微透镜形成方法和固态图像传感器制造方法技术

本公开内容涉及微透镜形成方法和固态图像传感器制造方法。一种微透镜形成方法包括：对第一构件和布置在第一构件上的第二构件进行蚀刻，第二构件包括凹凸形状；并且从第一构件形成微透镜，其中，在第一构件的蚀刻速率高于第二构件的蚀刻速率的条件下执行第一构件和第二构件的蚀刻，第一构件在凹部下面的部分在第二构件的蚀刻期间暴露，并且第一构件的曝光部分在第一构件的蚀刻时移除。

【技术实现步骤摘要】
微透镜形成方法和固态图像传感器制造方法
本专利技术涉及微透镜形成方法和固态图像传感器制造方法。
技术介绍
日本专利公开No.2003-172804公开了微透镜形成方法。更具体地讲，首先，在平整透光性(translucent)构件上形成多个透镜图案。所述多个透镜图案通过对形成在透光性构件上的透镜构件进行构图和回流(reflowing)而形成。间隙存在于相邻的透镜图案之间。此后，通过使用所述多个透镜图案作为掩模来对透光性构件中的暴露于透镜图案之间的间隙的部分进行蚀刻，从而在透光性构件的透镜图案之间的区域中形成凹形形状(沟槽)。根据该方法，在相邻微透镜之间没有间隙的微透镜阵列由透镜图案和具有凹形形状的透光性构件形成。根据日本专利公开No.2003-172804的方法，通过从一开始经由蚀刻仅移除透光性构件中的通过透镜图案暴露于透镜之间的间隙部分的部分来形成透光性构件中的凹形形状。由于这个原因，该方法不能任意地控制凹形形状，并且难以控制包括凹形形状的整个微透镜的形状。
技术实现思路
本专利技术提供一种有利于控制微透镜的形状的技术。本专利技术的方面之一提供一种微透镜形成方法，该方法包括：第一步，在第一构件上形成由与第一构件不同的材料制成的第二构件；第二步，通过在第二构件上形成抗蚀剂、使用灰阶掩模执行曝光处理、并然后对第二构件进行蚀刻，来使第二构件的上表面成形为包括凸部和围绕该凸部的凹部的凹凸形状；以及第三步，通过对成形的第二构件和第一构件进行蚀刻来从至少第一构件形成微透镜，其中，在第三步中，在第一构件的蚀刻速率高于第二构件的蚀刻速率的条件下执行第二构件的蚀刻和第一构件的蚀刻，第一构件在第二构件的凹部下面的部分在第二构件的蚀刻期间暴露，并且第一构件的暴露部分在第一构件的蚀刻时移除。从以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的进一步的特征将变得清楚。附图说明图1是用于说明微透镜阵列的视图；图2A-1至2A-4和2B-1至2B-4是用于说明微透镜形成方法的例子的视图；图3是用于说明微透镜的凸部和凹部的视图；图4是用于说明微透镜的球形形状的视图；图5A-1至5A-4和5B-1至5B-4是用于说明微透镜形成方法的例子的视图；图6A-1至6A-4和6B-1至6B-4是用于说明微透镜形成方法的例子的视图；图7是用于说明灰阶掩模的曝光光透射率分布的例子的视图；图8A-1至8A-5和8B是用于说明非对称微透镜的例子的视图；和图9A、9B-1、9B-2、9C-1和9C-2是用于说明非对称微透镜形成方法的例子的视图。具体实施方式(第一实施例)将参照图1至图3来描述第一实施例。图1是用于说明微透镜阵列AML的示意图(平面图)。微透镜阵列AML通过按阵列布置多个微透镜而形成。为了便于描述，例示了具有3行×3列的微透镜阵列AML。图1中的实线指示单元微透镜区域RML，虚线指示微透镜的凸部。注意，在本说明书中，在下文中，图1中的方向A-A'将被称为“对边方向”，方向B-B'将被称为“对角方向”。在图1中所示的多个(这里，九个)微透镜的凸部之中，中心处的感兴趣的凸部将被称为“第一凸部”。凹部存在于第一凸部周围。在这个例子中，凹部整个地包围凸部。在对边方向(图1中的向上/向下和向左/向右方向)上经由凹部与第一凸部相邻的四个凸部将被称为“第二凸部”。在对角方向(图1中的倾斜方向)上经由凹部与第一凸部相邻的四个凸部将被称为“第三凸部”。也就是说，第三凸部的顶点位于比第二凸部的顶点更远离第一凸部的顶点的位置处。设P为第一凸部的顶点与每个第二凸部的顶点之间的距离。第一凸部的顶点与每个第三凸部的顶点之间的距离例如为P×21/2。图2A-1至2A-4和2B-1至2B-4是用于说明根据该实施例的微透镜形成方法的步骤的示意图。图2A-1至2A-4例示了对边方向上的步骤的形式。图2B-1至2B-4分别例示了与图2A-1至2A-4相应的对角方向上的步骤的形式。首先，如图2A-1和2B-1中所示，在构件M1上形成与用于形成微透镜的第一构件M1不同的第二构件M2。构件M1通过例如在其上形成预定半导体元件等的基板上进行旋转涂覆(以及烘焙：230℃·6min)等而形成。作为构件M1的材料，例如，丙烯酸树脂是可用的。构件M2通过在构件M1上进行旋转涂覆(以及烘焙：110℃,1.5min)等而形成。作为构件M2的材料，例如，苯乙烯树脂是可用的。这样，获得如下树脂膜，该树脂膜是用作构件M1的树脂层和用作构件M2的树脂层的堆叠膜。作为构件M1和M2的材料，可以使用除了上述那些树脂材料之外的树脂材料或者诸如氧化硅或氮化硅的无机材料。接着，如图2A-2和2B-2中所示，构件M2被成形为使得其上表面具有凹凸形状。成形的构件M2用“M2'”指示。构件M2'包括多个凸部和所述多个凸部之间的凹部。构件M2'的上表面的凹凸形状由凸部和围绕凸部的凹部形成。这里将描述这样的例子，在该例子中，凹部整个地包围每个凸部，并且构件M2'覆盖构件M1的整个上表面。如果构件M1的整个上表面没有被构件M2'覆盖，则当通过使用构件M2'作为掩模对构件M1进行蚀刻时，将被形成在构件M1上的图案根据构件M1的上表面的暴露部分的形状而确定。于是，构件M2'的形状不足以反映在构件M1上，并且不能形成具有期望形状的微透镜。因此，在凹部中，构件M1的上表面的至少部分优选地被构件M2'覆盖。另一方面，本专利技术还可以包含这样的布置例子，在该布置例子中，构件M2'的凹部不存在于凸部的周边的部分处，并且构件M1部分暴露。更具体地讲，本专利技术还可以包含这样的布置例子，在该布置例子中，构件M1的上表面在作为B-B'方向的对角方向上、而不是作为A-A'方向的对边方向上暴露。构件M2'具有与微透镜阵列AML的多个凸部相应的第一至第三凸部。该步骤将被称为“第一成形步骤”。该步骤可以通过例如使用光掩模曝光构件M2'、然后显影它来执行。在该实施例中，灰阶掩模用作光掩模。曝光量被设置为2,000至2,700J/m2。作为显影剂，使用TMAH(四甲基氢氧化铵)2.38％，并且显影时间被设置为45秒。注意，该步骤可以按正类型和负类型的两种形式执行。灰阶掩模是具有曝光光透射率分布的多色调掩模。透射率分布由例如遮光元件的厚度分布或者微细(fine)点形遮光元件的密度分布形成。例如，考虑正类型的形式。曝光光的透射率在单元微透镜区域的中央区域(即，形成微透镜的凸部的区域)中低，在周边区域(即，形成凹部的区域)中高。因此，在显影之后，在透射率低(曝光光量小)的中央区域中形成构件M2'的凸部，在透射率高(曝光光量大)的周边区域中形成构件M2'的凹部。如稍后将详细描述的，与构件M2通过例如回流而成形为透镜形状的情况相比，该形成方法有利于控制微透镜的形状。注意，在显影之后，可以执行成形的构件M2'(具有有着凹凸形状的上表面)的漂白(曝光量12,000J/m2)和烘焙(125℃·5min,140℃·5min,200℃·5min)。此后，对成形的构件M2'和构件M1的部分进行蚀刻，从而成形构件ML。该步骤将被称为“第二成形步骤”。通过该步骤，形成由多个微型透明ML形成的微透镜阵列AML。图2A-3和2B-3示出了构件M2在蚀刻期间的状态。蚀刻条件被设置为：RF功率：1,400W压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜形成方法，包括：第一步，在第一构件上形成由与第一构件不同的材料制成的第二构件；第二步，通过在第二构件上形成抗蚀剂、使用灰阶掩模执行曝光处理、并然后对第二构件进行蚀刻，来使第二构件的上表面成形为包括凸部和围绕所述凸部的凹部的凹凸形状；以及第三步，通过对成形的第二构件和第一构件进行蚀刻来从至少第一构件形成微透镜，其中，在第三步中，在第一构件的蚀刻速率高于第二构件的蚀刻速率的条件下执行第二构件的蚀刻和第一构件的蚀刻，第一构件在第二构件的凹部下面的部分在第二构件的蚀刻期间暴露，并且第一构件的暴露部分在第一构件的蚀刻时移除。

【技术特征摘要】
2014.01.27 JP 2014-012765;2014.11.18 JP 2014-234001.一种用于形成多个微透镜的方法，所述多个微透镜按矩阵排列，包括：在第一构件上形成由与第一构件不同的材料制成的第二构件的步骤；通过使用灰阶掩模执行曝光处理并然后显影第二构件来使第二构件的上表面成形为包括多个凸部和多个凹部的凹凸形状的步骤；以及通过对成形的第二构件和第一构件进行蚀刻来从至少第一构件形成与所述多个凸部对应的所述多个微透镜的步骤，其中，在形成所述多个微透镜的步骤中，在第一构件的蚀刻速率高于第二构件的蚀刻速率的条件下执行第二构件的蚀刻和第一构件的蚀刻，第一构件在第二构件的凹部下面的部分在第二构件的蚀刻期间暴露，并且第一构件的暴露部分在第一构件的蚀刻时移除，所述多个凸部包括：第一凸部；第二凸部，第二凸部经由凹部与第一凸部相邻；以及第三凸部，第三凸部经由凹部与第一凸部相邻，并且在比第二凸部更远离第一凸部的位置处具有顶点，以及在成形的步骤中，要在形成所述多个微透镜的步骤中暴露的第一构件的部分被第二构件的凹部之中位于第一凸部与第二凸部之间的部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：世森光裕，栗原政树，关根康弘，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP