微透镜的制造方法技术

本发明专利技术提供一种微透镜的制造方法，其是在形成于基板上的透镜材料层上，在不经由熔融工序的情况下，形成具有图案形状的掩模层，与所述透镜材料层一起进行干式蚀刻，将所述掩模层的图案形状转印到所述透镜材料层上而形成微透镜。由于通过不经由利用作为掩模材料的光致抗蚀剂的热流的熔融工序，变得不需要用于利用熔融工序的透镜形状化的图案间间隙，所以能够缩小掩模图案间间隙，排除线宽不均。此外，由于不产生伴随熔融工序的图案间熔接，所以能够扩大掩模图案形成的工艺窗口。进而，间距方向和对角方向的蚀刻特性(沉积物的生成与蚀刻进行的平衡)得到改善，使无间隙化提高，能够缩短蚀刻时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用了干式蚀刻的微透镜的制造方法。
技术介绍
例如在固体摄像元件中，设置有在半导体基板等支撑体上以2维排列了红色像素、绿色像素、蓝色像素等多种颜色的有机像素的滤色器。在其上部经常形成有由透明性树脂构成的微透镜阵列。近年来，随着像素尺寸缩小，为了尽量消除光学上的损耗，正在进行增大微透镜的聚光面积的努力。该努力之一是使用干式蚀刻装置，按照消除邻接的微透镜间的间隙(以下，简称为间隙)的方式进行回蚀刻的微透镜形成。将以往的利用回蚀刻的微透镜制造的例子示于图8的(a)～(c)中。首先，如图8的(a)所示的那样在滤色器层61上介由由透明树脂材料构成的透镜材料层62层叠由光致抗蚀剂构成的层，进行曝光、显影而图案化，从而制成掩模材料63。在图8的(a)中，图案间距(像素尺寸)用d表示，图案间间隙用g表示。在利用熔融处理的利用热流的曲面透镜形成时，期望图8的(b)的图案间间隙g在邻接图案彼此不熔接的范围内尽可能缩小。在图8的(b)的利用熔融处理的利用热流的曲面透镜形成时，期望透镜形状不残留光致抗蚀剂的角，期望透镜间不熔接。然后，如图8的(c)所示的那样，使用干式蚀刻装置通过干式蚀刻将由光致抗蚀剂构成的透镜形状的掩模材料63(以下，也称为透镜母模)的形状转印到透镜材料层62上。此时，通过在使堆积物(以下，也简称为沉积物)沉积的同时对微透镜的侧壁部进行蚀刻，可以缩小微透镜彼此的间隙，形成表面积大的微透镜。按照此时的微透镜的间隙消失的方式进行是为了消除光学上的损耗所期望的。作为这些利用回蚀刻的微透镜形成方法，报道了专利文献1～3中记载的技术。这些文献涉及对透镜材料层和形成于其上的以透镜状形成的光致抗蚀剂进行蚀刻，从而将光致抗蚀剂的透镜形状转印到透镜材料层上的技术，记载了通过蚀刻气体、蚀刻功率的最优化能够使最终得到的微透镜中的各透镜间的窄间隙化(以下，也简称为无间隙化)提高的主旨。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-73605号公报专利文献2：日本特开2006-190903号公报专利文献3：日本特开2008-281414号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题通常在利用回蚀刻的透镜形成中，图案间的无间隙化在蚀刻条件相同的情况下依赖于光致抗蚀剂的侧壁的曲率(高度)。图9的(a)及(b)表示掩模材料63的上表面图，图9的(c)及(d)分别为(a)中的间距方向(HV)上的截面示意图、及对角方向(D)上的截面示意图。在形成掩模材料的透镜形状后，在图9的(a)中所示那样的掩模图案间的间距方向(HV)和对角方向(D)上，如图9的(c)及(d)所示的那样，间距方向(HV)的掩模材料的曲率陡峭，对角方向(D)的曲率变得缓和。换而言之间距方向的抗蚀剂膜厚变厚，对角方向变薄。通常回蚀刻时的侧壁部的蚀刻中生成的堆积物量与抗蚀剂膜厚存在相关，据说存在抗蚀剂膜厚越厚则间隙容易变窄的倾向。因此，D方向的窄间隙化与HV方向相比变得困难。此外，如图9的(b)中所示的那样，关于成为掩模图案的光致抗蚀剂形成时的间隙长，也存在相对于图案的间距方向(D-HV)而对角方向(D-D)变宽的倾向，从窄间隙化的观点考虑是不利的。进而因熔融工序中的光致抗蚀剂的透镜化时的热流，存在光致抗蚀剂的尾部滑动的倾向，间隙特性、面内及处理基板间的间隙均匀性要求严格的控制，存在工艺窗口变窄的问题。这里，所谓工艺窗口是指工艺条件从最佳的状态发生变动时的允许范围。光致抗蚀剂的透镜母模间间隙由于光刻法的分辨限度、热流量的控制性而难以稳定地以0.3μm以下形成。为了相对于这些掩模材料能够无间隙化，要求在大的CD增益值的蚀刻条件下形成转印透镜。这里，所谓的CD增益值是指蚀刻后的转印透镜直径相对于透镜母模的直径的变化量，利用高的CD增益能够达成窄间隙化或无间隙化。