絶縁膜３は、例えば、ＴＥＯＳ（Tetra-Etyl-Ortho-Silicate：正珪酸四エチル（Si(OC2H5)4））により形成する。なお、本明細書においては、便宜上、基板１から配線層５に向かう方向を「上」とし、配線層５から基板１に向かう方向を「下」とする。
【００１３】
次に、配線層５上に、例えばスピンコート法により、平滑層６を均一に形成する。平滑層６は、上面の平坦化及び光の反射防止のために設けられており、また、後の工程においてレジスト層を露光するときに、金属配線４によって反射された光を吸収する役割も果たしている。平滑層６は、例えば、アクリル系の透明樹脂によって形成されており、露光にｉ線を用いる場合には、ｉ線吸収剤が含有されている。
【００１４】
次に、図１（ｂ）に示すように、平滑層６上の全面に、例えばスピンコート法により、カラーレジスト層７を形成する。カラーレジスト層７は、カラー材料、例えば、顔料が分散されたネガ型のレジスト材料により形成し、例えば、軟化点が１２５℃以下であるアクリル樹脂又はフッ素樹脂により形成する。後述する他のカラーレジスト層も同様である。カラーレジスト層７には、例えば赤色の顔料を分散させる。
【００１５】
次に、このカラーレジスト層７を、マスクＭ１を使用して露光する。マスクＭ１は、例えば、石英板の表面にパターニングされたクロム膜が形成されたものである。マスクＭ１においては、フォトダイオード２に対応する領域、例えば、フォトダイオード２の直上域を含む複数の領域のうち、一部の領域が透光領域Ｔとなっており、他の領域は遮光領域Ｓとなっている。これにより、カラーレジスト層７が選択的に露光され、露光された部分が硬化する。なお、図１（ｂ）においては、便宜上、マスクＭ１における透光領域Ｔは白抜きにて示し、遮光領域Ｓは斜線をハッチングして示している。後述する他のマスクについても、同様である。
【００１６】
次に、図２（ａ）に示すように、カラーレジスト層７を現像する。これにより、カラーフィルター層７のうち、露光された部分のみが残留し、露光されなかった部分は溶解して除去される。この結果、平滑層６上におけるフォトダイオード２に対応する領域の一部に、赤色（Ｒ）のカラー材料からなるパターン８が形成される。なお、平滑層６上におけるフォトダイオード２に対応する領域とは、後述する工程においてこの領域にマイクロレンズを形成したときに、このマイクロレンズによって集光された光がフォトダイオード２に入射するような領域であり、例えば、フォトダイオード２の直上域を含む領域である。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、平滑層６上の全面に、例えばスピンコート法により、カラーレジスト層９を形成する。カラーレジスト層９は、例えば緑色の顔料が分散されたレジスト材料により形成する。このとき、カラーレジスト層９はパターン８を覆うように形成され、その上面は平坦になる。次に、このカラーレジスト層９を、マスクＭ２を使用して露光する。マスクＭ２においては、フォトダイオード２に対応する複数の領域のうち、パターン８が形成された領域を除く領域の一部が透光領域Ｔとなっており、他の領域は遮光領域Ｓとなっている。これにより、カラーレジスト層９が選択的に露光され、露光された部分が硬化する。
【００１８】
次に、図３（ａ）に示すように、カラーレジスト層９を現像する。これにより、平滑層６上におけるフォトダイオード２に対応する領域の一部に、緑色（Ｇ）のカラー材料からなるパターン１０が形成される。パターン１０はパターン８が形成されていない領域のうちの一部の領域に形成し、パターン８に対しては、所定のギャップｇ、例えば、０．２乃至０．４ミクロンのギャップｇを隔てて離隔させる。
【００１９】
次に、図３（ｂ）に示すように、平滑層６上の全面に、例えばスピンコート法により、カラーレジスト層１１を形成する。カラーレジスト層１１は、例えば青色の顔料が分散されたレジスト材料により形成する。このとき、カラーレジスト層１１はパターン８及び１０を覆うように形成され、その上面は平坦になる。次に、このカラーレジスト層１１を、マスクＭ３を使用して露光する。マスクＭ３においては、フォトダイオード２に対応する領域のうち、パターン８及び１０が形成された領域を除く領域が透光領域Ｔとなっており、他の領域は遮光領域Ｓとなっている。これにより、カラーレジスト層１１が選択的に露光され、露光された部分が硬化する。
【００２０】
次に、図４（ａ）に示すように、カラーレジスト層１１を現像する。これにより、平滑層６上におけるフォトダイオード２に対応する領域の一部に、青色（Ｂ）のカラー材料からなるパターン１２が形成される。パターン１２はパターン８及び１０が形成されていない領域に形成し、パターン８及び１０とは、所定のギャップｇ、例えば、０．２乃至０．４ミクロンのギャップｇを隔てて離隔させる。これにより、平滑層６上において、赤色のパターン８、緑色のパターン１０、青色のパターン１２が、相互に離隔して周期的に配列される。なお、各色のパターンの形成順序は上述の順番に限定されず、任意である。
【００２１】
次に、図４（ｂ）に示すように、例えば塗布法又は堆積法、例えばスピンコート法により、パターン８、１０、１２を覆うように、オーバーコート層１３を形成する。オーバーコート層１３は、例えば、軟化点が１２５℃以下である透明樹脂材料により形成する。このとき、オーバーコート層１３は、パターン８、１０、１２の上に形成されると共に、パターン間のギャップｇ内に埋め込まれ、その上面は略平坦となる。
【００２２】
次に、図５（ａ）に示すように、ナノインプリント法により、パターン８、１０、１２及びオーバーコート層１３を加工する。すなわち、例えば、ガラスからなるテンプレートＰ１を準備する。テンプレートＰ１の下面には複数の凹部Ｐ２が形成されており、パターン８、１０、１２と同じ配列周期で配列されている。各凹部Ｐ２の内面は、形成しようとするマイクロレンズの形状を反転させたドーム状の凹曲面となっている。そして、テンプレートＰ１を、例えば１５０℃の温度に加熱しながら、パターン８、１０、１２及びオーバーコート層１３に押し付ける。このとき、テンプレートＰ１における凹部Ｐ２間の稜線Ｐ３が、パターン８、１０、１２の相互間のギャップｇ内に進入し、平滑層６に当接するようにする。これにより、各パターン及びオーバーコート層が軟質化した状態で成型される。その後、テンプレートＰ１を平滑層６から引き離す。
【００２３】
この結果、図５（ｂ）に示すように、平滑層６上に複数のマイクロレンズ１４が形成される。各マイクロレンズ１４は平凸レンズとなっており、下面は平坦面であって平滑層６の上面と接しており、上面は例えば球の一部をなす凸曲面となっている。また、マイクロレンズ１４の内部は、パターン８、１０又は１２の材料、すなわち、赤色、緑色、青色のいずれかのカラー材料によって球体の一部をなすように形成されており、マイクロレンズ１４の表面は、オーバーコート層１３によって覆われている。更に、マイクロレンズ１４は、フォトダイオード２と一対一で対応して配置されており、従って、平面視でマトリクス状に配列されている。このようにして、本実施形態に係る固体撮像装置１５が製造される。固体撮像装置１５は、例えば、ＣＭＯＳセンサーである。
【００２４】
以下、本実施形態において使用したテンプレートＰ１の作製方法の一例を説明する。  
図６（ａ）及び（ｂ）は、テンプレートの作製方法を例示する工程断面図である。  
図６（ａ）に示すように、ガラス板Ｐ４を用意し、その表面上にレジスト膜Ｐ５を形成する。そして、レジスト膜Ｐ５に、ピンホールＰ６を形成する。また、ガラス板Ｐ４の端面及び裏面をシールする。次に、このガラス板Ｐ４を例えばフッ酸などのガラスを溶解する液体（図示せず）中に浸漬する。これにより、図６（ｂ）に示すように、この液体がピンホールＰ６を介してガラス板Ｐ４に到達し、ガラス板Ｐ４の表面を局所的に溶解させ、凹部Ｐ２を形成する。これにより、一方の表面に凹部Ｐ２が形成されたテンプレートＰ１が作製される。
【００２５】
次に、本実施形態の効果について説明する。  
図５（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、マイクロレンズ１４自体をカラー材料により形成することにより、カラーフィルターを省略することができる。これにより、フォトダイオード２とマイクロレンズ１４との間の距離を縮め、マイクロレンズ１４に入射した光のうち、フォトダイオード２に到達する光の割合を高めることができる。また、カラーフィルターによる光の減衰を防止することができる。これにより、光の利用効率を高め、感度の増加及びシェーディングの抑制を図ることが可能となる。
【００２６】
以下、この効果について、具体例を挙げて説明する。  
図７は、第１の比較例に係る固体撮像装置を例示する断面図である。  
図７に示すように、第１の比較例に係る固体撮像装置１０１においては、平滑層６上にカラーフィルター１０２が形成されている。カラーフィルター１０２は、画素ごとに着色されている。また、カラーフィルター１０２上にオーバーコート層１０３が形成されており、その上にマイクロレンズ１０４が形成されている。マイクロレンズ１０４は無着色の透明材料からなり、上に凸となった平凸レンズである。固体撮像装置１０１における上記以外の構成は、本実施形態に係る固体撮像装置１５（図５（ｂ）参照）の構成と同様である。
【００２７】
固体撮像装置１５及び１０１においては、層間膜５及び平滑層６の合計の厚さは、例えば約２ミクロンである。また、固体撮像装置１０１において、カラーフィルター１０２及びオーバーコート層１０３の厚さは、例えば約１ミクロンである。従って、固体撮像装置１０１において、マイクロレンズ１０４からフォトダイオード２までの距離は約３ミクロンである。これに対して、本実施形態に係る固体撮像装置１５においては、カラーフィルターが設けられていないため、マイクロレンズ１４からフォトダイオード２までの距離は、配線層５及び平滑層６の合計の厚さに等しく、約２ミクロンである。このように、本実施形態によれば、第１の比較例に係る固体撮像装置１０１と比較して、マイクロレンズからフォトダイオードまでの距離を３０％程度短くすることができる。
【００２８】
また、本実施形態においては、マイクロレンズ１４をナノインプリント法により成形しているため、リフロー法によりマイクロレンズを成形する場合と比較して、マイクロレンズの形状安定性が優れている。すなわち、マイクロレンズ１４の形状はテンプレートＰ１の凹部Ｐ２の形状によって決まるため、カラーレジスト層７、９、１１の厚さ若しくは硬度、オーバーコート層１３の厚さ若しくは硬度、又はテンプレートＰ１の温度などの諸条件が変動しても、マイクロレンズ１４の形状が変動することがない。
【００２９】
また、ナノインプリント法においては、カラー材料（カラーレジスト層）を成型する際に、このカラー材料を溶融させる必要がないため、材料を溶融させるリフロー法と比較して、より低い温度で加工することができる。例えば、本実施形態においては、カラー材料を軟化させるために、テンプレートＰ１を１５０℃に加熱して加工しているが、必ずしもカラー材料を加熱する必要はなく、室温で加工してもよい。一般に、カラー材料を高温に加熱すると、色が抜ける可能性があるが、本実施形態においては、その虞がない。このため、マイクロレンズ１４の色調の安定性が高い。また、プロセスコストを低減することができる。
【００３０】
更に、本実施形態においては、カラーレジスト層からなるパターン８、１０、１２を、相互に離隔して形成しているため、これらのパターンにテンプレートＰ１を押し付ける際に、位置ずれのマージンを実現することができる。すなわち、テンプレートＰ１をパターンに押し付ける際に、平面視で、凹部Ｐ２間の稜線Ｐ３がパターン間のギャップｇ内に位置していれば、１つのパターンを１つのマイクロレンズに割り当てることができるため、稜線Ｐ３はギャップｇ内のどの位置にあってもよい。これにより、テンプレートＰ１の押し付け位置に関して、例えば０．２乃至０．４ミクロンのマージンを確保することができる。
【００３１】
以下、この効果について、具体例を挙げて説明する。  
図８（ａ）及び（ｂ）は、第２の比較例に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。  
図８（ａ）に示すように、仮に、パターン８、１０、１２を相互に離隔せずに形成した場合、テンプレートＰ１の押し付け位置が少しでもずれると、凹部Ｐ２間の稜線Ｐ３がパターン間の境界面からずれた位置に進入してしまう。この結果、図８（ｂ）に示すように、各マイクロレンズ１４において、本来の色のカラーレジスト層以外に、他の色のカラーレジスト層が混入してしまい、色の再現性が低下する。これに対して、本実施形態においては、パターン間にギャップｇが形成されているため、テンプレートＰ１の押し付け位置が少しずれても、凹部Ｐ２間の稜線Ｐ３がギャップｇ内に位置している限り、各色のカラーレジスト層をマイクロレンズ１４ごとに分配することができる。このため、マイクロレンズ１４の色再現性が高い。このように、本実施形態によれば、光の利用効率が高く、マイクロレンズを安定して形成することができる固体撮像装置の製造方法を実現することができる。
【００３２】
更にまた、本実施形態によれば、パターン８、１０、１２を覆うようにオーバーコート層１３を形成し、このオーバーコート層１３の上から、テンプレートＰ１を押し付けている。オーバーコート層１３は例えばスピンコート法によって成膜されているため、その上面は平坦である。従って、カラーレジスト層７、９、１１の厚さの変動、及びパターン８、１０、１２を形成する際のフォトリソグラフィの誤差などの理由により、各パターン８、１０、１２の体積が変動しても、パターン８、１０、１２及びオーバーコート層１３の合計の膜厚は均一となるため、テンプレートＰ１をこれらのパターンに押し付けたときに、各凹部Ｐ２内に供給される材料の体積は均一となる。この結果、各凹部Ｐ２内に供給される材料の過不足に起因して、マイクロレンズ１４の形状が変動することを防止できる。これにより、マイクロレンズ１４の形状がより一層安定する。この結果、マイクロレンズ１４の光学的特性が安定すると共に、平面視で、マイクロレンズ１４の直径を可及的に大きく設計することができ、光の利用効率がより一層向上する。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。  
図９（ａ）及び（ｂ）並びに図１０（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。  
なお、図９及び図１０において、前述の図１乃至図６に示す構成要素と同様な構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３４】
先ず、図１（ａ）に示すように、基板１の表層部にフォトダイオード２を形成する。そして、基板１上に配線層５を形成し、その上に平滑層６を形成する。  
次に、図９（ａ）に示すように、平滑層６上にレンズ材料、すなわち、実質的に着色されていない透明な材料により、均一なレンズ材料層（図示せず）を形成する。レンズ材料には、例えば、軟化点が１２５℃以下である透明樹脂材料を使用し、例えば、アクリル樹脂を使用する。そして、このレンズ材料層をパターニングすることにより、相互に離隔したパターン２１を形成する。パターン２１は、マイクロレンズを形成する予定の領域、すなわち、平滑層６上におけるフォトダイオード２に対応する複数の領域に形成する。なお、パターン２１は着色されておらず、透明である。
【００３５】
次に、図９（ｂ）に示すように、複数のパターン２１のそれぞれの側面及び上面を覆うように、カラーフィルター層を形成する。すなわち、２つおきに配列されたパターン２１を覆うように、赤色（Ｒ）のカラーフィルター層２２を形成し、他の２つおきに配列されたパターン２１を覆うように、緑色（Ｇ）のカラーフィルター層２３を形成し、残りの２つおきに配列されたパターン２１を覆うように、青色（Ｂ）のカラーフィルター層２４を形成する。カラーフィルター層２２乃至２４の形成方法は、前述の第１の実施形態におけるパターン８、１０、１２の形成方法と同様である。これにより、平滑層６の上面上において、赤色（Ｒ）のカラーフィルター層２２に覆われたパターン２１、緑色（Ｇ）のカラーフィルター層２３に覆われたパターン２１、青色（Ｂ）のカラーフィルター層２４に覆われたパターン２１が、繰り返し配列される。カラーフィルター層同士は、相互に離隔しており、接触していない。従って、カラーフィルター層における各パターンの側面上に配置された部分の間には、例えば、０．２乃至０．４ミクロンのギャップｇが形成されている。
【００３６】
次に、図１０（ａ）に示すように、テンプレートＰ１を各パターンに押し付ける。このとき、テンプレートＰ１の凹部Ｐ２間の稜線Ｐ３が、パターン間のギャップｇ内に進入し、平滑層６に当接するようにする。これにより、図１０（ｂ）に示すように、平滑層６上に複数のマイクロレンズ２５が形成される。各マイクロレンズ２５は平凸レンズとなっており、下面は平滑層６の上面と接する平坦面であり、上面は例えば球の一部をなす凸曲面である。また、マイクロレンズ２５の内部は、パターン２１が球体の一部をなすように成型されて形成されており、従って、透明なレンズ材料により形成されている。そして、マイクロレンズ２５の表面は、赤色、緑色、青色のいずれかのカラーフィルター層により覆われている。更に、マイクロレンズ２５は、フォトダイオード２と一対一で対応して配置されており、従って、平面視でマトリクス状に配列されている。このようにして、本実施形態に係る固体撮像装置２６が製造される。固体撮像装置２６は、例えば、ＣＭＯＳセンサーである。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００３７】
次に、本実施形態の効果について説明する。  
図１０（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、マイクロレンズ２５の表層を各色のカラーフィルター層２２乃至２４によって形成しているため、前述の第１の実施形態と同様に、マイクロレンズとは別にカラーフィルターを設ける必要がない。これにより、フォトダイオード２とマイクロレンズ２５との間の距離を縮め、光の利用効率を向上させることができる。
【００３８】
また、前述の第１の実施形態と同様に、マイクロレンズをナノインプリント法により成形しているため、マイクロレンズの形状安定性が高く、色調の安定性が高く、プロセスコストが低い。更に、各パターン２１を覆うカラーフィルター層を相互に離隔して形成し、テンプレートＰ１を押し付ける際に、凹部Ｐ２間の稜線Ｐ３をカラーフィルター層間のギャップｇ内に進入させているため、前述の第１の実施形態と同様に、テンプレートＰ１の押し付け位置に関して、マージンを得ることができる。この結果、固体撮像装置２６の製造が容易である。
【００３９】
次に、本第２の実施形態の変形例について説明する。  
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本変形例に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。  
先ず、前述の図１（ａ）、図９（ａ）及び（ｂ）に示す工程により、図９（ｂ）に示す中間構造物を作製する。すなわち、基板１上に配線層５及び平滑層６を形成し、平滑層６上に、赤色（Ｒ）のカラーフィルター層２２に覆われたパターン２１、緑色（Ｇ）のカラーフィルター層２３に覆われたパターン２１、青色（Ｂ）のカラーフィルター層２４に覆われたパターン２１を形成する。
【００４０】
