微透镜及微透镜的制造方法技术

本发明专利技术提供一种微透镜及微透镜的制造方法。所述制造方法包括以下步骤：在基板(10)上方形成第一图案(22a)；在形成有所述第一图案(22a)的所述基板(10)上方，形成第二图案(26a)，以覆盖所述第一图案(22a)，在平面图中所述第二图案(26a)的重心位于与所述第一图案(22a)的重心的位置不同的位置；以及回流所述第二图案(26a)，以使所述第二图案(26a)成型并形成微透镜(20)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
诸如(XD图像传感器及CMOS图像传感器等的固态摄像设备在光电转换元件上方配 设有片上微透镜，以提高光电转换元件的集光效率。 在已提出的这类微透镜的各种制造方法之中，回流法(reflow method)、回蚀法以 及使用灰色调掩模的方法是基于光刻技术的典型制造方法。回流法是如下的方法，即通过 热处理，对光刻形成的图案进行热流化，以使该图案成型为球面形状，并且形成微透镜。 回蚀法是如下的方法，即使用通过回流法形成的、透镜形状的图案作为掩模，来蚀 刻基底，由此转印透镜形状，进而在基底的表面上形成微透镜。使用灰色调掩模的方法是如 下的方法，也即，通过使感光性树脂的光反应的程度在区域(region)之间变化，使用布置有 小于光刻分辨率限度的点的图案的灰色调掩模来形成球面微透镜。 迄今，在固态摄像设备中，广泛使用了通过这些方法制造的球面微透镜。然而，随 着固态摄像设备的高像素化及摄像区域的大面积化，越来越难以通过球面微透镜，在摄像 区域中的全部像素中获得均匀的感光度。这是由于，在摄像区域中的不同位置，微透镜的焦 点位置不同，因为入射于摄像区域的中心部的像素的光，是从垂直方向入射的，而入射于更 接近外周的像素的光，是从相对于垂直方向倾斜的方向入射的。 从这一观点出发，而提出了如下的固态摄像设备，在该固态摄像设备中，根据摄像 区域中的位置而布置了具有不同形状的微透镜。例如，日本特开第2006-215547号公报公开 了如下的方法，即在第一透镜图案的一部分上形成第二透镜图案，并且使这些透镜图案同 时回流，以形成微透镜。通过该方法形成的微透镜具有如下的形状，即沿从摄像区域的中心 向摄像区域的外侧的方向的横截面中的曲率是非对称的。通过随着与摄像区域的中心的距 离的增加而增大微透镜的上述横截面中的曲率的非对称性的程度，能够校正从相对于垂直 方向倾斜的方向入射的光的焦点位置，并且在摄像区域的平面中获得均匀的感光度。 然而，利用在日本特开第2006-215547号公报中记载的方法，为了获得期望形状的 微透镜，需要对两个透镜图案的熔点、加热条件、液化时的粘度等，进行细致的调整。此外， 很难将第二透镜图案层压到未热固化的第一透镜图案上，这使得进行透镜形状的控制非常 困难。 另一方面，通过使用如在日本特开第2004-145319号公报及日本特开第2013-055161号公报中所记载的灰色调掩模的光刻法，也能够形成具有如在日本特开2006-215547号公报中所记载的形状的微透镜。然而，迄今为止，在实际中不可能利用灰色调掩 模，设计出适合于所有像素的各个微透镜的点图案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，所述的微透镜及微透镜的 制造方法能够容易地实现与入射光的入射方向相对应的适合的透镜形状。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种微透镜的制造方法，该制造方法包括以下步 骤:在基板上方形成第一图案;在形成有所述第一图案的所述基板上方，以覆盖所述第一图 案的方式形成第二图案，在平面图中所述第二图案的重心位于与所述第一图案的重心的位 置不同的位置；以及回流所述第二图案，以使所述第二图案成型并形成微透镜。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种微透镜，其被配设在基板上方，所述微透镜包 括:第一部分，其被配设在所述基板上方；以及第二部分，其以覆盖所述第一部分的方式被 配设在所述基板上方，在平面图中所述第二部分的重心位于与所述第一部分的重心的位置 不同的位置，所述第二部分具有关于与所述基板的法线方向平行的轴的旋转非对称形状。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种固态摄像设备，该固态摄像设备包括:基板， 其包括摄像区域，在该摄像区域中，包括光电转换元件的多个像素以二维阵列排布；以及微 透镜阵列，其用于在所述多个像素的所述光电转换元件中的各个上收集光，所述微透镜阵 列由以二维阵列排布的多个微透镜形成，所述多个微透镜中的各个具有被配设在所述基板 上方的第一部分，以及第二部分，该第二部分以覆盖所述第一部分的方式被配设在所述基 板上方，其中，在平面图中所述第二部分的重心位于与所述第一部分的重心的位置不同的 位置，并且所述第二部分具有关于与所述基板的法线方向平行的轴的旋转非对称形状，并 且，所述多个微透镜包括以下的至少两个微透镜，在平面图中所述至少两个微透镜，在所述 第一部分的重心的位置与所述第二部分的重心的位置之间的距离方面，彼此不同。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种微透镜阵列的制造方法，该制造方法包括以 下步骤:在基板上方形成多个第一图案;在形成有所述多个第一图案的所述基板上方，形成 多个第二图案，使得所述多个第二图案中的各个覆盖所述多个第一图案中的各个；以及回 流所述第二图案，以使所述第二图案成型并形成微透镜，其中，所述多个第一图案具有彼此 不同的形状。 通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术进一步的特征将变得清楚。【附图说明】 图1A是例示根据本专利技术的第一实施例的微透镜的结构的平面图。 图1B及图1C是例示根据本专利技术的第一实施例的微透镜的结构的横截面图。 图2A及图2B是例示球面微透镜的集光能力的图。图3A及图3B是例示非球面微透镜的集光能力的图。 图4A及图4B是例示非球面微透镜的集光能力的图。 图5A、图5B、图5C、图5D、图5E及图5F是例示根据本专利技术的第一实施例的微透镜的 制造方法的图。[00211图6A、图6B、图6C及图6D是例示在本专利技术的实施例中使用的光掩模的一个像素的 掩模图案的平面图。图7A、图7B及图7C是例示流体上的作用力以及由此产生的形状改变的图。图8A、图8B、图8C及图8D是例示在根据本专利技术的第一实施例的微透镜的制造方法 中的图案的形状改变的图。图9A及图9B是例示根据本专利技术的第一实施例的微透镜的集光能力的图。 图 10A、图 10B、图 10C、图 10D、图 10E、图 10F、图 10G、图 10H、图 101、图 10J、图 10K、图 10L、图10M、图ION、图100和图10P、图11A、图11B、图11C和图11D以及图12A、图12B、图12C和 图12D是例示根据本专利技术的第一实施例的变型例的微透镜的制造方法的图。 图13A是例示根据本专利技术的第二实施例的微透镜的结构的横截面图。 图13B及图13C是例示根据本专利技术的第二实施例的微透镜的结构的平面图。图14A、图14B及图14C是例示根据本专利技术的第二实施例的微透镜的制造方法的图。 图15A、图15B及图15C是例示根据本专利技术的第三至第五实施例的微透镜的制造方 法的横截面图。 图16是例示根据本专利技术的第六实施例的固态摄像设备的结构的示意性横截面图。 图17A、图17B及图17C是例示根据本专利技术的第七实施例的微透镜的制造方法的横 截面图。 图18是例示根据本专利技术的第八实施例的固态摄像设备的结构的示意性横截面图。 图19是例示根据本专利技术的第九实施例的固态摄像设备的结构的示意性横截面图。 图20A是例示根据本专利技术的第十实施例的微透镜的结构的平面图。图20B是例示根据本专利技术的第十实施例的微透镜的结构的横截面图。图21A、图21B及图21C是例示根据本专利技术的第十实施例的微透镜的制造方法的横 截面图。 图22A是例示根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜的制造方法，该制造方法包括以下步骤：在基板上方形成第一图案；在形成有所述第一图案的所述基板上方，以覆盖所述第一图案的方式形成第二图案，在平面图中所述第二图案的重心位于与所述第一图案的重心的位置不同的位置；以及回流所述第二图案，以使所述第二图案成型并形成微透镜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：上平晃圣，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP