(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、
前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、
前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設けられており、当該光電変換部にて生成された信号電荷を、前記第２方向へ転送する転送チャネル領域が前記撮像面に形成されている転送部と
を具備し、
前記マイクロレンズは、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、
当該複数のマイクロレンズは、前記撮像面において前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数のマイクロレンズは、さらに、前記第２方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第２方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数のマイクロレンズは、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さＤ１と、前記第３方向に隣接して並ぶマイクロレンズの間の溝の深さＤ３とが、Ｄ１：Ｄ３＝１：３〜５の関係にある、
請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数のマイクロレンズは、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さＤ１が、Ｄ１≦１５０ｎｍの関係にある、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに複数が並ぶように形成する光電変換部形成工程と、
前記光電変換部にて生成される信号電荷を転送チャネル領域が前記第２方向へ転送する転送部を、前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設ける転送部形成工程と、
前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズを、前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに並ぶように形成するマイクロレンズ形成工程と
を具備し、
前記マイクロレンズ形成工程においては、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並ぶように前記複数のマイクロレンズを形成すると共に、
前記撮像面において前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深く、かつ、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように、前記複数のマイクロレンズを形成する、
固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記マイクロレンズ形成工程は、
前記基板にレンズ母材膜を形成するレンズ母材膜形成ステップと、
前記レンズ母材膜上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンについて熱リフロー処理する熱リフロー処理ステップと、
前記リフロー処理されたレジストパターンおよび前記レンズ母材膜をエッチバックするエッチバック処理の実施によって、前記レンズ母材膜を前記マイクロレンズにパターン加工するレンズ母材膜加工ステップと
を含む、
請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記熱リフロー処理ステップにおいては、前記撮像面において前記第３方向に隣接して並ぶレジストパターンが間を隔てた状態を保持すると共に、前記第１方向に並ぶレジストパターンが互いに融着するように、前記レジストパターンについて熱リフロー処理を実施する、
請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記熱リフロー処理ステップにおいては、前記熱リフロー処理として、複数回、ポストベーク処理を実施し、当該複数回のポストベーク処理のうち、後に実施するポストベーク処理の方が、前に実施するポストベーク処理よりも、熱処理温度が高くなるように、各ポストベーク処理を実施する、
請求項７に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記マイクロレンズ形成工程においては、前記第２方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第２方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように、前記複数のマイクロレンズを形成する、
請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、
前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、
前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設けられており、当該光電変換部にて生成された信号電荷を、前記第２方向へ転送する転送チャネル領域が前記撮像面に形成されている転送部と
を具備し、
前記マイクロレンズは、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、
当該複数のマイクロレンズは、前記撮像面において前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に隣接して並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、
電子機器。
【請求項１１】
第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、入射光を集光するマイクロレンズ
を具備し、
前記マイクロレンズは、平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、
当該複数のマイクロレンズは、前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、