次に、図１１（ａ）に示すように、例えば塗布法又は堆積法、例えばスピンコート法により、これらのパターン２１が各色のカラーフィルター層によって覆われた構造体を更に覆うように、オーバーコート層３１を形成する。オーバーコート層３１の材料は、例えば、軟化点が１２５℃以下である透明樹脂材料とする。このとき、オーバーコート層３１は、ギャップｇ内に埋め込まれ、その上面は略平坦となる。その後、このオーバーコート層３１の上方から、テンプレートＰ１（図１０（ａ）参照）を押し付ける。
【００４１】
これにより、図１１（ｂ）に示すように、平滑層６上にマイクロレンズ３２が形成される。各マイクロレンズ３２は、中心から順に、パターン２１が球体の一部をなすように変形された部分、カラーフィルター層２２乃至２４のいずれか一層、及びオーバーコート層３１が積層された三層構造となる。これにより、固体撮像装置３３が製造される。本変形例における上記以外の製造方法は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００４２】
以下、本変形例の効果について説明する。  
本変形例によれば、パターン２１及びカラーフィルター層２２乃至２４を覆うようにオーバーコート層３１を形成し、このオーバーコート層３１の上からテンプレートＰ１を押し付けている。これにより、前述の第１の実施形態と同様に、パターン２１、カラーフィルター層２２乃至２４、オーバーコート層３１の合計の膜厚を均一化し、テンプレートＰ１を押し付けたときに、各凹部Ｐ２内に供給される材料の体積を均一化することができる。この結果、マイクロレンズ３２の形状安定性がより一層向上するため、光学的特性が安定すると共に、マイクロレンズ３２の直径を可及的に大きく設計することができ、光の利用効率が向上する。本変形例における上記以外の効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００４３】
以上、実施形態及び変形例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態及び変形例を任意に組み合わせて実施してもよく、前述のいずれかの実施形態及び変形例に対して、当業者が適宜、工程の追加、省略若しくは変更、又は、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。例えば、前述の各実施形態においては、基板がシリコン基板である例を示したが、他の半導体基板、例えば、砒化ガリウム基板、ゲルマニウム基板、炭化シリコン基板又は窒化ガリウム基板などを用いてもよい。また、前述の各実施形態及び変形例においては、マイクロレンズに赤色、緑色、青色の原色系の着色を行う例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、補色系の着色を施してもよい。更に、前述の各実施形態及び変形例においては、固体撮像装置がＣＭＯＳセンサーである例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device：電荷結合素子）センサーなど、他の種類の固体撮像装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態におけるテンプレートの作製方法を例示する工程断面図である。
【図７】第１の比較例に係る固体撮像装置を例示する断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、第２の比較例に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態の変形例に係る固体撮像装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  基板、２  フォトダイオード、３  層間絶縁膜、４  金属配線、５  配線層、６  平滑層、７、９、１１  カラーレジスト層、８、１０、１２  パターン、１３  オーバーコート層、１４  マイクロレンズ、１５  固体撮像装置、２１  パターン、２２、２３、２４  カラーフィルター層、２５  マイクロレンズ、２６  固体撮像装置、３１  オーバーコート層、３２  マイクロレンズ、１０１  固体撮像装置、１０２  カラーフィルター、１０３  オーバーコート層、１０４  マイクロレンズ、ｇ  ギャップ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３  マスク、Ｓ  遮光領域、Ｔ  透光領域、Ｐ１  テンプレート、Ｐ２  凹部、Ｐ３  稜線、Ｐ４  ガラス板、Ｐ５  レジスト膜、Ｐ６  ピンホール
【図１】
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【図２】
2008218563.tif 000004
【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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