(57)【要約】  【課題】  高感度な固体撮像装置を安定的に且つ安価に提供する。  【解決手段】  感光性レジスト６Ａに対して選択露光及び現像を行うことにより、パターン６Ｂを形成した後、パターン６Ｂにｉ線を照射して脱色する。その後、パターン６Ｂの形状を加熱によってマイクロレンズ形状に変形させることにより、マイクロレンズ６を形成する。マイクロレンズ６の高さをｈ、上面から見た場合におけるマイクロレンズ６の底面の短辺方向の長さを２ａとしたときにｈ／ａ≧１である。【選択図】      図２
2007053318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性レジストに対して選択露光及び現像を行うことにより形成されたパターンに紫外線又は可視光を照射して脱色した後に当該パターンの形状を加熱によってマイクロレンズ形状に変形させてなる熱フロー型のマイクロレンズを備えた固体撮像装置において、
前記マイクロレンズの高さをｈ、上面から見た場合における前記マイクロレンズの底面の短辺方向の長さを２ａとしたときにｈ／ａ≧１であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記マイクロレンズの材料は、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対し、吸収を持つことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
熱フロー型のマイクロレンズを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
感光性レジストに対して選択露光及び現像を行うことにより、パターンを形成する工程（ａ）と、
前記パターンに紫外線又は可視光を照射して脱色する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）よりも後に、前記パターンの形状を加熱によってマイクロレンズ形状に変形させることにより、前記マイクロレンズを形成する工程（ｃ）とを備え、
前記マイクロレンズの高さをｈ、上面から見た場合における前記マイクロレンズの底面の短辺方向の長さを２ａとしたときにｈ／ａ≧１であり、
前記工程（ａ）よりも後に、前記パターンに少なくともｉ線を照射する工程をさらに備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記工程（ｂ）において前記パターンにｉ線を照射することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
感光性レジストの表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスクにより光照射量を制御しながら前記感光性レジストに対して露光を行った後に当該感光性レジストに対して現像パターニングを行って当該感光性レジストの残膜量に差を設けることを少なくとも利用して形成されたマイクロレンズを備えた固体撮像装置において、
前記マイクロレンズの材料は、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持つことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
マイクロレンズを備えた固体撮像装置の製造方法であって、
感光性レジストの表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスクにより光照射量を制御しながら前記感光性レジストに対して露光を行う工程（ａ）と、
前記工程（ａ）よりも後に、前記感光性レジストに対して現像パターニングを行って当該感光性レジストの残膜量に差を設けることによって、前記マイクロレンズを形成する工程（ｂ）とを少なくとも備え、
前記マイクロレンズの材料は、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持ち、
前記工程（ｂ）の後に、前記感光性レジストに少なくともｊ線を照射する工程（ｃ）をさらに備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記工程（ｃ）において前記感光性レジストを脱色することを特徴とする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、固体撮像素子、特にカラー固体撮像素子等の上に個別の高集光率マイクロレンズを有する固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置は、内蔵する固体撮像素子が有する小型、軽量、長寿命、低残像及び低消費電力などの優れた特徴のために、ビデオムービーやデジタルスチルカメラの受光素子として利用されている。このような固体撮像装置の製造工程の１つとしてマイクロレンズ形成工程があり、当該工程において所望する曲率を持ったマイクロレンズを形成することが固体撮像装置の高感度化を可能にする。
【０００３】
特許文献１に開示された技術では、熱硬化性を有した感光性樹脂の脱色を紫外線照射又は可視光照射により行った後に、当該感光性樹脂を加熱することにより所望する形状を持ったマイクロレンズを精度良く形成することを謳っている。
【０００４】
また、特許文献２に開示された技術では、被露光部の表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスクを用いることにより、感光性レジストのパターニングの時点でマイクロレンズ形状を形成し、当該形状を下層にドライエッチングによって転写することにより、所望する形状を持ったマイクロレンズを精度良く形成することを謳っている。
【特許文献１】特許第２９４５４４０号公報
【特許文献２】特許第３１５８２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、固体撮像装置の微細化に伴い、より高感度で安価且つ安定供給が可能な固体撮像装置が必要不可欠となってきている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、レンズ材料配合時における熱軟化及び熱硬化の物性差のみを利用してマイクロレンズの形成を行うため、アスペクト比（マイクロレンズの高さをｈ、上面から見た場合におけるマイクロレンズの底面の短辺方向の長さを２ａとしたときのｈ／ａの値）が１を下回るマイクロレンズしか形成できない。その結果、高集光可能なマイクロレンズを搭載した高感度な固体撮像装置の供給が困難であった。
【０００７】
また、特許文献２に開示された技術では、パターニング後に形成されたマイクロレンズ（露光及び現像により形成されたマイクロレンズ形状を持つレジストパターン）については耐溶剤性を確保できないため、当該形状をドライエッチングによって下層に転写しているので、転写プロセスのために高価な装置と長い処理時間とが必要となり、その結果、安価な固体撮像装置の供給が困難であった。
【０００８】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、高感度な固体撮像装置を安定的に且つ安価に供給することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の固体撮像装置は、感光性レジストに対して選択露光及び現像を行うことにより形成されたパターンに紫外線又は可視光を照射して脱色した後に当該パターンの形状を加熱によってマイクロレンズ形状に変形させてなる熱フロー型のマイクロレンズを備えた固体撮像装置であって、前記マイクロレンズの高さをｈ、上面から見た場合における前記マイクロレンズの底面の短辺方向の長さを２ａとしたときにｈ／ａ≧１である。
【００１０】
本発明の第１の固体撮像装置において、前記マイクロレンズの材料は、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対し、吸収を持つことが好ましい。
【００１１】
本発明に係る第１の固体撮像装置の製造方法は、熱フロー型のマイクロレンズを備えた固体撮像装置の製造方法であって、感光性レジストに対して選択露光及び現像を行うことにより、パターンを形成する工程（ａ）と、前記パターンに紫外線又は可視光を照射して脱色する工程（ｂ）と、前記工程（ｂ）よりも後に、前記パターンの形状を加熱によってマイクロレンズ形状に変形させることにより、前記マイクロレンズを形成する工程（ｃ）とを備え、前記マイクロレンズの高さをｈ、上面から見た場合における前記マイクロレンズの底面の短辺方向の長さを２ａとしたときにｈ／ａ≧１であり、前記工程（ａ）よりも後に、前記パターンに少なくともｉ線を照射する工程をさらに備えている。
【００１２】
本発明の第１の固体撮像装置の製造方法において、前記工程（ｂ）において前記パターンにｉ線を照射することが好ましい。
【００１３】
本発明に係る第２の固体撮像装置は、感光性レジストの表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスクにより光照射量を制御しながら前記感光性レジストに対して露光を行った後に当該感光性レジストに対して現像パターニングを行って当該感光性レジストの残膜量に差を設けることを少なくとも利用して形成されたマイクロレンズを備えた固体撮像装置であって、前記マイクロレンズの材料は、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持つ。
【００１４】
本発明に係る第２の固体撮像装置の製造方法は、マイクロレンズを備えた固体撮像装置の製造方法であって、感光性レジストの表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスクにより光照射量を制御しながら前記感光性レジストに対して露光を行う工程（ａ）と、前記工程（ａ）よりも後に、前記感光性レジストに対して現像パターニングを行って当該感光性レジストの残膜量に差を設けることによって、前記マイクロレンズを形成する工程（ｂ）とを少なくとも備え、前記マイクロレンズの材料は、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持ち、前記工程（ｂ）の後に、前記感光性レジストに少なくともｊ線を照射する工程（ｃ）をさらに備えている。
【００１５】
本発明の第２の固体撮像装置の製造方法において、前記工程（ｃ）において前記感光性レジストを脱色することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、高感度な固体撮像装置を安定的に且つ安価に供給することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る固体撮像装置の断面図及び平面図である。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）型の固体撮像素子用基板１の表面に画素毎に設けられた凹部の底部に、入射光を電気信号に変換するためのフォトダイオード２が設けられている。固体撮像素子用基板１上には、その表面の凹凸を平坦化するための第１のアクリル平坦膜３が形成されている。第１のアクリル平坦膜３上には各フォトダイオード２と対応するようにカラーフィルタ４が形成されている。各カラーフィルタ４上には、カラーフィルタ４に起因して生じた凹凸を平坦化するための第２のアクリル平坦膜５が形成されている。第２のアクリル平坦膜５上には各フォトダイオード２と対応するようにマイクロレンズ６が形成されている。
【００２０】
本実施形態では、マイクロレンズ６の材料として、例えばナフトキノンジアジドを感光剤として含有し且つ２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して吸収を持つポジ型感光性レジストを使用する。ナフトキノンジアジドにおける可視光領域の透過率は、紫外線又は可視光線を用いた露光によって８０％以上に向上する。また、前記レジストにおいては、１２０〜２８０℃の加熱処理によって、熱可塑性による形状変化と熱硬化性による形状固定とが同時に進行し、その結果、両者の進行差によって、当該レジストからなるマイクロレンズ６の形状が決定される。
【００２１】
本実施形態の特徴は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、マイクロレンズ６の高さをｈ、上面から見た場合におけるマイクロレンズ６の底面の短辺方向の長さを２ａとしたときに、アスペクト比ｈ／ａ≧１の関係が成り立つことである。尚、マイクロレンズ６の底面の長辺方向の長さを２ｂ（ｂ≧ａ）とする。また、マイクロレンズ６の底面形状は特に限定されるものではなく、例えば当該底面形状が楕円等である場合には、その重心を通る径のうち最短径の長さを短辺方向の長さ２ａとし、最長径の長さを長辺方向の長さ２ｂとする。
【００２２】
以上のように構成された本実施形態の固体撮像装置においては、マイクロレンズ６のアスペクト比ｈ／ａが１以上であるため、従来のマイクロレンズと比べて集光能力がより向上し、その結果、感度が約１〜５％程度向上することを確認できた。
【００２３】
また、従来のマイクロレンズにおいてはマイクロレンズ上に接着剤等の有機層が存在すると、集光効率が減少し、その結果、有機層がない場合と比べて固体撮像装置の感度が半分程度に下がってしまう。しかし、本実施形態の固体撮像装置においては、アスペクト比ｈ／ａが１以上のマイクロレンズ６を形成しているので、マイクロレンズ６上に有機層が存在する場合においても、接着剤等の有機層がない場合の従来の固体撮像装置と同等以上の感度が得られた。
【００２４】
（第２の実施形態）
以下、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について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｇ）は第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法、具体的には第１の実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの形成方法の各工程を順番に示す断面図である。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示すように、入射光を電気信号に変換するためのフォトダイオード２が画素毎に設けられた固体撮像素子用基板１の凹凸表面上に全面に亘って例えばアクリル樹脂を回転塗布した後、塗布された樹脂を例えば１８０〜２５０℃程度の温度で例えば６０〜６００秒程度加熱して乾燥させることによって、第１のアクリル平坦膜３を形成する。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１のアクリル平坦膜３上に、各フォトダイオード２と対応するようにカラーフィルター４を形成する。
【００２８】
次に、図２（ｃ）に示すように、各カラーフィルタ４上の全面に、カラーフィルタ４に起因して生じた凹凸を埋めるように、例えばアクリル樹脂を回転塗布した後、塗布された樹脂を例えば１８０〜２５０℃程度の温度で例えば６０〜６００秒程度加熱して乾燥させる。本実施形態では、当該塗布工程及び乾燥工程を例えば２〜８回程度繰り返すことによって、平坦性の高い第２のアクリル平坦膜５を形成する。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、第２のアクリル平坦膜５上の全面に例えばポジ型感光性レジスト６Ａをマイクロレンズ材料として例えば０．５μｍ以上の厚さになるまで回転塗布した後、塗布したレジスト６Ａを例えば９０〜１２０℃程度の低温で例えば１０〜６００秒程度乾燥させる。
【００３０】
尚、本実施形態においては、マイクロレンズ材料であるレジスト６Ａとして、例えばナフトキノンジアジドを感光剤として含有し且つ２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して吸収を持つポジ型感光性レジストを使用する。ナフトキノンジアジドにおける可視光領域の透過率は、紫外線又は可視光線を用いた露光によって８０％以上に向上する。また、レジスト６Ａにおいては、１２０〜２８０℃の加熱処理によって、熱可塑性による形状変化と熱硬化性による形状固定とが同時に進行し、その結果、両者の進行差によって、レジスト６Ａからなるマイクロレンズ６（図２（ｇ）参照）の形状が決定されるように設計されている。
【００３１】
次に、図２（ｅ）に示すように、レジスト６Ａに例えばｉ線による選択露光を例えば１００〜１０００ｍＪの範囲の露光エネルギーで行った後、レジスト６Ａに対して例えばＴＭＡＨ（Tetramethyl Ammonium Hydroxide）溶液を用いて現像を行うことにより、当該レジスト６Ａの残存部からなる所望のパターン６Ｂを形成する。
【００３２】
次に、図２（ｆ）に示すように、パターン６Ｂ及び第２のアクリル平坦膜５に対して、少なくともｉ線を用いて露光エネルギー１００ｍＪ以上で全面露光を行い、パターン６Ｂの架橋反応を部分的に進行させると同時にパターン６Ｂにおける可視光の透過率を８０％以上に向上させる。
【００３３】
次に、図２（ｇ）に示すように、パターン６Ｂを例えば１２０〜１８０℃程度の中温で例えば６０〜６００秒程度加熱する。これにより、パターン６Ｂにおける熱可塑性及び熱硬化性の両性能を制御することができ、それによって、所望の曲率の表面を持ち且つ所定の屈折率を有するマイクロレンズ６が形成される。すなわち、パターン６Ｂの形状を所望のマイクロレンズ形状に変形させることができる。続いて、マイクロレンズ６に対して例えば１９０〜２８０℃程度の高温で例えば６０〜６００秒程度加熱処理を行うことによって、マイクロレンズ６の信頼性、具体的には耐熱性及び耐溶剤性（溶剤によって変質しにくい性質）等を向上させる。
【００３４】
以上に説明したように、本実施形態によれば、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して吸収を持つマイクロレンズ材料からなるパターン６Ｂに対して、図２（ｆ）に示す工程でｉ線を照射する。このため、パターン６Ｂ中の樹脂が励起されて架橋反応が進行するので、従来の初期の材料配合又は前記図２（ｇ）に示す工程における温度の制御によっては達成できなかった低流れ量（熱軟化及び熱硬化の物性差）を実現でき、その結果、従来技術では形成困難であったアスペクト比１以上のマイクロレンズ６を形成することができる。従って、マイクロレンズ６の集光能力を向上させることができるので、高感度な固体撮像装置の製造が可能になる。
【００３５】
尚、本実施形態において、図２（ｆ）に示す工程でｉ線を多量に照射したとしても、図２（ｅ）に示す工程で形成されたパターン形状がそのまま残ってしまうほどには硬化が進行しないことが確認されている。
【００３６】
また、本実施形態において、図２（ｆ）に示す工程において、パターン６Ｂに照射する光としてｉ線を用いたが、当該照射光はこれに限られるものではない。例えば、パターン６Ｂとなるマイクロレンズ材料として、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の光の吸収度が０．３ｕｍ-1以下の材料を用いる場合には、ｉ線に代えてｊ線を用いても本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、実際にはマイクロレンズ材料中に含まれる感光剤を効率よく光変性させて透明にする必要があるので、パターン６Ｂに、脱色に有効な波長を持つ光と、ｉ線及び（又は）ｊ線とを同時に照射することが望ましい。
【００３７】
また、本実施形態において、ｉ線照射を脱色工程（図２（ｆ）に示す工程）で実施したが、これに代えて、別の工程で実施してもよい。
【００３８】
また、本実施形態において、脱色工程で可視光を用いてもよい。
【００３９】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図３は、第３の実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。
【００４１】
図３に示すように、ＣＣＤ型の固体撮像素子用基板１１の表面に画素毎に設けられた凹部の底部に、入射光を電気信号に変換するためのフォトダイオード１２が設けられている。固体撮像素子用基板１１上には、その表面の凹凸を平坦化するための第１のアクリル平坦膜１３が形成されている。第１のアクリル平坦膜１３上には各フォトダイオード１２と対応するようにカラーフィルタ１４が形成されている。各カラーフィルタ１４上には、カラーフィルタ１４に起因して生じた凹凸を平坦化するための第２のアクリル平坦膜１５が形成されている。第２のアクリル平坦膜１５上には各フォトダイオード１２と対応するようにマイクロレンズ１６が形成されている。マイクロレンズ１６は、被露光部の表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスクにより光照射量を制御しながら感光性レジストに対して露光を行った後に当該感光性レジストに対して現像パターニングを行って当該感光性レジストの残膜量に差を設けることによって形成されたものである。
【００４２】
本実施形態では、マイクロレンズ１６の材料として、例えばナフトキノンジアジドを感光剤として含有し且つ２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持つポジ型感光性レジストを使用する。当該材料は、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持つため、現像後のマイクロレンズパターンに少なくともｊ線を照射することによって現像後のマイクロレンズ形状が完全に固定化されると共に、ナフトキノンジアジドにおける可視光領域の透過率が８０％以上に向上する。
【００４３】
尚、吸光度は以下のように定義される。
【００４４】
Ａ＝ｌｏｇ（１／Ｔ）  ・・・  （式１）
（式１）において、Ａは吸光度であり、Ｔは透過率である。また、吸光度の測定は、ガラス上に固定した脱色済みの硬化膜を用いて行った。
【００４５】
以上のように構成された本実施形態の固体撮像装置においては、被露光部の表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスクにより光照射量を制御しながら感光性レジストに対して露光を行った後に当該感光性レジストに対して現像パターニングを行って当該感光性レジストの残膜量に差を設けることによって、マイクロレンズ１６が形成される。この後、ｊ線照射によってマイクロレンズ形状が完全に固定化されるので、製造において従来必要であったドライエッチング装置が不必要となり、コストを削減できると共にスループットを向上させることができる。従って、固体撮像装置を安定的に且つ安価に供給することが可能になる。
【００４６】
尚、図３に示す本実施形態の固体撮像装置においては、マイクロレンズ１６として、全て同一形状のマイクロレンズを形成したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、例えば、現像パターニング後のマイクロレンズの形状を固体撮像装置の画素の位置によって変化させる場合などにも本発明を適用することが可能である。
【００４７】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
図４（ａ）〜（ｄ）は第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法、具体的には第３の実施形態に係る固体撮像装置のマイクロレンズの形成方法の各工程を順番に示す断面図である。
【００４９】
まず、図４（ａ）に示すように、入射光を電気信号に変換するためのフォトダイオード１２が画素毎に設けられた固体撮像素子用基板１１の凹凸表面上に全面に亘って例えばアクリル樹脂を回転塗布した後、塗布された樹脂を例えば１８０〜２５０℃程度の温度で例えば６０〜６００秒程度加熱して乾燥させることによって、第１のアクリル平坦膜１３を形成する。次に、第１のアクリル平坦膜１３上に、各フォトダイオード１２と対応するようにカラーフィルター１４を形成する。次に、各カラーフィルタ１４上の全面に、カラーフィルタ１４に起因して生じた凹凸を埋めるように、例えばアクリル樹脂を回転塗布した後、塗布された樹脂を例えば１８０〜２５０℃程度の温度で例えば６０〜６００秒程度加熱して乾燥させる。本実施形態では、当該塗布工程及び乾燥工程を例えば２〜８回程度繰り返すことによって、平坦性の高い第２のアクリル平坦膜１５を形成する。次に、第２のアクリル平坦膜１５上の全面に、例えばポジ型感光性レジスト１６Ａをマイクロレンズ材料として例えば０．５μｍ以上の厚さになるまで回転塗布した後、塗布したレジスト１６Ａを例えば９０〜１２０℃程度の低温で例えば１０〜６００秒程度乾燥させる。
【００５０】
尚、本実施形態においては、マイクロレンズ材料であるレジスト１６Ａとして、例えばナフトキノンジアジドを感光剤として含有し且つ２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持つポジ型感光性レジストを使用する。ナフトキノンジアジドにおける可視光領域の透過率は、紫外線又は可視光線を用いた露光によって８０％以上に向上する。
【００５１】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト１６Ａの表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスク１７を用いて、光照射量を制御しながらレジスト１６Ａに例えばｉ線による選択露光を例えば１００〜１０００ｍＪの範囲の露光エネルギーで行う。その後、レジスト１６Ａに対して例えばＴＭＡＨ溶液を用いて現像を行うことにより、レジスト残膜量に差を設け、それによって所望の形状を有するマイクロレンズ１６を形成する。
【００５２】
次に、図４（ｃ）に示すように、マイクロレンズ１６及び第２のアクリル平坦膜１５に対して、少なくともｊ線を用いて露光エネルギー１００ｍＪ以上（ｊ線換算）で全面露光を行い、マイクロレンズ形状を完全に固定化すると共にマイクロレンズ１６における可視光の透過率を８０％以上に向上させる。すなわち、マイクロレンズ１６を脱色する。
【００５３】
次に、図４（ｄ）に示すように、マイクロレンズ１６を例えば１２０〜２８０℃程度の温度で例えば６０〜６００秒程度加熱処理を行うことによって、マイクロレンズ１６の信頼性、具体的には耐熱性及び耐溶剤性（溶剤によって変質しにくい性質）等をさらに向上させる。尚、図４（ｃ）に示す工程においてマイクロレンズ１６にｊ線を十分に照射することによってマイクロレンズ１６の形状が既に完全に固定化しているので、現像後の当該形状を保持したまま信頼性のみを向上させることができる。
【００５４】
以上に説明したように、本実施形態によれば、２５０ｎｍ以上３６０ｎｍ未満の任意の波長の光に対して０．３ｕｍ-1よりも大きい吸光度を持つ材料からなるマイクロレンズ１６に対して、図４（ｃ）に示す工程で少なくともｊ線を照射する。このため、マイクロレンズ１６中の樹脂が励起されて架橋反応が急速に進行するので、樹脂の熱軟化による流れがほとんど又は全く起こらなくなる。その結果、現像パターニング後のマイクロレンズ１６の形状を保持することができる。すなわち、被露光部の表面において所望の光強度分布が得られるように光透過量を段階的に変化させた遮光パターンを形成してなるフォトマスク１７により光照射量を制御しながらレジスト１６Ａに対して露光を行った後に当該レジスト１６Ａに対して現像パターニングを行って当該レジスト１６Ａの残膜量に差を設けることによってマイクロレンズ１６を形成する方法において、ドライエッチング装置を用いることなくマイクロレンズ１６を形成することができる。従って、所望の形状のマイクロレンズ１６を有した固体撮像装置を非常に安価に且つ安定的に得ることができる。
【００５５】
尚、図４（ａ）〜（ｄ）に示す本実施形態の固体撮像装置の製造方法においては、マイクロレンズ１６として、全て同一形状のマイクロレンズを形成したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、例えば、現像パターニング後のマイクロレンズの形状を固体撮像装置の画素の位置によって変化させる場合などにも本発明を適用することが可能である。
【００５６】
以上、第１〜第４の実施形態に基づいて本発明の説明を行ったが、本発明の適用例はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００５７】
また、第１〜第４の実施形態では平坦膜としてアクリル樹脂を用いたが、平坦膜はアクリル樹脂に限定されるものではなく、可視光透過性の高いその他の耐熱性樹脂を平坦膜として用いることができる。
【００５８】
また、第１〜第４の実施形態において、カラーフィルタの材料としては、例えば顔料又は染料を含有した感光性レジストを用いてもよい。或いは、顔料又は染料を含有した非感光性レジストをエッチングすることにより、カラーフィルタを形成してもよい。また、使用する顔料又は染料の色は補色であっても原色であってもよい。
【００５９】
また、マイクロレンズをドライエッチングによる転写プロセスによって形成する方法に本発明を適用してもよい。すなわち、転写前のマイクロレンズ（マイクロレンズ形状を持つレジストパターン）を本発明の各実施形態により形成し、当該形状を下層にドライエッチングによって転写することにより、所望する形状を持ったマイクロレンズを形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、マイクロレンズを有する固体撮像装置及びその製造方法に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ又はカメラ付携帯電話等に搭載される固体撮像装置等に適用した場合、高感度な固体撮像装置を安定的に且つ安価に供給することが可能となり、産業上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】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断面図及び平面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｇ）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の各工程を順番に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の各工程を順番に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    固体撮像素子用基板
２    フォトダイオード
３    第１のアクリル平坦膜
４    カラーフィルタ
５    第２のアクリル平坦膜
６    マイクロレンズ
６Ａ  レジスト
６Ｂ  パターン
１１    固体撮像素子用基板
１２    フォトダイオード
１３    第１のアクリル平坦膜
１４    カラーフィルタ
１５    第２のアクリル平坦膜
１６    マイクロレンズ
１６Ａ  レジスト
１７    フォトマスク
【図１】
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【図２】
2007053318.tif 000004
【図３】
2007053318.tif 000005
【図４】
2007053318.tif 000006