(57)【要約】【課題】製造工程数が少ない方法により、レンズ表面に所望の大きさの凹凸を形成することを可能とする。【解決手段】基体１１上にレンズ形成層１２を形成する工程と、前記レンズ形成層１２上にレンズ型１３を形成する工程と、前記レンズ型１３表面に、ナノ構造体１４を含む溶媒１５を塗布して該ナノ構造体１４を分布させる工程と、前記ナノ構造体１４および前記レンズ型１３の表面形状を転写するように、前記ナノ構造体１４、前記レンズ型１３および前記レンズ形成層１２をエッチングして、前記レンズ形成層１２で表面に凹凸を有するレンズ１６を形成する工程とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2009116056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上にレンズ形成層を形成する工程と、
前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、
前記レンズ型表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、
前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように、前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程と
を有することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項２】
前記エッチングするときに、
前記溶媒は、揮発される、もしくは前記エッチングで除去される
ことを特徴とする請求項１記載のレンズの製造方法。
【請求項３】
前記エッチングはプラズマエッチングであり、
前記ナノ構造体は前記レンズ型よりエッチング時のプラズマ耐性が高く、前記レンズ型は前記レンズ形成層よりもエッチング時のプラズマ耐性が高い
ことを特徴とする請求項１記載のレンズの製造方法。
【請求項４】
基体上にレンズ形成層を形成する工程と、
前記レンズ形成層上にレンズ型を形成するためのレンズ型形成パターンを形成する工程と、
前記レンズ型形成パターンの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、
前記ナノ構造体が表面に分布された状態で前記レンズ型形成パターンをリフロー処理して、表面に前記ナノ構造体が分布されたレンズ型を形成する工程と、
前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように、前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程と
を有することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項５】
前記エッチングするときに、
前記溶媒は、揮発される、もしくは前記エッチングで除去される
ことを特徴とする請求項４記載のレンズの製造方法。
【請求項６】
前記エッチングはプラズマエッチングであり、
前記ナノ構造体は前記レンズ型よりエッチング時のプラズマ耐性が高く、前記レンズ型は前記レンズ形成層よりもエッチング時のプラズマ耐性が高い
ことを特徴とする請求項４記載のレンズの製造方法。
【請求項７】
基体上にレンズ形成層を形成する工程と、
前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、
前記レンズ型の表面形状を転写するように前記レンズ形成層をエッチングして、前記基体上に前記レンズ形成層の一部を層状に残した状態で、前記レンズ形成層でレンズを形成する工程と
前記レンズの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、
前記ナノ構造体および前記レンズの表面形状を転写するように、前記ナノ構造体および前記レンズが形成されたレンズ形成層をエッチングして、前記レンズの表面に凹凸を形成する工程と
を有することを特徴とするレンズの製造方法。
【請求項８】
前記エッチングするときに、
前記溶媒は、揮発される、もしくは前記エッチングで除去される
ことを特徴とする請求項７記載のレンズの製造方法。
【請求項９】
前記各エッチングはプラズマエッチングであり、
前記ナノ構造体は前記レンズ形成層よりもエッチング時のプラズマ耐性が高い
ことを特徴とする請求項７記載のレンズの製造方法。
【請求項１０】
入射光を光電変換する受光部を有し、前記受光部の前記入射光側に入射光を前記受光部に集光するレンズを形成する固体撮像装置の製造方法において、
前記レンズの形成工程は、
前記受光部が形成された基体上にレンズ形成層を形成する工程と、
前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、
前記レンズ型の表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、
前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
入射光を光電変換する受光部を有し、前記受光部の前記入射光側に入射光を前記受光部に集光するレンズを形成する固体撮像装置の製造方法において、
前記レンズの形成工程は、
前記受光部が形成された基体上にレンズ形成層を形成する工程と、
前記レンズ形成層上にレンズ型を形成するためのレンズ型形成パターンを形成する工程と、
前記レンズ型形成パターンの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、
前記ナノ構造体が表面に分布された状態で前記レンズ型形成パターンをリフロー処理してレンズ型を形成する工程と、
前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように、前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
入射光を光電変換する受光部を有し、前記受光部の前記入射光側に入射光を前記受光部に集光するレンズを形成する固体撮像装置の製造方法において、
前記レンズの形成工程は、
前記受光部が形成された基体上にレンズ形成層を形成する工程と、
前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、
前記レンズ型の表面形状を転写するように前記レンズ形成層をエッチングして、前記基体上に前記レンズ形成層の一部を層状に残した状態で、前記レンズ形成層でレンズを形成する工程と、
前記レンズの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、
前記ナノ構造体および前記レンズの表面形状を転写するように、前記ナノ構造体および前記レンズが形成されたレンズ形成層をエッチングして、前記レンズの表面に凹凸を形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記基体の最上層にカラーフィルター層が形成され、
前記カラーフィルター層上に前記レンズ形成層を形成する
ことを特徴とする請求項１１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、レンズ表面にナノ構造の凹凸を有するレンズの製造方法および固体撮像装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化に伴い、固体撮像装置のレンズの小型化が要求されている。
しかしながら、単純なレンズの小型化、すなわち、集光面積の縮小は、固体撮像装置の感度を低下させることになるため、小型化および感度向上の双方を実現できるようなレンズ加工技術が強く求められている。
【０００３】
固体撮像装置においてマイクロレンズは画素ごとに形成された受光部の上方に凸型のドーム型に形成され、光を屈折させて受光部に集光する役割を担う。
現状のマイクロレンズ部の形成は図１に示されるようにリフローし凸型に変形されたレジストパターンをマスクにして、その後マイクロレンズをドライエッチング法を用いることによりマイクロレンズを凸形に形成する方法が一般的によく用いられる。
ただし、この形状では入射光が数％反射するため、これを低減するため、マイクロレンズの表面に凹凸をつけるような構造がある（例えば、特許文献１参照。）。
このマイクロレンズの表面の凹凸は、プラズマ処理またはウェットエッチング処理を施すことにより形成している。
【０００４】
しかしながら、プラズマ処理またはウェットエッチング処理を施す方法では所望の大きな凹凸を得ることが難しい。
また高イオンエネルギーのドライエッチング条件であれば凹凸を大きく形成することができるが、この場合、レンズ表面のプラズマダメージが顕著になり、表面の濁り等による劣化、表面の硬化などの副作用を発生させることになる。
【０００５】
そこで、レンズ表面を荒す加工を避けて、レンズの集光効率を向上させる方法が提案されている。
例えば、レンズと屈折率の異なるフッ素系アクリル樹脂層（反射防止膜）をレンズ上に積むことで集光効率を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
また、レンズギャップ間に光吸収樹脂（反射防止膜）を埋め込むことで、レンズ間に入射する光の散乱光や集光効率の良くないレンズの裾部に入射する斜め光を低減させ、この結果、集光効率を向上させる技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
しかしながら、これらの反射防止膜を利用した集光効率を向上ささえる技術では限界がある。
空気とレンズ間の屈折率の勾配をより滑らかにすることが反射光を抑制し、集光効率の更なる向上につながる。反射防止膜を用いる場合、より集光効率を向上させようとすれば、屈折率の異なる反射防止膜をレンズ上に多層に積む必要がある。
この方法ではデバイスの微細化に対して限界がある。
また、製造工程数も集光効率の向上に従って増えるといった製造面においても問題が生じる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１００７６４号公報
【特許文献２】特開２００７-５３１５３号公報
【特許文献３】特開２００２-３３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、反射防止効果を得るためにレンズ表面にプラズマ処理またはウェットエッチング処理を施して凹凸を形成する方法では、所望の大きな凹凸を得ることが難しいため、反射率を十分に低減することが困難な点であり、それを回避するために、レンズ表面に反射防止膜を形成する方法では、屈折率の異なる反射防止膜を多層に形成する必要があり、製造工程数が増加する点である。
【０００９】
本発明は、製造工程数が少ない方法により、レンズ表面に所望の大きさの凹凸を形成することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレンズの製造方法（第１製造方法）は、基体上にレンズ形成層を形成する工程と、前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、前記レンズ型の表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように、前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明のレンズの第１製造方法では、レンズ型の表面にナノ構造体を分布させ、そのナノ構造体およびレンズ型の表面形状を転写するように、ナノ構造体、レンズ型およびレンズ形成層をエッチングすることから、レンズ形成層にはレンズ型の形状が転写される。そのとき、レンズ型表面に分布するナノ構造体の大きさおよびその分布密度に応じて、レンズ表面に凹凸が形成される。
例えば、はじめに、ナノ構造体が存在するレンズ型表面において、ナノ構造体がエッチングマスクになってレンズ型表面に凹凸が形成される。それと同時に、レンズ型とともにレンズ形成層がエッチングされていく。このエッチング過程が進行することで、表面に凹凸を有するレンズが形成されることになる。
なお、エッチングの進行とともにナノ構造体もエッチングされる。例えば、エッチング進行中にナノ構造体がエッチングされて消滅したとしても、そのときにはナノ構造体の表面形状がレンズ形成層に転写されている。またレンズが形成されたときにナノ構造体が残っている場合には、残ったナノ構造体を選択的に除去すればよいので、レンズが形成されたときにナノ構造体が残っていても問題にはならない。
また、上記凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御することが可能になる。
【００１２】
本発明のレンズの製造方法（第２製造方法）は、基体上にレンズ形成層を形成する工程と、前記レンズ形成層上にレンズ型を形成するためのレンズ型形成パターンを形成する工程と、前記レンズ型形成パターンの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、前記ナノ構造体が表面に分布された状態で前記レンズ型形成パターンをリフロー処理して、表面に前記ナノ構造体が分布されたレンズ型を形成する工程と、前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように、前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のレンズの第２製造方法では、レンズ型形成パターンの表面にナノ構造体を分布させ、その状態でレンズ型形成パターンをリフロー処理することから、表面にナノ構造体が分布された状態でレンズ型が形成される。そして、レンズ型の表面に分布されたナノ構造体およびそのレンズ型の表面形状を転写するように、ナノ構造体、レンズ型およびレンズ形成層をエッチングすることから、レンズ形成層にはレンズ型の形状が転写される。そのとき、レンズ型表面に分布するナノ構造体の大きさおよびその分布密度に応じて、レンズ表面に凹凸が形成される。
例えば、はじめに、ナノ構造体が存在するレンズ型表面において、ナノ構造体がエッチングマスクになってレンズ型表面に凹凸が形成される。それと同時に、レンズ型とともにレンズ形成層がエッチングされていく。このエッチング過程が進行することで、表面に凹凸を有するレンズが形成されることになる。
なお、エッチングの進行とともにナノ構造体もエッチングされる。例えば、エッチング進行中にナノ構造体がエッチングされて消滅したとしても、そのときにはナノ構造体の表面形状がレンズ形成層に転写されている。またレンズが形成されたときにナノ構造体が残っている場合には、残ったナノ構造体を選択的に除去すればよいので、レンズが形成されたときにナノ構造体が残っていても問題にはならない。
また、上記凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御することが可能になる。
【００１４】
本発明のレンズの製造方法（第３製造方法）は、基体上にレンズ形成層を形成する工程と、前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、前記レンズ型の表面形状を転写するように前記レンズ形成層をエッチングして、前記基体上に前記レンズ形成層の一部を層状に残した状態で、前記レンズ形成層でレンズを形成する工程と、前記レンズの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、前記ナノ構造体および前記レンズの表面形状を転写するように、前記ナノ構造体および前記レンズが形成されたレンズ形成層をエッチングして、前記レンズの表面に凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のレンズの第３製造方法では、レンズの表面にナノ構造体を分布させ、そのナノ構造体の表面形状を転写するように、ナノ構造体、およびレンズをエッチングすることから、レンズ表面にはナノ構造体の形状が転写される。このとき、レンズ表面に分布するナノ構造体の大きさおよびその分布密度に応じて、レンズ表面に凹凸が形成される。
また、上記レンズ表面に凹凸を形成するエッチングでは、エッチング開始時に、基体表面にレンズ形成層の一部が層状に残した状態となっている。このため、基体表面のエッチングダメージが緩和される。なお、層状に残したレンズ形成層も、凹凸を形成するエッチングが進行するとエッチングされて、除去される。
なお、エッチングの進行とともにナノ構造体もエッチングされる。例えば、エッチング進行中にナノ構造体がエッチングされて消滅したとしても、そのときにはナノ構造体の表面形状がレンズ形成層に転写されている。またレンズが形成されたときにナノ構造体が残っている場合には、残ったナノ構造体を選択的に除去すればよいので、レンズが形成されたときにナノ構造体が残っていても問題にはならない。
また、上記凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御することが可能になる。
【００１６】
本発明の固体撮像装置の製造方法（第１製造方法）は、入射光を光電変換する受光部を有し、前記受光部の前記入射光側に入射光を前記受光部に集光するレンズを形成する固体撮像装置の製造方法において、前記レンズの形成工程は、前記受光部が形成された基体上にレンズ形成層を形成する工程と、前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、前記レンズ型の表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の固体撮像装置の製造方法（第２製造方法）は、入射光を光電変換する受光部を有し、前記受光部の前記入射光側に入射光を前記受光部に集光するレンズを形成する固体撮像装置の製造方法において、前記レンズの形成工程は、前記受光部が形成された基体上にレンズ形成層を形成する工程と、前記レンズ形成層上にレンズ型を形成するためのレンズ型形成パターンを形成する工程と、前記レンズ型形成パターンの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、前記ナノ構造体が表面に分布された状態で前記レンズ型形成パターンをリフロー処理してレンズ型を形成する工程と、前記ナノ構造体および前記レンズ型の表面形状を転写するように前記ナノ構造体、前記レンズ型および前記レンズ形成層をエッチングして、前記レンズ形成層で表面に凹凸を有するレンズを形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の固体撮像装置の製造方法（第３製造方法）は、入射光を光電変換する受光部を有し、前記受光部の前記入射光側に入射光を前記受光部に集光するレンズを形成する固体撮像装置の製造方法において、前記レンズの形成工程は、前記受光部が形成された基体上にレンズ形成層を形成する工程と、前記レンズ形成層上にレンズ型を形成する工程と、前記レンズ型の表面形状を転写するように前記レンズ形成層をエッチングして、前記基体上に前記レンズ形成層の一部を層状に残した状態で、前記レンズ形成層でレンズを形成する工程と、前記レンズの表面に、ナノ構造体を含む溶媒を塗布して該ナノ構造体を分布させる工程と、前記ナノ構造体および前記レンズの表面形状を転写するように、前記ナノ構造体および前記レンズが形成されたレンズ形成層をエッチングして、前記レンズの表面に凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の固体撮像装置の第１製造方法では本発明のレンズの第１製造方法を適用し、本発明の固体撮像装置の第２製造方法では本発明のレンズの第２製造方法を適用し、本発明の固体撮像装置の第３製造方法では本発明のレンズの第３製造方法を適用しているので、上記説明したように、簡便な方法で、レンズ表面に凹凸が形成される。
その凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御することが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のレンズの製造方法は、レンズ表面に所望の凹凸を制御性よく簡便な方法で形成することができるので、レンズの集光効率を高めることができる。また、簡便な方法でレンズ表面に凹凸を形成することができるので、製造コストが低減できる。したがって、高い集光効率の要求に対して製造工程数の増加を抑えることができ、世代の異なるデバイスに対しても適用することが可能となる。
【００２１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、レンズ表面に所望の凹凸を制御性よく簡便な方法で形成することができるので、レンズの集光効率を高めることができ、受光感度の向上を図ることができる。また、簡便な方法でレンズ表面に凹凸を形成することができるので、製造コストが低減できる。したがって、高い集光効率の要求に対して製造工程数の増加を抑えることができ、世代の異なる固体撮像装置に対しても適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のレンズの第１製造方法に係る一実施の形態（実施例）を、図１および図２の模式的に示した製造工程断面図によって説明する。
【００２３】
図１（１）に示すように、基体１１上にレンズを形成するためのレンズ形成層１２を形成する。このレンズ形成層１２は、例えばレンズ用有機膜で形成される。このレンズ用有機膜には、例えばポリスチレン、アクリル系透明樹脂、ノボラック系透明樹脂等を用いることができる。
次に、上記レンズ形成層１２上にレンズ型１３を形成する。このレンズ型１３は上記レンズ形成層１２よりもエッチング時のプラズマ耐性が高い材料で形成される。例えば、上記レンズ型１３は、例えばフォトレジストで形成される。このレンズ型の大きさ（径）は、例えば２μｍである。この大きさは、形成しようとするレンズの大きさと同等な大きさであり、例えば数百ｎｍ以上数十μｍ以下とする。もちろん、数百ｎｍより小さいものも、数十μｍより大きいものも作製することは可能である。このレンズ型１３の具体的な形成方法については、後に詳述する。
【００２４】
次に、図１（２）に示すように、上記レンズ型１３の表面に、ナノ構造体１４を含む溶媒１５を塗布して、このナノ構造体１４を分布させる。このとき、レンズ型１３が形成されていない領域のレンズ形成層１２上にもナノ構造体１４を含む溶媒１５が塗布されている。
【００２５】
上記ナノ構造体１４には、一例として、上記レンズ型１３よりも熱・プラズマ耐性の高い有機系材料を用いる。例えばポリイミド樹脂を用いる。このナノ構造体１４の粒径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の例えばボール形状のものを用いる。例えば、粒径が５０ｎｍのナノボールを用いた。
上記ナノ構造体１４の大きさ、形状は、上記大きさ、形状に限定されることはなく、これから形成されるレンズの形状に応じて選択され、レンズを透過する光の波長に対して最も反射を抑える凹凸がレンズ表面に形成できる大きさのものが選択される。
【００２６】
例えば、シミュレーションの結果、入射光波長が５３０ｎｍ〜５７０ｎｍで、レンズ径が２μｍのレンズでは、５５ｎｍ程度の大きさの凹凸が形成されたときに、受光部の感度が高くなることがわかった。このことは、５５ｎｍ程度の大きさの凹凸が形成されたときにレンズ表面での反射が少なくなることを意味している。このような凹凸が形成されるナノ構造体１４として、上記のように粒径が５０ｎｍのナノボールを用いた。
【００２７】
また、上記溶媒１５には上記ナノ構造体１４よりも熱・プラズマ耐性が低く、かつ粘度の低い有機系溶媒を用いる。この有機系溶媒の粘度としては、例えば１０ｍＰｏｓ程度以下のものを用いる。さらに、上記溶媒１５には、上記レンズ型１３の表面を浸食するものではないものが求められる。このような有機溶媒には、例えば、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＥＬ（乳酸エチル）等がある。または、上記有機溶媒より粘性、耐熱性が高い有機溶媒としては、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点２４８℃、粘度８．３７ｍＰｏｓ）、ポリエチレングリコールジメチルエーテル（沸点２６４℃、粘度４．２７ｍＰｏｓ）等がある。
または、有機系溶媒のかわりに純水を用いることもできる。
【００２８】
また、上記溶媒１５に粘度の低い溶媒、例えば２ｍＰｏｓ程度以下のものを用いることによって、１個程度のナノ構造体１４の粒径の膜厚で上記レンズ型１３の表面にナノ構造体１４を含む溶媒１５を塗布することが可能になる。これによって、ナノ構造体１４の個々の形状を、できるだけ一様に上記レンズ型１３の表面に転写することができるようになる。
【００２９】
上記ナノ構造体１４を含む溶媒１５の塗布には、ＰＳＬ塗布機（パーティクル散布装置）を用いる。このＰＳＬ塗布機を用いることで、例えば、５０ｎｍ粒径のナノ構造体１４を含む溶媒１５を上記レンズ型１３表面に高精度（μｍレベル以下）で散布することが可能である。ナノ構造体１４を含む溶媒１５をμｍレベルの精度で任意のウエハ位置に塗布できる装置であれば、この限りではない。また、スピンコートなどのウェットコーティングのできる装置でも良い。
このように、ナノ構造体１４を含む溶媒１５を、レンズ型１３の表面に塗布しているので、レンズ型１３の表面においてナノ構造体１４は均一に分布する。
【００３０】
次いで、上記ナノ構造体１４および上記レンズ型１３の表面形状を転写するように、上記ナノ構造体１４、上記レンズ型１３および上記レンズ形成層１２をエッチングする。
上記エッチングするときに、溶媒１５は、エッチング雰囲気が減圧されることで揮発される、もしくは上記エッチングで除去される。
【００３１】
上記エッチングでは、例えば、エッチングガスにフルオロカーボンガスに酸素を添加した混合ガス用いたドライエッチング、もしくは塩素ガスに酸素を添加した混合ガスを用いたドライエッチングを用いる。その一例として、前者のガス系の場合のエッチング条件の詳細を以下に示す。
フルオロカーボンガス：５０ｃｍ3／ｍｉｎ、
酸素ガス：２０ｃｍ3／ｍｉｎ、
ソース電力：８００Ｗ
バイアス電力：１００Ｗ
エッチング雰囲気の圧力：０．６７Ｐａ
下部電極温度（基板温度）：２０℃
上記条件は一例であり、エッチングガスの流量比率、エッチング雰囲気の圧力、基板温度、エッチング時間の調整で表面の凹凸形状を詳細に制御することができる。
【００３２】
上記エッチングにより、図１（３）に示すように、上記レンズ型１３〔前記図１（２）参照〕の表面形状が下地の上記レンズ形成層１２に転写され、レンズ１６が形成される。それと同時に、上記ナノ構造体１４〔前記図１（２）参照〕の表面形状がレンズ１６表面に所望の凹凸形状となって形成される。このようにして、上記レンズ形成層１２で表面に凹凸を有するレンズ１６が形成される。
上記レンズ１６表面の凹凸形状が、空気とレンズ１６間の屈折率の滑らかな勾配を実現し、集光効率を向上させる。このような形状のレンズ１６は、光学分野ではモスアイ構造といわれる。
また、上記レンズ１６表面の凹凸形状は、上記ナノ構造体１４の分布密度が低い場合には、上記レンズ１６表面においてナノ構造体１４が存在した部分に突起状物が形成されるようになる。
【００３３】
上記ドライエッチングの終了時点で、上記ナノ構造体１４の残渣がある場合は、洗浄工程を行うことで、その残渣を除去することができる。この洗浄工程は、例えば、ナノ構造体のみを溶解するような溶媒、例えばシンナー等の溶媒を用いるシンナー剥離等で行う。
上記レンズ１６の表面に上記ナノ構造体１４の残渣が認められない場合には、上記残渣除去工程を行う必要はない。
【００３４】
次に、上記レンズ型１３の製造方法の一例を、図２の模式的に示した製造工程断面図によって説明する。
【００３５】
図２（１）に示すように、基体１１上にレンズ形成層１２を成膜する。このレンズ形成層１２は、例えば、上記説明したように、レンズ用有機膜で形成される。このレンズ用有機膜には、例えばポリスチレン、、アクリル系透明樹脂、ノボラック系透明樹脂等を用いることができる。
さらにレンズ形成層１２上にレンズ型形成層２１を形成する。このレンズ型形成層２１は、例えばフォトレジストで形成される。
【００３６】
次に、図２（２）に示すように、リソグラフィー技術によって、レンズ型形成層２１をレンズ型形成パターン２２に形成する。
【００３７】
次に、図２（３）に示すように、リフロー技術によって、レンズ型形成パターン２２をリフロー処理（熱処理）して、例えば凸型レンズ形状のレンズ型１３を形成する。
【００３８】
上記レンズの第１製造方法では、レンズ型１３の表面にナノ構造体１４を分布させ、そのナノ構造体１４およびレンズ型１３の表面形状を転写するように、ナノ構造体１４、レンズ型１３およびレンズ形成層１２をエッチングすることから、レンズ形成層１２にはレンズ型１３の形状が転写される。そのとき、レンズ型１３表面に分布するナノ構造体１４の大きさおよびその分布密度に応じて、レンズ１６表面に凹凸が形成される。
例えば、はじめに、ナノ構造体１４が存在するレンズ型１３表面において、ナノ構造体１４がエッチングマスクになってレンズ型１３表面に凹凸が形成される。それと同時に、レンズ型１３とともにレンズ形成層１２がエッチングされていく。このエッチング過程が進行することで、表面に凹凸を有するレンズ１６が形成されることになる。
なお、このエッチングでは、基体１１はエッチングされない。例えば、基体１１表面は無機絶縁膜で形成されている。
【００３９】
なお、エッチングの進行とともにナノ構造体１４もエッチングされる。例えば、エッチング進行中にナノ構造体１４がエッチングされて消滅したとしても、そのときにはナノ構造体１４の表面形状がレンズ形成層１２に転写されている。またレンズ１６が形成されたときにナノ構造体１４が残っている場合には、残ったナノ構造体１４を選択的に除去すればよいので、レンズ１６が形成されたときにナノ構造体１４が残っていても問題にはならない。
【００４０】
また、上記レンズ１６表面に形成された凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体１４の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御性良く得ることが可能になる。
さらに、レンズ加工の際のドライエッチング条件を変えることでも凹凸形状を調整することができる。
【００４１】
よって、上記レンズの第１製造方法は、レンズ１６表面に所望の凹凸を制御性よく、ナノ構造体１４を用いた簡便な方法で形成することができるので、レンズ１６の集光効率を高めることができる。また、簡便な方法でレンズ１６表面に凹凸を形成することができるので、製造コストが低減できる。したがって、高い集光効率の要求に対して製造工程数の増加を抑えることができ、世代の異なるデバイスに対しても適用することが可能となる。
【００４２】
次に、本発明のレンズの第２製造方法に係る一実施の形態（実施例）を、図３の模式的に示した製造工程断面図によって説明する。
【００４３】
図３（１）に示すように、基体１１上にレンズ形成層１２を成膜する。このレンズ形成層１２は、例えば、レンズ用有機膜で形成される。このレンズ用有機膜には、例えばポリスチレン、アクリル系透明樹脂、ノボラック系透明樹脂等を用いることができる。
さらにレンズ形成層１２上にレンズ型形成層２１を形成する。このレンズ型形成層２１は、例えばフォトレジストで形成される。そしてリソグラフィー技術によって、レンズ型形成層をレンズ型形成パターン２２に形成する。このレンズ型形成パターン２２の形成方法は、前記図２（１）、（２）によって説明した工程と同様である。
【００４４】
図３（２）に示すように、上記レンズ型形成パターン２２の表面に、ナノ構造体１４を含む溶媒１５を塗布して該ナノ構造体１４を分布させる。このとき、レンズ型形成パターン２２が形成されていない領域のレンズ形成層１２上にもナノ構造体１４を含む溶媒１５が塗布されている。
【００４５】
上記ナノ構造体１４には、一例として、上記レンズ型パターン２２よりも熱・プラズマ耐性の高い有機系材料を用いる。例えばポリイミド樹脂を用いる。このナノ構造体１４の粒径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の例えばボール形状のものを用いる。例えば、粒径が５０ｎｍのナノボールを用いた。
上記ナノ構造体１４の大きさ、形状は、上記大きさ、形状に限定されることはなく、これから形成されるレンズの形状に応じて選択され、レンズを透過する光の波長に対して最も反射を抑える凹凸がレンズ表面に形成できる大きさのものが選択される。
【００４６】
例えば、シミュレーションの結果、入射光波長が５３０ｎｍ〜５７０ｎｍで、レンズ径が２μｍのレンズでは、５５ｎｍ程度の大きさの凹凸が形成されたときに、受光部の感度が高くなることがわかった。このことは、５５ｎｍ程度の大きさの凹凸が形成されたときにレンズ表面での反射が少なくなることを意味している。このような凹凸が形成されるナノ構造体１４として、上記のように粒径が５０ｎｍのナノボールを用いた。
【００４７】
また、上記溶媒１５には上記ナノ構造体１４よりも熱・プラズマ耐性が低く、かつ粘度の低い有機系溶媒を用いる。この有機系溶媒の粘度としては、例えば１０ｍＰｏｓ程度以下のものを用いる。さらに、上記溶媒１５には、上記レンズ型１３の表面を浸食するものではないものが求められる。このような有機溶媒には、例えば、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＥＬ（乳酸エチル）等がある。または、上記有機溶媒より粘性、耐熱性が高い有機溶媒としては、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点２４８℃、粘度８．３７ｍＰｏｓ）、ポリエチレングリコールジメチルエーテル（沸点２６４℃、粘度４．２７ｍＰｏｓ）等がある。
本実施例の場合、上記レンズ型パターン２２の側壁部にも均一にナノ構造体１４が分布できるように、粘性、耐熱性が高い有機溶媒を用いることが好ましく、例えば上記トリエチレングリコールモノメチルエーテル、上記ポリエチレングリコールジメチルエーテル等用いることが好ましい。
【００４８】
上記ナノ構造体１４を含む溶媒１５の塗布には、ＰＳＬ塗布機（パーティクル散布装置）を用いる。このＰＳＬ塗布機を用いることで、例えば、５０ｎｍ粒径のナノ構造体１４を含む溶媒１５を上記レンズ型１３表面に高精度（μｍレベル以下）で散布することが可能である。ナノ構造体１４を含む溶媒１５をμｍレベルの精度で任意のウエハ位置に塗布できる装置であれば、この限りではない。また、スピンコートなどのウェットコーティングのできる装置でも良い。
このように、ナノ構造体１４を含む溶媒１５を、レンズ型形成パターン２２の表面に塗布しているので、レンズ型形成パターン２２の表面においてナノ構造体１４は均一に分布する。
【００４９】
図３（３）に示すように、上記ナノ構造体１４が表面に分布された状態で上記レンズ型形成パターン２２をリフロー処理（熱処理）して、表面に上記ナノ構造体１４が分布されたレンズ型１３を形成する。このリフロー処理は、例えば１５０℃〜２００℃で行うので、上記溶媒１５に耐熱性の高いものを用いれば、レンズ型１３の表面に上記ナノ構造体１４とともに残される。
【００５０】
次いで、上記ナノ構造体１４および上記レンズ型１３の表面形状を転写するように、上記ナノ構造体１４、上記レンズ型１３および上記レンズ形成層１２をエッチングする。
上記エッチングするときに、溶媒１５は、エッチング雰囲気が減圧されることで揮発される、もしくは上記エッチングで除去される。
【００５１】
上記エッチングでは、例えば、エッチングガスにフルオロカーボンガスに酸素を添加した混合ガス用いたドライエッチング、もしくは塩素ガスに酸素を添加した混合ガスを用いたドライエッチングを用いる。その一例として、前者のガス系の場合のエッチング条件の詳細を以下に示す。
フルオロカーボンガス：５０ｃｍ3／ｍｉｎ、
酸素ガス：２０ｃｍ3／ｍｉｎ、
ソース電力：８００Ｗ
バイアス電力：１００Ｗ
エッチング雰囲気の圧力：０．６７Ｐａ
下部電極温度（基板温度）：２０℃
上記条件は一例であり、エッチングガスの流量比率、エッチング雰囲気の圧力、基板温度、エッチング時間の調整で表面の凹凸形状を詳細に制御することができる。
【００５２】
上記エッチングにより、図３（４）に示すように、上記レンズ型１３〔前記図３（３）参照〕の表面形状が下地の上記レンズ形成層１２に転写され、レンズ１６が形成される。それと同時に、上記ナノ構造体１４〔前記図３（３）参照〕の表面形状がレンズ１６表面に所望の凹凸形状となって形成される。このようにして、上記レンズ形成層１２で表面に凹凸を有するレンズ１６が形成される。
なお、このエッチングでは、基体１１はエッチングされない。例えば、基体１１表面は無機絶縁膜で形成されている。
上記レンズ１６表面の凹凸形状が、空気とレンズ１６間の屈折率の滑らかな勾配を実現し、集光効率を向上させる。このような形状のレンズ１６は、光学分野ではモスアイ構造といわれる。
また、上記レンズ１６表面の凹凸形状は、上記ナノ構造体１４の分布密度が低い場合には、上記レンズ１６表面においてナノ構造体１４が存在した部分に突起状物が形成されるようになる。
【００５３】
上記ドライエッチングの終了時点で、上記ナノ構造体１４の残渣がある場合は、洗浄工程を行うことで、その残渣を除去することができる。この洗浄工程は、例えば、ナノ構造体のみを溶解するような溶媒、例えばシンナー等の溶媒を用いるシンナー剥離等で行う。
上記レンズ１６の表面に上記ナノ構造体１４の残渣が認められない場合には、上記残渣除去工程を行う必要はない。
【００５４】
上記レンズの第２製造方法では、レンズ型１３の表面にナノ構造体１４を分布させ、そのナノ構造体１４およびレンズ型１３の表面形状を転写するように、ナノ構造体１４、レンズ型１３およびレンズ形成層１２をエッチングすることから、レンズ形成層１２にはレンズ型１３の形状が転写される。そのとき、レンズ型１３表面に分布するナノ構造体１４の大きさおよびその分布密度に応じて、レンズ１６表面に凹凸が形成される。
例えば、はじめに、ナノ構造体１４が存在するレンズ型１３表面において、ナノ構造体１４がエッチングマスクになってレンズ型１３表面に凹凸が形成される。それと同時に、レンズ型１３とともにレンズ形成層１２がエッチングされていく。このエッチング過程が進行することで、表面に凹凸を有するレンズ１６が形成されることになる。
【００５５】
なお、エッチングの進行とともにナノ構造体１４もエッチングされる。例えば、エッチング進行中にナノ構造体１４がエッチングされて消滅したとしても、そのときにはナノ構造体１４の表面形状がレンズ形成層１２に転写されている。またレンズ１６が形成されたときにナノ構造体１４が残っている場合には、残ったナノ構造体１４を選択的に除去すればよいので、レンズ１６が形成されたときにナノ構造体１４が残っていても問題にはならない。
【００５６】
また、上記レンズ１６表面に形成された凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体１４の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御性良く得ることが可能になる。
さらに、レンズ加工の際のドライエッチング条件を変えることでも凹凸形状を調整することができる。
【００５７】
よって。上記レンズの第２製造方法は、レンズ１６表面に所望の凹凸を制御性よく、ナノ構造体１４を用いた簡便な方法で形成することができるので、レンズ１６の集光効率を高めることができる。また、簡便な方法でレンズ１６表面に凹凸を形成することができるので、製造コストが低減できる。したがって、高い集光効率の要求に対して製造工程数の増加を抑えることができ、世代の異なるデバイスに対しても適用することが可能となる。
【００５８】
次に、本発明のレンズの第３製造方法に係る一実施の形態（実施例）を、図４の模式的に示した製造工程断面図によって説明する。
【００５９】
図４（１）に示すように、基体１１上にレンズ形成層１２を成膜する。このレンズ形成層１２は、例えば、レンズ用有機膜で形成される。このレンズ用有機膜には、例えばポリスチレン、アクリル系透明樹脂、ノボラック系透明樹脂等を用いることができる。
さらにレンズ形成層１２上にレンズ型形成層２１を形成する。このレンズ型形成層２１は、例えばフォトレジストで形成される。そしてリソグラフィー技術によって、レンズ型形成層をレンズ型形成パターン２２に形成する。このレンズ型形成パターン２２の形成方法は、前記図２（１）、（２）によって説明した工程と同様である。
【００６０】
次に、図４（２）に示すように、リフロー技術によって、レンズ型形成パターン２２をリフロー処理（熱処理）して、例えば凸型レンズ形状のレンズ型１３を形成する。
【００６１】
次に、図４（３）に示すように、上記レンズ型１３〔前記図４（２）参照〕の表面形状を転写するように上記レンズ形成層１２をエッチングして、上記基体１１上に上記レンズ形成層１２の一部を層状に残した状態で、上記レンズ形成層１２でレンズ１６を形成する。
【００６２】
次に、図４（４）に示すように、上記レンズ１６の表面に、ナノ構造体１４を含む溶媒１５を塗布して該ナノ構造体１４を分布させる。このとき、レンズ１６が形成されていない領域のレンズ形成層１２上にもナノ構造体１４を含む溶媒１５が塗布されている。
【００６３】
上記ナノ構造体１４には、一例として、上記レンズ１６（レンズ形成層１２）よりも熱・プラズマ耐性の高い有機系材料を用いる。例えばポリイミド樹脂を用いる。このナノ構造体１４の粒径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の例えばボール形状のものを用いる。例えば、粒径が５０ｎｍのナノボールを用いた。
上記ナノ構造体１４の大きさ、形状は、上記大きさ、形状に限定されることはなく、これから形成されるレンズの形状に応じて選択され、レンズを透過する光の波長に対して最も反射を抑える凹凸がレンズ表面に形成できる大きさのものが選択される。
【００６４】
例えば、シミュレーションの結果、入射光波長が５３０ｎｍ〜５７０ｎｍで、レンズ径が２μｍのレンズでは、５５ｎｍ程度の大きさの凹凸が形成されたときに、受光部の感度が高くなることがわかった。このことは、５５ｎｍ程度の大きさの凹凸が形成されたときにレンズ表面での反射が少なくなることを意味している。このような凹凸が形成されるナノ構造体１４として、上記のように粒径が５０ｎｍのナノボールを用いた。
【００６５】
また、上記溶媒１５には上記ナノ構造体１４よりも熱・プラズマ耐性が低く、かつ粘度の低い有機系溶媒を用いる。この有機系溶媒の粘度としては、例えば１０ｍＰｏｓ程度以下のものを用いる。さらに、上記溶媒１５には、上記レンズ形成層１２の表面を浸食するものではないものが求められる。このような有機溶媒には、例えば、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＥＬ（乳酸エチル）等がある。または、上記有機溶媒より粘性、耐熱性が高い有機溶媒としては、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点２４８℃、粘度８．３７ｍＰｏｓ）、ポリエチレングリコールジメチルエーテル（沸点２６４℃、粘度４．２７ｍＰｏｓ）等がある。
【００６６】
上記ナノ構造体１４を含む溶媒１５の塗布には、ＰＳＬ塗布機（パーティクル散布装置）を用いる。このＰＳＬ塗布機を用いることで、例えば、５０ｎｍ粒径のナノ構造体１４を含む溶媒１５を上記レンズ１６表面に高精度（μｍレベル以下）で散布することが可能である。ナノ構造体１４を含む溶媒１５をμｍレベルの精度で任意のウエハ位置に塗布できる装置であれば、この限りではない。また、スピンコートなどのウェットコーティングのできる装置でも良い。
このように、ナノ構造体１４を含む溶媒１５を、レンズ１６の表面に塗布しているので、レンズ１６の表面においてナノ構造体１４は均一に分布する。
【００６７】
次いで、上記ナノ構造体１４および上記レンズ１６の表面形状を転写するように、上記ナノ構造体１４および上記レンズ形成層１２をエッチングする。
上記エッチングするときに、溶媒１５は、エッチング雰囲気が減圧されることで揮発される、もしくは上記エッチングで除去される。
【００６８】
上記エッチングでは、例えば、エッチングガスにフルオロカーボンガスに酸素を添加した混合ガス用いたドライエッチング、もしくは塩素ガスに酸素を添加した混合ガスを用いたドライエッチングを用いる。その一例として、前者のガス系の場合のエッチング条件の詳細を以下に示す。
フルオロカーボンガス：５０ｃｍ3／ｍｉｎ、
酸素ガス：２０ｃｍ3／ｍｉｎ、
ソース電力：８００Ｗ
バイアス電力：１００Ｗ
エッチング雰囲気の圧力：０．６７Ｐａ
下部電極温度（基板温度）：２０℃
上記条件は一例であり、エッチングガスの流量比率、エッチング雰囲気の圧力、基板温度、エッチング時間の調整で表面の凹凸形状を詳細に制御することができる。
【００６９】
上記エッチングにより、図４（５）に示すように、上記ナノ構造体１４〔前記図４（４）参照〕の表面形状がレンズ１６表面に所望の凹凸形状となって転写される。
このようにして、上記レンズ形成層１２で表面に凹凸を有するレンズ１６が形成される。このエッチングでは、基体１１はエッチングされない。
上記レンズ１６表面の凹凸形状が、空気とレンズ１６間の屈折率の滑らかな勾配を実現し、集光効率を向上させる。このような形状のレンズ１６は、光学分野ではモスアイ構造といわれる。
また、上記レンズ１６表面の凹凸形状は、上記ナノ構造体１４の分布密度が低い場合には、上記レンズ１６表面においてナノ構造体１４が存在した部分に突起状物が形成されるようになる。
【００７０】
上記ドライエッチングの終了時点で、上記ナノ構造体１４の残渣がある場合は、洗浄工程を行うことで、その残渣を除去することができる。この洗浄工程は、例えば、ナノ構造体のみを溶解するような溶媒、例えばシンナー等の溶媒を用いるシンナー剥離等で行う。
上記レンズ１６の表面に上記ナノ構造体１４の残渣が認められない場合には、上記残渣除去工程を行う必要はない。
【００７１】
上記レンズの第３製造方法では、レンズ１６の表面にナノ構造体１４を分布させ、そのナノ構造体１４の表面形状を転写するように、レンズ１６表面をエッチングすることから、ナノ構造体１４の大きさおよびその分布密度に応じて、レンズ１６表面に凹凸が形成される。
例えば、はじめに、ナノ構造体１４が存在するレンズ１６表面において、ナノ構造体１４がエッチングマスクになってレンズ１６表面に凹凸が形成される。それと同時に、層状に残したレンズ形成層１２がエッチングされていく。このエッチング過程が進行することで、表面に凹凸を有するレンズ１６が形成されることになる。
【００７２】
このように、レンズ形成層１２を層状に残しておいて、レンズ１６表面に凹凸が形成するときに、層状に残したレンズ形成層１２をエッチングすることから、下地の基体１１へのエッチングダメージを抑制することができる。例えば、基体１１表面にカラーフィルター層が形成されているような固体撮像装置のマイクロレンズを形成するような場合には、カラーフィルター層へのエッチングダメージが抑制されるので、有効である。
【００７３】
なお、エッチングの進行とともにナノ構造体１４もエッチングされる。例えば、エッチング進行中にナノ構造体１４がエッチングされて消滅したとしても、そのときにはナノ構造体１４の表面形状がレンズ形成層１２に転写されている。またレンズ１６が形成されたときにナノ構造体１４が残っている場合には、残ったナノ構造体１４を選択的に除去すればよいので、レンズ１６が形成されたときにナノ構造体１４が残っていても問題にはならない。
【００７４】
また、上記レンズ１６表面に形成された凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体１４の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御性良く得ることが可能になる。
さらに、レンズ加工の際のドライエッチング条件を変えることでも凹凸形状を調整することができる。
【００７５】
よって。上記レンズの第２製造方法は、レンズ１６表面に所望の凹凸を制御性よく、ナノ構造体１４を用いた簡便な方法で形成することができるので、レンズ１６の集光効率を高めることができる。また、簡便な方法でレンズ１６表面に凹凸を形成することができるので、製造コストが低減できる。したがって、高い集光効率の要求に対して製造工程数の増加を抑えることができ、世代の異なるデバイスに対しても適用することが可能となる。
【００７６】
以上、本発明を３つの実施例に基づいて説明したが、これらの実施例は本発明の好ましい態様を示すものであり、本発明の技術的範囲が前記各実施例に限定されるものではない。
【００７７】
次に、本発明の固体撮像装置の製造方法を以下に説明する。本発明の固体撮像装置の製造方法は、固体撮像装置の受光部に入射光を集光させる集光レンズの製造方法に、上記本発明の各レンズの製造方法を適用することを特徴としている。
【００７８】
その一例を、図５および図６の概略構成断面図によって説明する。
【００７９】
図５に示した固体撮像装置はＣＣＤ型固体撮像装置の一例であり、また図６に示した固体撮像装置はＣＭＯＳ型固体撮像装置の一例である。
すなわち、本発明の固体撮像装置の製造方法は、固体撮像装置の受光部に入射光を集光させるレンズの製造方法であれば、いかなる固体撮像装置に対しても適用することができる。
【００８０】
図５に示すように、固体撮像装置５は以下のように構成されている。
【００８１】
半導体基板５１（例えばＮ型シリコン基板）にｐ型ウエル領域６１が形成され、そのｐ型ウエル領域６１に、受光部５２が形成されている。この受光部５２の一方側には、読み出しゲート部５３、垂直電荷転送部５５、チャネルストップ領域５４が形成され、さらに隣接する受光部５２が形成されている。他方側にもチャネルストップ領域５４が形成されている。
【００８２】
上記受光部５２は、ｎ型不純物領域７１と、その上部に形成されたｐ型正孔蓄積領域７３とから構成されている。
【００８３】
また、上記垂直電荷転送部５５は、上記ｐ型ウエル領域６１よりも高濃度のｐ型ウエル領域８１とその上部に形成されたｎ型チャネル領域８２で構成されている。また、ｎ型チャネル領域８２上にはゲート絶縁膜８３を介して転送電極８４が形成されている。この電極８４は、垂直転送電極とともに読み出しゲート電極も兼ねる。
【００８４】
また、上記電極８４を被覆するように、層間絶縁膜９１が形成され、さらに遮光膜９２が形成されている。上記遮光膜９２は、例えばタングステン、アルミニウム等の金属膜で形成されている。この遮光膜９２には受光部５２上に開口部９３が形成されている。さらにパッシベーション膜９４、平坦化膜９５で被覆され、上記平坦化膜９５上にカラーフィルター層９６が形成されている。そして、入射光が効率よく受光部５２に集光されるように、上記カラーフィルター層９６上に集光レンズ９７が設けられている。
【００８５】
上記集光レンズ９７を形成するときに、本発明の各レンズの製造方法を適用することができる。
【００８６】
次に、図６によって、本発明の固体撮像装置の適用する一例として全面開口型ＣＭＯＳイメージセンサを示した。
【００８７】
図６に示すように、半導体基板１１１で形成される活性層１１２には、入射光を電気信号に変換する光電変換部（例えばフォトダイオード）１２２、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタ等のトランジスタ群１２３（図面ではその一部を図示）等を有する複数の画素部１２１が形成されている。上記半導体基板１１１には、例えばシリコン基板を用いる。さらに、各光電変換部１２２から読み出した信号電荷を処理する信号処理部（図示せず）が形成されている。
【００８８】
上記画素部１２１の周囲の一部、例えば行方向もしくは列方向の画素部１２１間には、素子分離領域１２４が形成されている。
【００８９】
また、上記光電変換部１２２が形成された半導体基板１１１の表面側（図面では半導体基板１１１の下側）には配線層１３１が形成されている。この配線層１３１は、配線１３２とこの配線１３２を被覆する絶縁膜１３３からなる。上記配線層１３１には、支持基板１３５が形成されている。この支持基板１３５は、例えばシリコン基板からなる。
【００９０】
さらに、上記固体撮像装置６には、半導体基板１１１裏面側に光透過性を有する平坦化膜１４１が形成されている。さらにこの平坦化膜１４１（図面で上面側）には、有機カラーフィルター層１４２が形成されている。また、上記有機カラーフィルター層１４２上には、各光電変換部１２２に入射光を集光させる集光レンズ１５１が形成されている。
【００９１】
上記集光レンズ１５１を形成するときに、本発明の各レンズの製造方法を適用することができる。
【００９２】
なお、図６では、いわゆる、裏面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置を示したが、本発明の固体撮像装置の製造方法では、配線層側から入射光を光電変換部に取り込む、いわゆる、表面照射型のＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法にも適用することができる。
【００９３】
すなわち、本発明の固体撮像装置の第１製造方法は本発明のレンズの第１製造方法を適用した製造方法であり、本発明の固体撮像装置の第２製造方法は本発明のレンズの第２製造方法を適用した製造方法であり、本発明の固体撮像装置の第３製造方法は本発明のレンズの第３製造方法を適用した製造方法である。
【００９４】
よって、上記説明したように、簡便な方法で、表面に凹凸が形成された集光レンズ９７、集光レンズ１５１を形成することができる。
その凹凸の大きさ、分布密度は、ナノ構造体の大きさ、材質、分布密度を適宜変更することで、意図的に制御することが可能になる。
このように、レンズ表面に所望の凹凸を制御性よく形成することができるので、レンズの集光効率を高めることができ、固体撮像装置の受光感度の向上を図ることができる。また、簡便な方法でレンズ表面に凹凸を形成することができるので、製造コストが低減できる。
したがって、高い集光効率の要求に対して製造工程数の増加を抑えることができ、世代の異なる固体撮像装置に対しても適用することが可能となる。
【００９５】
また、本発明のレンズの製造方法は、固体撮像装置のレンズの製造方法に限らず、光学センサのような入射光を受光部に集光するデバイスに設けられた集光レンズの製造方法にも、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明のレンズの第１製造方法に係る一実施の形態（実施例）を模式的に示した製造工程断面図である。
【図２】本発明のレンズの第１製造方法に係る一実施の形態（実施例）を模式的に示した製造工程断面図である。
【図３】本発明のレンズの第２製造方法に係る一実施の形態（実施例）を模式的に示した製造工程断面図である。
【図４】本発明のレンズの第３製造方法に係る一実施の形態（実施例）を模式的に示した製造工程断面図である。
【図５】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第１実施例）を模式的に示した製造工程断面図である。
【図６】本発明の固体撮像装置の製造方法に係る一実施の形態（第２実施例）を模式的に示した製造工程断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１１…基体、１２…レンズ形成層、１３…レンズ型、１４…ナノ構造体、１５…溶媒、１６…レンズ
【図１】
2009116056.tif 000003
【図２】
2009116056.tif 000004
【図３】
2009116056.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009116056.tif 000007
【図６】
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