例如，在CD增益值为260nm时，通过使转印透镜直径与透镜母模的直径相比增加260nm，从而在透镜母模的透镜间间隙为300nm时，能够将转印透镜间间隙减小至40nm。为了得到满足这些条件的蚀刻条件，要求严格控制气体种类的选定、混合比、功率、及其他蚀刻参数。因此，本专利技术的目的是鉴于这样的问题而进行的，在于提供一种微透镜的制造方法，其通过作为掩模材料的光致抗蚀剂不经由熔融工序，从而不需要确保由利用熔融工序的透镜形状化产生的图案间间隙，所以能够缩小掩模图案间的间隙，此外能够排除其线宽不均，此外，由于不会产生由熔融工序引起的图案间熔接，所以能够扩大掩模图案形成的工艺窗口，其结果是，能够适宜地制造无间隙的微透镜。还在于提供一种微透镜的制造方法，其由于掩模材料的光致抗蚀剂不会受到利用熔融工序的透镜形状化，所以间距方向和对角方向的蚀刻特性(沉积物的生成与蚀刻进行的平衡)得到改善，能够提高微透镜的无间隙化，能够缩短蚀刻时间。本专利技术人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，通过在不利用熔融工序将光致抗蚀剂进行透镜形状化的情况下形成，能够促进图案间间隙的控制性的提高、由于对光致抗蚀剂不要求热流特性等而均匀性的改善、利用使光致抗蚀剂的间距方向及对角方向的高度均匀化的特别是对角方向的窄间隙化。此外发现，由于对光致抗蚀剂不要求热流特性，所以光致抗蚀剂的分辨率由于不进行熔融工序所以不需要考虑熔融特性，其结果是能够运用光致抗蚀剂的极限性能附近的性能，能够实现图案尺寸为1.0μm以下等超微细的透镜加工。本专利技术是基于上述见解而完成的。即，本专利技术为：〔1〕一种微透镜的制造方法，其在不经由熔融工序的情况下，将在形成于基板上的透镜材料层上形成的掩模层与所述透镜材料层一起进行干式蚀刻，将所述掩模层的图案转印到所述透镜材料层而形成微透镜。〔2〕根据〔1〕所述的微透镜的制造方法，其中，所形成的微透镜的像素尺寸(图案间距)为2.0μm以下。〔3〕根据〔1〕所述的微透镜的制造方法，其中，在有机光电转换膜上形成透镜材料层。〔4〕根据〔1〕～〔3〕中任一项所述的微透镜的制造方法，其中，所形成的微透镜的间距方向的图案间间隙为0.4μm以下。〔5〕根据〔1〕～〔4〕中任一项所述的微透镜的制造方法，其中，所形成的微透镜的对角方向的图案间间隙为0.4μm以下。〔6〕根据〔1〕～〔5〕中任一项所述的微透镜的制造方法，其中，在维持所述掩模层的图案形状的状态下将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜的制造方法，其是在形成于基板上的透镜材料层上，在不经由熔融工序的情况下，形成具有图案形状的掩模层，与所述透镜材料层一起进行干式蚀刻，将所述掩模层的图案形状转印到所述透镜材料层而形成微透镜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.04 JP 2012-1506901.一种微透镜的制造方法，其是在形成于基板上的透镜材料层上，在
不经由熔融工序的情况下，形成具有图案形状的掩模层，与所述透镜材料
层一起进行干式蚀刻，将所述掩模层的图案形状转印到所述透镜材料层而
形成微透镜。
2.根据权利要求1所述的微透镜的制造方法，其中，所形成的微透镜
的像素尺寸为2.0μm以下。
3.根据权利要求1所述的微透镜的制造方法，其中，在有机光电转换
膜上形成透镜材料层。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的微透镜的制造方法，其中，所形
成的微透镜的间距方向的图案间间隙为0.4μm以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的微透镜的制造方法，其中，所形
成的微透镜的对角方向的图案间间隙为0.4μm以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的微透镜的制造方法，其中，在维
持所述掩模层的图案形状的状态下将所述图案形状转印到所述透镜材料
层。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的微透镜的制造方法，其中，通过
2种以上的蚀刻工序来进行所述干式蚀刻。
8.根据权利要求7所述的微透镜的制造方法，其中，所述2种以上的蚀
刻工序包括利用含有氧气的混合气体的第1蚀刻工序、及利用含有1种以上
的卤化物气体的气体的第2蚀刻工序。

【专利技术属性】
技术研发人员：吉林光司，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP