本发明专利技术提供了固态成像装置及其制作方法，成像设备以及防反射结构的制作方法。一种防反射结构的制作方法，所述方法包括以下步骤：在衬底的表面上形成其中散布有微细粒子的树脂膜；通过在逐渐地蚀刻微细粒子的同时，使用在树脂膜中的微细粒子作为掩膜来对树脂膜进行蚀刻，来在树脂膜上形成突起假图案；通过对衬底的表面与其上形成有突起假图案的树脂膜一同进行回蚀，并且将形成在树脂膜的表面上的突起假图案的表面形状转移到衬底的表面上，来在衬底的表面上形成突起图案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
在固态成像装置中，光电转换部分有必要在防止入射光反射的同时将入射光转换为电信号，以便于增加对于入射光执行光电转换的光电转换部分的转换效率。因此，期望尽可能地减小从界面反射的光成分。在固态图像传感器中，形成光聚集堆叠结构，以有效地聚集光。在这种情况下，因为不同材料的堆叠层产生折射率差较大的界面，所以发生由于界面反射而引起的光损失，如果不采取对策，有可能导致灵敏度的降低。此外，从界面反射的光可能变为诸如眩光或鬼影的噪音源。在这点上，已经提出了在折射率差较大的界面上形成防反射膜以减小界面反射的方法(例如，见 JP-A-2007-242697 和 JP-A-6-292206)。作为高性能防反射结构，已经提出了在片上透镜上形成例如浮雕结构，以减小界面反射的方法(例如，见 JP-A-2004-47682，JP-A-2006-147991 以及 WO 2005/109042)。减小的界面反射导致在经过一次反射的光从另一个构件(诸如保护镜片)再次反射时产生并且之后进入镜头的噪音光(诸如眩光或鬼影的)减少。根据在折射率差较大的界面上形成防反射膜以减小界面反射的方法(例如，JP-A-2007-242697以及JP-A-6-292206)，因为通过单层实现了防反射结构，所以可以通过选择膜厚度以使得光的相位在其中反转来增加防反射性能。但是，在固态图像传感器的实际制作过程中，因为光接收元件部分与外围电路之间存在的台阶等，难以在光接收元件上形成均匀的单层膜。因此，对于光接收元件的每个位置的干涉状态都不同。此外，因为防反射膜最优的厚度根据可见光的波长而一般不同，所以不均匀的厚度可能成为颜色不均匀的原因。从这些和其他原因，在固态图像传感器中使用单层防反射结构具有制作和原理上的缺点。为了详细说明，在图1中示出在氮化硅在硅-空气界面(硅那一侧的界面)上形成为防反射膜时，由反射引起的干涉图案的外观。使防反射膜的厚度对于可见光560nm的波长最优化。由于这个原因，以560nm波长的入射光所观察到的干涉图案几乎完全不出现，并且因此可以理解该膜完全具有防反射膜的功能。另一方面，以440nm波长的入射光观察到的干涉图案没有出现太多。防反射膜的最优厚度(防反射膜在此处具有减少干涉效果)根据入射光的波长而改变。因此，因为对于入射光的灵敏度也随着防反射膜的厚度的变化而变化，这种灵敏度变化成为颜色不均匀的原因。作为防反射方法，已经公知了使用单层或多层干涉涂层的防反射膜。虽然这些膜在特定波段处表现出优秀的防反射特性，但是形成在所有的可见光波段上都具有优秀的防反射特性的防反射膜非常困难。此外，也难以具有对于从任何入射角度到达的光都具有防反射能力。此外，这些防反射膜的防反射能力对于它们的膜厚非常敏感。此外，为了保持稳定的防反射特性，可以解决诸如制作处理中的困难的许多问题。已经提出了提供由形成在固态图像传感器的界面(在该界面处折射率不同)上的微小的突起来构造的防反射结构，来由此防止反射的方法(例如，见JP-A-2004-47682、 WO 2005/109042或者JP-A-2006-332433)。在使用突起的防反射结构中，认为微小的突起优选地具有约入射光的半波长的尺寸，并且该尺寸对于可见光来说约为200nm。因此，难以有稳定的形成方法。在JP-A-2004-47682中公开的技术中，通过电子束曝光形成与相邻图案间隔IOOnm的IOOnm尺寸的图案，并且该图案受到干法蚀刻，由此形成突起图案。在WO2005/109042中公开的技术中，通过使用光刻和热回流的结合、镍电镀和复制成形的结合以及双光束干涉曝光中的任何一者来形成突起图案。在JP-A-2006-332433中公开的技术中，通过使用铝化合物形成涂布膜，该涂布膜之后受到热水处理或蒸汽处理以形成突起图案。但是，这些方法都不能称作是使用突起的防反射结构的低成本和高可靠性的形成方法。此夕卜，没有任何公开教导了形成适合于防反射结构的纺锤形状。作为额外的方法，已经提出了通过电子束曝光在金属膜上形成125nm_尺寸的抗蚀刻剂图案，并且对金属膜和玻璃衬底进行蚀刻，由此获得圆锥形或金字塔型(例如，见JP-A-2001-272505)。但是，通过电子束曝光形成微小的抗蚀刻剂图案非常昂贵。此外，该公开也没有教导获得适合于防反射结构的纺锤形的方法。作为另一个方法，已经提出了通过执行使用微细粒子作为掩膜而执行的蚀刻，来执行微小处理(例如，见JP-A-2001-272505和US专利No. 4，407，695)。但是，在JP-A-2001-272505和US专利No. 4，407，695中公开的方法难以形成适合于防反射结构的突起图案的纺锤形。JP-A-2001-272505中公开的方法教导了只形成极小尺寸的圆柱形或圆锥形。在US专利No. 4，407，695中公开的方法中，可以形成卵形孔形，但是难以形成纺锤形。将要参照图2说明适合于防反射结构的突起图案的形状是纺锤形的原因。如图2所示，因为光反射是由折射率的陡然改变而引起的，所以通过形成使得折射率由于突起图案而在不同物质的界面处连续地分布的结构，可以减小光反射。在突起图案的宽度尺寸小于光的波长时，在界面一侧上的物质(例如，空气)所占据的空间逐渐地改变，使得物质转变为在界面另一侧上的物质(例如，微透镜)，由此使得有效折射率逐渐地改变。因为占据的空间的变化与界面两侧上的物质之间的体积变化具有相同的意义，所以如图3所示，具有体积变化很平滑的正弦曲面的纺锤形防反射结构比较适合。但是，没有任何一个公开提出了稳定地形成适合于防反射结构的突起图案的方法。此外，举例来说，在突起图案形成在钝化膜上并且彩色滤光片层形成在钝化膜上的方法中，存在突起图案在涂布彩色滤光片材料时变形的很大可能。因此，这种方法不能被称作是可行的方法。在JP-A-2004-47682中公开的固态图像传感器具有带有浮雕结构的防反射结构并且形成在钝化膜的表面上。以0.05μπι到Ιμπι的间隔出现的浮雕结构的特征在于其具有I或更高的高宽比。根据本专利技术人的研究，在浮雕结构形成为具有超出特定水平的高宽比时，观察到了灵敏度的降低。这被认为是由于在浮雕结构的宽高比增加的状态下，使得光聚集结构的光路长度增加所引起的。根据JP-A-2004-47682中公开的形成方法，通过电子束光刻形成IOOnm宽的图案，使得该图案与相邻的图案间隔lOOnm。其后，执行反应离子蚀刻(RIE)，由此形成突起图案。在该形成方法中，在该突起图案以2. O μ m的节距设置在光接收元件上时，每个光接收元件需要400个突起图案。 在最近的固态图像传感器中，通常大于100万个光接收元件安装到一个芯片上。在这种情况下，每个芯片需要4亿个突起图案。在通过电子束光刻形成这么多图案时，如果每一个突起图案的制作时间是100纳秒，那么一片300mm的晶片需要11小时或更长时间，因此是不实际的。此外，通过光刻制作JP-A-2006-147991中公开的浮雕结构，使得浮雕结构具有范围从100人到5000人的高度并且以使得入射光不衍射的节距进行设置。但是，该公开没有教导使用光刻的制作方法。此外，WO 2005/109042中公开的浮雕结构特征在于浮本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防反射结构的制作方法，所述方法包括以下步骤：将微细粒子设置在衬底的表面上；以及通过执行对于所述衬底的蚀刻速率比对于所述微细粒子的蚀刻速率更高的各向异性蚀刻，来在所述衬底的表面上形成突起图案。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前田兼作，小池薰，佐佐木徹，辰巳哲也，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：
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