(57)【要約】【課題】製造が容易で、所望の集光を行うことのできるマイクロレンズ及び固体撮像素子を提供する。【解決手段】  所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体と、前記レンズ本体に局所的に設けられた凹部または凸部からなる補助レンズ部とでマイクロレンズが構成される。【選択図】  図１
2007019308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体と、前記レンズ本体に局所的に設けられた凹部または凸部からなる補助レンズ部とで構成されたマイクロレンズ。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロレンズであって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凸部で構成されたマイクロレンズ。
【請求項３】
請求項２に記載のマイクロレンズであって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体とは異なる屈折率を有する材料で構成されたマイクロレンズ。
【請求項４】
請求項２に記載のマイクロレンズであって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体と同一工程で成膜されたマイクロレンズ。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載のマイクロレンズであって、
前記補助レンズ部が同一のレンズ本体上で異なる大きさをもつマイクロレンズ。
【請求項６】
請求項１に記載のマイクロレンズであって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凹部で構成されたマイクロレンズ。
【請求項７】
レンズ本体となる基材を形成する工程と、
前記基材表面にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンに、局所的に凹部または凸部を形成するレジストパターン修正工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記基材をエッチングし、前記レジストパターンを前記基材上に転写することにより、前記レンズ本体に局所的に凹部または凸部からなる補助レンズ部とをもつマイクロレンズを形成するマイクロレンズの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のマイクロレンズの製造方法であって、
前記レジストパターン修正工程は、前記レジストパターン上にフォトリソグラフィにより微小レジストパターンを形成する工程を含むマイクロレンズの製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載のマイクロレンズの製造方法であって、
前記レジストパターン修正工程は、前記レジストパターン上にポッティングにより微小レジストパターンを形成する工程を含むマイクロレンズの製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のマイクロレンズの製造方法であって、
前記レジストパターン修正工程は、前記レジストパターン表面から局所的にレジストパターンを除去する工程を含むマイクロレンズの製造方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載のマイクロレンズの製造方法であって、
前記レジストパターン修正工程後に、前記レジストパターンを加熱して流動化させるリフロー工程を含むマイクロレンズの製造方法。
【請求項１２】
レンズ基体を形状加工しレンズ本体を形成する工程と、
前記レンズ本体の集光特性をシミュレーションする工程と、
前記集光特性に応じて、前記レンズ本体表面に凹部または凸部からなる補助レンズ部を形成する工程とを含むマイクロレンズの製造方法。
【請求項１３】
光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備し、前記光電変換部に対応して、マイクロレンズを形成した固体撮像素子であって、
前記マイクロレンズは、所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体と、前記レンズ本体に局所的に設けられた凹部または凸部からなる補助レンズ部とで構成された固体撮像素子。
【請求項１４】
請求項１３に記載の固体撮像素子であって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凸部で構成された固体撮像素子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の固体撮像素子あって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体とは異なる屈折率を有する材料で構成された固体撮像素子。
【請求項１６】
請求項１４に記載の固体撮像素子であって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体と同一工程で成膜された固体撮像素子。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記補助レンズ部が同一のレンズ本体上で異なる大きさをもつ固体撮像素子。
【請求項１８】
請求項１３に記載の固体撮像素子であって、
前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凹部で構成された固体撮像素子。
【請求項１９】
基板上に、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを形成する工程と、
この上層に、所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体と、前記レンズ本体に局所的に設けられた凹部または凸部からなる補助レンズ部とで構成されたマイクロレンズを形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記マイクロレンズを形成する工程は、
前記光電変換部および電荷転送部の形成された基板表面に、レンズ基体を形成しこれを形状加工しレンズ本体を形成する工程と、
前記光電変換部での前記レンズ本体の集光特性をシミュレーションする工程と、
前記集光特性に応じて、前記レンズ本体表面に凹部または凸部からなる補助レンズ部を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズ、その製造方法、マイクロレンズを用いた固体撮像素子およびその製造方法に係り、特に、マイクロレンズの形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
エリアセンサ等に用いられるＣＣＤを用いた固体撮像素子は、フォトダイオードなどの光電変換部と、この光電変換部からの信号電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。電荷転送電極は、半導体基板に形成された電荷転送路上に複数個隣接して配置され、順次駆動される。
【０００３】
近年、固体撮像素子においては、固体撮像素子の小型化および撮像画素数の増加により、画素の微細化が進んでいる。それに伴い、光電変換部の微細化も進み高感度を維持することが困難になっている。そこで、感度を向上させるために、図８に示すように、画素の上層に層内レンズ２０およびマイクロレンズ６０を設け、フォトダイオードへの集光効率を高める構造が種々提案されている（なお、固体撮像素子の詳細については後述する）。
【０００４】
このような従来の固体撮像素子において、層内レンズおよびマイクロレンズ（オンチップレンズ）の２つの集光レンズはいずれもレジストパターンで構成されるか或いはレジストパターンを形成しておきこれを転写することによって形成されるが、例えばオンチップレンズの場合、次のように製造する。
【０００５】
まず、半導体基板表面にフォトダイオード部および電荷転送部、（第３の）平坦化層６１を形成した後、図９（ａ）に模式図を示すように平坦化層６１上にレジストパターンＲ１を形成し、このレジストパターンＲ１をリフローさせて硬化し、所望の曲率を得る（図９（ｂ））という方法がとられている。
【０００６】
あるいは、このようにして形成したレジストパターンを用いて転写する方法もある。この方法では、まず、半導体基板表面にフォトダイオード部および電荷転送部、平坦化層６１を形成した後、図１０（ａ）に模式図を示すようにレンズ基体となる窒化シリコン膜を形成し、この上層にレジストパターンＲ１を形成し、このレジストパターンＲ１をリフローさせて硬化し、所望の曲率を得（図１０（ｂ））、このレジストパターンＲ１をマスクとして異方性エッチングを行い、レジストパターンＲ１の表面形状を窒化シリコンからなるレンズ基体に転写することにより、レジストパターンＲ１と同じ曲率をもつオンチップレンズ６０を形成する（図１０（ｃ））という方法がとられている。
【０００７】
しかしながら、光の入射角によりチップ内で感度が不均一となる（シェーディング効果）という問題があった。そこでこのシェーディング効果を抑制すべく、受光部の開口面積を、撮像領域の中心から周辺にむかって大きくする方法が提案されている（特許文献１）。
また、マイクロレンズの中心軸を受光部開口の中心よりもずらして形成する方法も提案されている（特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−５０４０１号公報
【特許文献２】特開平１０−２２９１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、シェーディング効果を抑制するために、種々の方法が提案されているが、上述したような、特許文献２に示した従来の方法では、レジストパターンＲ１をリフローすることによって得られる形状がそのまま集光レンズの外形となるわけであるが、光軸をずらすのは極めて困難であった。
また、特許文献１に示した方法においても、微調整は難しく、レジストパターンの形状を変更することによってマスクの調整を行うことは極めて困難であった。
【００１０】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、製造が容易で、所望の集光を行うことのできるマイクロレンズを提供することを目的とする。
また、本発明は、シェーディング効果を抑制し、高感度で均一な撮像特性を有する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】
【００１１】
そこで本発明のマイクロレンズは、所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体と、前記レンズ本体に局所的に設けられた凹部または凸部からなる補助レンズ部とで構成される。
この構成によれば、補助レンズ部の数、配置、大きさなどを調整することにより、極めて容易に画素サイズ或いはチップサイズに合わせた微細構造のマイクロレンズを提供することが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凸部で構成されたものを含む。
この構成によれば、調整が容易であり、凸部を追加したり削除したりして微調整を行うことも可能である。
【００１３】
また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記補助レンズ部が前記レンズ本体とは異なる屈折率を有する材料で構成されたものを含む。
この構成によれば、補助レンズ部の数、配置、大きさに加え、屈折率の調整によっても微調整が可能となる。
【００１４】
また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記補助レンズ部が前記レンズ本体と同一工程で成膜されたものを含む。
この構成によれば、製造が容易でかつ剥離による凸部の脱落などのおそれもない。
【００１５】
また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記補助レンズ部が同一のレンズ本体上で異なる大きさをもつものを含む。
この構成によれば、より微調整が容易となる。
【００１６】
また、本発明は、上記マイクロレンズにおいて、前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凹部で構成されたものを含む。
この構成によれば、微調整が可能であり、局所的な凸部を設ける場合に比べて、脱落の恐れは低減される。
【００１７】
また、本発明の方法は、レンズ本体となる基材を形成する工程と、前記基材表面にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンに局所的に凹部または凸部を形成するレジストパターン修正工程と、前記レジストパターンをマスクとして、前記基材をエッチングし、前記レジストパターンを前記基材上に転写することにより、前記レンズ本体に局所的に凹部または凸部からなる補助レンズ部とをもつマイクロレンズを形成するものである。
この構成によれば、レジストパターンの調整により局所的に凹部または凸部をもつマイクロレンズをより容易に形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の方法は、上記マイクロレンズの製造方法において、前記レジストパターン修正工程は、前記レジストパターン上にフォトリソグラフィにより微小レジストパターンを形成する工程を含む。
この構成によれば、フォトリソグラフィにより微小レジストパターンを形成することにより高精度の調整が可能となる。
【００１９】
また、本発明は、上記マイクロレンズの製造方法において、前記レジストパターン修正工程が、前記レジストパターン上にポッティングにより微小レジストパターンを形成する工程を含む。
この構成によれば、レジストパターン上にレジスト材料を滴下して微小レジストパターンを形成することにより、極めて容易に微小な凸部の大きさや位置を調整可能である。
【００２０】
また、本発明は、上記マイクロレンズの製造方法において、前記レジストパターン修正工程が、前記レジストパターン表面から局所的にレジストパターンを除去する工程を含む。
この構成によれば、局所的にレジストパターンを除去することにより凹部を形成するだけでよく、容易に調整可能である。なお除去に際しては、電子ビーム照射、スパッタリング、ケミカルエッチングなど種々の方法を適用することができる。また、単に粗面化処理により凹凸を形成することにより集光性を調整することも可能である。
【００２１】
また、本発明は、上記マイクロレンズの製造方法において、前記レジストパターン修正工程後に、前記レジストパターンを加熱して流動化させるリフロー工程を含む。
この構成によれば、なだらかな集光特性を実現でき、強度的にも良好な強度を得ることが可能となる。
【００２２】
また、本発明の固体撮像素子は、上記マイクロレンズの製造方法において、レンズ基体を形状加工しレンズ本体を形成する工程と、前記レンズ本体の集光特性をシミュレーションする工程と、前記集光特性に応じて、前記レンズ本体表面に凹部または凸部からなる補助レンズ部を形成する工程とを含むものを含む。
この構成によれば、シミュレーションにより調整すべき点が算出され、高精度で再現性の良好な調整が可能となる。
【００２３】
また、本発明は、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備し、前記光電変換部に対応して、マイクロレンズを形成した固体撮像素子であって、前記マイクロレンズは、所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体と、前記レンズ本体に局所的に設けられた凹部または凸部からなる補助レンズ部とで構成される。
この構成によれば、上記効果に加え、固体撮像素子の特性にあわせた集光特性の調整が容易となる。また、固体撮像素子の特性ばらつきを補償するように、補助レンズ部を設けることも可能である。
【００２４】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凸部で構成されたものを含む。
【００２５】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記補助レンズ部が前記レンズ本体とは異なる屈折率を有する材料で構成されたものを含む。
この構成によれば、補助レンズ部の屈折率の選択によっても集光特性を調整することができ、特性の調整範囲を大きくすることができる。
【００２６】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記補助レンズ部が前記レンズ本体と同一工程で成膜されたものを含む。
【００２７】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記補助レンズ部が同一のレンズ本体上で異なる大きさをもつものを含む。
この構成によれば、固体撮像素子表面での集光特性の調整が容易である。
【００２８】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記補助レンズ部が前記レンズ本体に設けられた複数の凹部で構成されたものを含む。
【００２９】
また、本発明の方法は、基板上に、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを形成する工程と、この上層に、所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体と、前記レンズ本体に局所的に設けられた凹部または凸部からなる補助レンズ部とで構成されたマイクロレンズを形成する工程とを含む。
この構成によれば、極めて容易に集光特性の優れたマイクロレンズを備えた固体撮像素子を提供することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の方法は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記マイクロレンズを形成する工程が、前記光電変換部および電荷転送部の形成された基板表面に、レンズ基体を形成しこれを形状加工しレンズ本体を形成する工程と、前記光電変換部での前記レンズ本体の集光特性をシミュレーションする工程と、前記集光特性に応じて、前記レンズ本体表面に凹部または凸部からなる補助レンズ部を形成する工程とを含む。
【００３１】
この構成により、一旦形成したレンズ本体の集光特性をシミュレーションしこの集光特性に応じて補助レンズ部を形成しているため、微調整が可能となり、レンズ本体の形状に依存することなく、集光特性を制御することができるため、制御性に優れたレンズ形状を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明では、層内レンズあるいはオンチップレンズをレンズ本体の曲率や材質の制御だけでなく、レンズ本体と補助レンズ部とで構成することにより、制御性よく集光特性を調整することができ、優れたマイクロレンズを形成することができる。またこのマイクロレンズを用いて、極めて容易に作業性よく高感度の固体撮像素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は固体撮像素子の要部を示す断面図、図２はこの固体撮像素子に形成されたマイクロレンズの上面を示す説明図である。この固体撮像素子は、光電変換部としてのフォトダイオード部３０上に、形成されるマイクロレンズ６０が、所望の曲率を持つように形成されたレンズ本体６０Ｓと、前記レンズ本体に局所的に設けられた凸部からなる補助レンズ部６２とで構成され、集光特性を高めるようにしたことを特徴とするものである。
【００３５】
この構成によれば、補助レンズ部の数、配置、大きさなどを調整することにより、極めて容易に画素サイズ或いはチップサイズに合わせた微細構造のマイクロレンズを提供することが可能となる。
【００３６】
固体撮像素子の撮像部の上方には、酸化シリコン膜を介して形成されたＢＰＳＧ膜からなる第１の平坦化層１０を介して、パッシベーション膜を兼ねるように窒化シリコン膜で形成された層内レンズ２０が形成されており、さらにこの上層に第２の平坦化層２２、カラーフィルタ５０、第３の平坦化層６１、マイクロレンズ６０が順次積層して設けられる。
【００３７】
そしてこの固体撮像素子は、図１に示すように、シリコン基板１に形成され、ｐｎ接合を有するフォトダイオード部３０と、ゲート酸化膜２上に形成された電荷転送電極３を備え、フォトダイオード部３０で生起された電荷を転送する電荷転送部４０とを具備している。
【００３８】
電荷転送部４０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１表面部の列方向に形成された複数本の垂直電荷転送チャネル３３と、垂直電荷転送チャネル３３の上層に形成された電荷転送電極３と、フォトダイオード３０で発生した電荷を垂直電荷転送チャネル３３に読み出すための電荷読み出し領域３４とを含む。電荷転送電極３は、行方向に配設された複数のフォトダイオード３０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に延在する蛇行形状となっている。
【００３９】
図１に示すように、シリコン基板１の表面にはｐウェル層１Ｐが形成され、ｐウェル層１Ｐ内に、ｐｎ接合を形成するｎ領域３０ｂが形成されると共に表面にｐ領域３０ａが形成され、フォトダイオード３０を構成しており、このフォトダイオード３０で発生した信号電荷は、ｎ領域３０ｂに蓄積される。
【００４０】
そしてこのフォトダイオード３０の右方には、少し離間してｎ領域からなる電荷転送チャネル３３が形成される。ｎ領域３０ｂと電荷転送チャネル３３の間のｐウェル層１Ｐに電荷読み出し領域３４が形成される。
【００４１】
電荷読み出し領域３４と電荷転送チャネル３３の上には、ゲート酸化膜２を介して、電荷転送電極３が形成される。そして電極間には電極間絶縁膜４が形成されている。垂直転送チャネル３３の右側にはｐ＋領域からなるチャネルストップ３２が設けられ、隣接するフォトダイオード３０との分離がなされている。
【００４２】
そして電荷転送電極３の上層には、酸化シリコン膜５（パッシベーション膜）、ＢＰＳＧ（borophospho  silicate  glass）からなる第１の平坦化層１０、Ｐ−ＳｉＮからなる層内レンズ２０、透明樹脂等からなるフィルタ下平坦化層としての第２の平坦化層２２が形成される。さらにこれらの上方には、カラーフィルタ５０（赤色フィルタ５０Ｒ、緑色フィルタ５０Ｇ、青色フィルタ５０Ｂ）とマイクロレンズ６０が設けられる。
【００４３】
また、電荷転送電極によって転送される信号電荷が移動する垂直電荷転送チャネル３３が、電荷転送部４０が延在する方向と交差する方向に、形成されている。
なお、本実施の形態は、いわゆるハニカム構造の固体撮像素子に限定されることなく、正方格子型の固体撮像素子にも適用可能であることはいうまでもない。
【００４４】
次にこの固体撮像素子の製造工程について簡単に説明する。
フォトダイオードと電荷転送部については説明を省略するが通例の方法で形成される。
そして、フォトダイオードおよび電荷転送電極の形成された基板１の表面にプラズマＣＶＤ法により酸化シリコン膜（図示せず）を形成し、常圧熱ＣＶＤ法により、膜厚３００ｎｍのＢＰＳＧ膜（１０）を形成する。この後、炉アニールにより７００〜８５０℃に加熱し、ＢＰＳＧ膜をリフローすることにより、平坦化し、第１の平坦化層１０を得る（図１参照）。
【００４５】
そしてこの上層に、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜を兼ねた層内レンズ２０としての窒化シリコン膜を形成し、形状加工を行った後、第２の平坦化層２２を形成し、フィルタ層５０を形成した後フィルタ上平坦層としての第３の平坦化層６１を形成する。
【００４６】
この後マイクロレンズを形成する工程に入る。まず、プラズマＣＶＤ法により膜厚０．３μｍ程度の窒化シリコン膜からなるレンズ基体６０を形成する。（ここでは第３の平坦化層６１より上層のみを図示するが、この下層には図１に示したフィルタ層５０が形成されているものとする。）
【００４７】
さらにこの上層に、レジストを塗布しフォトリソグラフィによりパターニングし、図３（ａ）に示すように、レジストパターンＲ１を形成する。この後再度レジストを塗布し、図３（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィによりパターニングし、微小レジストパターンＲ２を形成する。そして例えば１２０〜１４０℃の熱処理を施してリフローさせ、表面張力によってレジストパターンＲ１、微小レジストパターンＲ２の角部を丸めて、冷却して硬化する（図３（ｃ））。
【００４８】
この後、レジストパターンと、レンズ基体である窒化シリコン膜とのエッチング選択比が１対１となるようにエッチングを行い、図３（ｄ）に示すように、レンズ本体６０Ｓ上に凸部からなる補助レンズ部６２を備えたマイクロレンズを形成し、図１に示した固体撮像素子が形成される。
【００４９】
この方法によれば、極めて容易に制御性よく補助レンズ部を備えたマイクロレンズが形成される。
【００５０】
この方法によれば、さらに制御性よく、集光性を高めることが可能となる。なおこのとき、補助レンズ部としての凸部は、レンズ基体と同一材料を成膜条件を変えて成膜してもよいし、あるいは他の材料を用いるようにしてもよい。
【００５１】
加えて、基板の中心部と周縁部とでは、プロファイルが異なり、周縁部ではレンズの中心軸の高さが低くなり、曲率もばらつく傾向があるが、最後に塗布膜を形成することにより、面内ばらつきを低減することも可能である。
【００５２】
これにより、さらに集光効率を高めることができるため、固体撮像素子の高感度化をはかることができる。
【００５３】
前記実施の形態では、レジストパターンＲ１と同一の組成の微小レジストパターンＲ２をフォトリソグラフィによって形成したが、組成の異なるレジストを用いてもよい。
またフォトリソグラフィに限定されることなく、ポッティングによって微小レジストパターンを形成してもよい。
さらにまた、パターン転写によりレンズ本体を成形後、レジストをポッティングしてもよい。
【００５４】
さらには図４に示すように、補助レンズ部の形成位置や形状についても相互に異なるものを複数個形成してもよい。
【００５５】
加えて、本実施の形態のマイクロレンズを層内レンズに用いてもよいことはいうまでもない。
【００５６】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。
前記実施の形態では、補助レンズ部が凸部である場合について説明したが、図５に示すように、凹部で構成された補助レンズ部６３となるように形成してもよい。
【００５７】
製造に際しては、前記実施の形態１で説明したのと同様、第３の平坦化層６１上に、レンズ基体となる窒化シリコン膜（６０）を形成した後、レジストを塗布しフォトリソグラフィによりパターニングし、図６（ａ）に示すように、レジストパターンＲ１を形成した後、例えば１２０〜１４０℃の熱処理を施してリフローさせ、表面張力によってレジストパターンＲ１の角部を丸めて、冷却して硬化する（図６（ｂ））。
【００５８】
この後、電子ビームエッチングにより、レジストパターンＲ１に微小な凹部Ｃを形成する（図６（ｃ））。
【００５９】
この後、そしてレジストパターンと、レンズ基体である窒化シリコン膜とのエッチング選択比が１対１となるようにエッチングを行い、図６（ｄ）に示すように、レンズ本体６０Ｓ上に凹部からなる補助レンズ部６３を備えたマイクロレンズを形成し、固体撮像素子が完成する。
【００６０】
この方法によれば、補助レンズ部が凹部で構成されているため、光学的制御が容易であり、凸部に比べて脱落のおそれは低減される。
【００６１】
前記実施の形態では、電子ビームエッチングによりレジストパターンに凹部を形成し、これをマスクとしてレンズ基体に転写することにより、レンズ本体部と補助レンズ部とを形成したが、レンズ本体部を成形後、スパッタリングあるいはプラズマ処理により表面を粗面化処理することによっても有効となる。
【００６２】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態では、図７にフローチャートを示すように、光電変換部でのレンズ本体の集光特性をシミュレーションし、シミュレーションによって得られた集光特性に応じて、レンズ本体表面に凹部または凸部からなる補助レンズ部を形成するものである。
【００６３】
まず、レイアウト情報から、固体撮像素子のフォトダイオード部の受光部上での集光特性をシミュレーションする（ステップ１０１）。
このシミュレーション結果から、ウェハ上でのばらつきを調整するように、補助レンズ部の形状情報を算出する（ステップ１０２）。
この算出結果に基づいた補助レンズ部を考慮し、本体部のパターンを形成するためのレジストパターンＲ１と補助レンズ部を形成するための微小レジストパターン情報を算出する（ステップ１０３）。
得られた情報に基づいて、固体撮像素子を製造する（ステップ１０４）。
【００６４】
そして固体撮像素子の集光特性を測定する（ステップ１０５）。
測定結果から集光効率の誤差が基準値の範囲にあるか否かを判断し（ステップ１０６）、基準値を超えているときは、トリミングを行う（ステップ１０７）。このトリミングはレーザ照射による凹部の形成あるいはポッティング（例えばレジストの滴下）による凸部の形成などによって行う。
そして、集光効率の誤差が基準値の範囲にある場合は終了である（ステップ１０８）。
【００６５】
上記方法によれば、一旦形成したレンズ本体の集光特性をシミュレーションしこの集光特性に応じて補助レンズ部を形成しているため、微調整が可能となり、レンズ本体の形状に依存することなく、集光特性を制御することができるため、制御性に優れたレンズ形状を得ることが可能となる。このようにして、効率よく均一な集光特性を持つ固体撮像素子を形成することが可能となる。
【００６６】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されることなく、本発明の技術思想の範囲内において、適宜調整可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上、説明したように本発明のマイクロレンズは、集光効率を高めるとともに集光特性の均一化をはかることができることから、デジタルカメラ、携帯電話などに用いられる小型の撮像素子、あるいはファクシミリなどの読み取り素子など、種々のデバイスの集光レンズとして極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１の方法で得られた固体撮像素子の断面概要図である。
【図２】本発明の実施の形態１で用いられるマイクロレンズを示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の固体撮像素子の製造工程の一部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の固体撮像素子で用いられるマイクロレンズの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の固体撮像素子で用いられるマイクロレンズを示す断面説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２の固体撮像素子の製造工程の一部を示す断面説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３の固体撮像素子の製造工程を示すフローチャートである。
【図８】従来例の固体撮像素子の断面概要図である。
【図９】従来例の固体撮像素子の製造工程の一部を示す断面説明図である。
【図１０】従来例の固体撮像素子の製造工程の一部を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１    シリコン基板
２    ゲート酸化膜
３    電荷転送電極
４    電極間絶縁膜
５    パッシベーション膜
１０    第１の平坦化層
２０    層内レンズ
Ｒ１    レジストパターン
Ｒ２    微小レジストパターン
２０    パッシベーション膜
３０    フォトダイオード部
４０  電荷転送部
５０  カラーフィルタ
６０  マイクロレンズ
６０Ｓ  レンズ本体
６１    第３の平坦化層
６２    補助レンズ部
６３    補助レンズ部
【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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