レンズアレイ。
【請求項１２】
前記複数のマイクロレンズは、さらに、前記第２方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第２方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、
請求項１１に記載のレンズアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、電子機器、レンズアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラは、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｃｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを有する。
【０００３】
固体撮像装置においては、複数の画素が形成されている撮像領域が、半導体基板の面に設けられている。この撮像領域においては、被写体像による光を受光し、その受光した光を光電変換することによって信号電荷を生成する光電変換部が、その複数の画素に対応するように複数形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換部として形成されている。
【０００４】
固体撮像装置のうち、ＣＣＤ型イメージセンサは、垂直方向に並ぶ複数の画素列の間に、垂直転送レジスタ部が設けられている。垂直転送レジスタ部は、垂直転送チャネル領域にゲート絶縁膜を介して対面するように複数の転送電極が設けられており、電荷読出し部によって光電変換部から読み出された信号電荷を、垂直方向へ転送する。そして、その垂直転送レジスタ部によって１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷を、水平転送レジスタ部が、水平方向へ順次転送し、出力部が出力するように構成されている
【０００５】
また、固体撮像装置のうち、ＣＭＯＳ型イメージセンサは、光電変換部のほかに、複数のトランジスタを含むように、画素が構成されている。複数のトランジスタは、光電変換部にて生成された信号電荷を読み出して、信号線へ電気信号として出力するように、複数のトランジスタが画素トランジスタとして構成されている。また、ＣＭＯＳ型イメージセンサでは、画素サイズを縮小化するために、複数の光電変換部が、上記の画素トランジスタを共有するように、画素を構成することが提案されている。たとえば、２つ、または、４つの光電変換部が１つの画素トランジスタ群を共有する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
固体撮像装置においては、一般に、半導体基板において回路素子や配線などが設けられた表面側から入射する光を、光電変換部が受光する「表面照射型」が知られている。「表面照射型」の場合には、回路素子や配線などが入射する光を遮光または反射するために、感度を向上させることが困難な場合がある。このため、半導体基板において回路素子や配線などが設けられた表面とは反対側の裏面側から入射する光を、光電変換部が受光する「裏面照射型」が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００７】
上記のような固体撮像装置では、画素数の増加に伴って、各画素のセルサイズが小さくなってきている。その結果、一画素当たりにおいては、受光量が減少する場合がある。
【０００８】
このため、光の集光効率を高めて、受光量を増加させるために、いわゆるオンチップレンズが設けられている。つまり、光電変換部の受光面へ光を集光するマイクロレンズが、各画素に対応するように、設けられている（たとえば、特許文献３，４参照）。
【０００９】
マイクロレンズの形成工程では、たとえば、カラーフィルタ上に設置された平坦化膜上（或いはマイクロレンズのアンダーコート）に、感光性樹脂のマイクロレンズ材を、フォトリソグラフィ技術によってパターン加工する。その後、その加工されたマイクロレンズ材について、ブリーチング露光を実施し、次いで、リフロー処理を実施することで、マイクロレンズが形成される（たとえば、特許文献５，７，８参照）。
【００１０】
この他に、マイクロレンズは、レンズ母材膜上にマスク層を形成後、そのマスク層を用いてレンズ母材膜についてエッチング処理を実施することで形成される。具体的には、まず、レンズ母材膜上に感光性樹脂膜を成膜後、マイクロレンズを形成する領域に対応するように、フォトリソグラフィによってパターン加工し、レジストパターンを形成する。その後、そのレジストパターンを加熱して溶融させるリフロー処理を実施し、そのレジストパターンをレンズの形状に変形させることによって、マスク層を形成する。そして、そのマスク層に変形されたレジストパターンと、レンズ母材膜との両者を、エッチバックすることによって、マスク層の下に位置するレンズ母材膜を、マイクロレンズに加工する（たとえば、特許文献９，１０参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１７２９５０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７８５号公報
【特許文献３】特開２０００−０３９５０３号公報
【特許文献４】特開２０００−２０６３１０号公報
【特許文献５】特開２００３−２２２７０５号公報
【特許文献６】特開２００７−３１６１５３号公報
【特許文献７】特開２００７−２９４７７９号公報
【特許文献８】特開２００７−０２５３８３号公報
【特許文献９】特許４１８６２３８号公報
【特許文献１０】特開２００７−５３３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、パターン加工されたレンズ母材膜についてリフロー処理を実施することで、マイクロレンズを形成する際（前者の製法）には、コストの増加や安定に製造することが困難である等の不具合が生ずる場合がある。特に、リフロー処理によって、隣り合うマイクロレンズが融着して形状が崩れることを防止するために、種々の方策を実施する際には、この不具合の発生が顕在化する。たとえば、高価なフォトマスクが必要であり（特許文献６）、プロセス数の増加や、新たな設備投資を要すること等の要因によって、コストの増加が生ずる場合がある。また、新たな材料の材料ロット間バラツキや、プロセス条件のバラツキによって、製品を安定に製造することが困難になる場合がある（たとえば、特許文献４〜７参照）。
【００１３】
また、レンズ形状に加工されたマスク層を用いてレンズ母材膜をエッチバックすることによってマイクロレンズを形成する際（後者の製法）においても、上記と同様な不具合が生ずる場合がある。この製法は、マイクロレンズの有効面積を容易に拡大可能であるが、マイクロレンズの対角方向においては、辺方向よりもレンズ間の距離が長いために、長時間のエッチバックが必要になる。このため、暗電流等の劣化を招き、撮像画像の画像品質が低下する場合がある（たとえば、特許文献８〜９参照）。
【００１４】
このように、マイクロレンズの製造においては、高精細に形成することが困難な場合があり、集光効率を向上させることが容易ではない場合がある。さらに、コストの増加や、製造効率の低下等の不具合が生ずる場合がある。
【００１５】
そして、これらに起因して、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。具体的には、ＣＣＤ型の場合には、感度の低下や、スミア，シェーディング，混色の発生などの不具合が生ずる場合がある。
【００１６】
図２５は、ＦＴＤＴによる光学シミュレーションの結果を示す図である。ここでは、ＣＣＤ型の固体撮像装置において、画素サイズが１．５５μｍの正方格子であって、マイクロレンズの膜厚を変化させた場合における感度とスミア特性との結果を示している。
【００１７】
図２５に示すように、マイクロレンズを厚膜化すると、感度が上がるが、スミア特性が悪化する。このため、この両者の特性を向上させて、画像品質を向上させることが困難であった。
【００１８】
また、ＣＭＯＳ型の場合には、感度の低下、混色の発生などの不具合が生ずる場合がある。
【００１９】
特に、上述した「裏面照射型」の場合には、隣接画素間での混色による不具合の発生が顕著になる場合がある。
【００２０】
以上のように、撮像画像の画像品質を向上することが困難な場合がある。
【００２１】
したがって、本発明は、マイクロレンズを高精細に形成して集光効率を向上可能であって、撮像画像の画像品質を容易に向上可能な、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、電子機器、レンズアレイを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設けられており、当該光電変換部にて生成された信号電荷を、前記第２方向へ転送する転送チャネル領域が前記撮像面に形成されている転送部とを具備し、前記マイクロレンズは、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、当該複数のマイクロレンズは、前記撮像面において前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、固体撮像装置である。
【００２３】
好適には、前記複数のマイクロレンズは、さらに、前記第２方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第２方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている。
【００２４】
好適には、前記複数のマイクロレンズは、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さＤ１と、前記第３方向に隣接して並ぶマイクロレンズの間の溝の深さＤ３とが、Ｄ１：Ｄ３＝１：３〜５の関係にある。
【００２５】
好適には、前記複数のマイクロレンズは、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さＤ１が、Ｄ１≦１５０ｎｍの関係にある、
【００２６】
本発明は、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部の受光面の上方に配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設けられており、当該光電変換部にて生成された信号電荷を、前記第２方向へ転送する転送チャネル領域が前記撮像面に形成されている転送部とを具備し、前記マイクロレンズは、前記入射光が入射するレンズ面が、前記第２方向において曲面であって、前記第１方向において平坦になるように形成されている、固体撮像装置である。
【００２７】
本発明は、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、前記撮像面において前記複数の光電変換部の間に設けられており、前記光電変換部にて生成された信号電荷を読み出して出力する画素トランジスタとを具備し、前記マイクロレンズは、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、当該複数のマイクロレンズは、前記撮像面において前記複数の光電変換部が前記画素トランジスタを介在せずに並ぶ部分に対応するマイクロレンズの間の溝の深さが、他の部分のマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記複数の光電変換部が前記画素トランジスタを介在せずに並ぶ部分の側のレンズ面の曲率が、他の部分におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、固体撮像装置である。
【００２８】
本発明は、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに複数が並ぶように形成する光電変換部形成工程と、前記光電変換部にて生成される信号電荷を転送チャネル領域が前記第２方向へ転送する転送部を、前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設ける転送部形成工程と、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズを、前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに並ぶように形成するマイクロレンズ形成工程とを具備し、前記マイクロレンズ形成工程においては、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並ぶように前記複数のマイクロレンズを形成すると共に、前記撮像面において前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深く、かつ、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように、前記複数のマイクロレンズを形成する、固体撮像装置の製造方法である。
【００２９】
好適には、前記マイクロレンズ形成工程は、前記基板にレンズ母材膜を形成するレンズ母材膜形成ステップと、前記レンズ母材膜上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンについて熱リフロー処理する熱リフロー処理ステップと、前記リフロー処理されたレジストパターンおよび前記レンズ母材膜をエッチバックするエッチバック処理の実施によって、前記レンズ母材膜を前記マイクロレンズにパターン加工するレンズ母材膜加工ステップとを含む。
【００３０】
好適には、前記熱リフロー処理ステップにおいては、前記撮像面において前記第３方向に隣接して並ぶレジストパターンが間を隔てた状態を保持すると共に、前記第１方向に並ぶレジストパターンが互いに融着するように、前記レジストパターンについて熱リフロー処理を実施する。
【００３１】
好適には、前記熱リフロー処理ステップにおいては、前記熱リフロー処理として、複数回、ポストベーク処理を実施し、当該複数回のポストベーク処理のうち、後に実施するポストベーク処理の方が、前に実施するポストベーク処理よりも、熱処理温度が高くなるように、各ポストベーク処理を実施する。
【００３２】
好適には、前記マイクロレンズ形成工程においては、前記第２方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第２方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように、前記複数のマイクロレンズを形成する。
【００３３】
本発明は、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに複数が並ぶように形成する光電変換部形成工程と、前記光電変換部にて生成される信号電荷を転送チャネル領域が前記第２方向へ転送する転送部を、前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設ける転送部形成工程と、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズを、前記光電変換部の受光面の上方に形成するマイクロレンズ形成工程とを具備し、前記マイクロレンズ形成工程においては、前記入射光が入射するレンズ面が、前記第２方向において曲面であって、前記第１方向において平坦になるように前記マイクロレンズを形成する、固体撮像装置の製造方法である。
【００３４】
本発明は、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部を、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに複数が並ぶように形成する光電変換部形成工程と、前記光電変換部にて生成された信号電荷を読み出して出力する画素トランジスタを、前記撮像面において前記複数の光電変換部の間に設ける画素トランジスタ形成工程と、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズを、前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに並ぶように形成するマイクロレンズ形成工程とを具備し、前記マイクロレンズ形成工程においては、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並ぶように前記複数のマイクロレンズを形成すると共に、前記撮像面において前記複数の光電変換部が前記画素トランジスタを介在せずに並ぶ部分に対応するマイクロレンズの間の溝の深さが、他の部分のマイクロレンズの間の溝の深さよりも深く、かつ、前記複数の光電変換部が前記画素トランジスタを介在せずに並ぶ部分におけるレンズ面の曲率が、他の部分におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように、前記複数のマイクロレンズを形成する、固体撮像装置の製造方法である。
【００３５】
本発明は、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設けられており、当該光電変換部にて生成された信号電荷を、前記第２方向へ転送する転送チャネル領域が前記撮像面に形成されている転送部とを具備し、前記マイクロレンズは、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、当該複数のマイクロレンズは、前記撮像面において前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に隣接して並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、電子機器である。
【００３６】
本発明は、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部の受光面の上方に配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、前記複数の光電変換部のうち前記第２方向に並ぶ複数の光電変換部の列ごとに設けられており、当該光電変換部にて生成された信号電荷を、前記第２方向へ転送する転送チャネル領域が前記撮像面に形成されている転送部とを具備し、前記マイクロレンズは、前記入射光が入射するレンズ面が、前記第２方向において曲面であって、前記第１方向において平坦になるように形成されている、電子機器である。
【００３７】
本発明は、基板の撮像面において第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、受光面にて入射光を受光して信号電荷を生成する光電変換部と、前記複数の光電変換部の各受光面の上方において複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれに配置されており、前記入射光を前記受光面へ集光するマイクロレンズと、前記撮像面において前記複数の光電変換部の間に設けられており、前記光電変換部にて生成された信号電荷を読み出して出力する画素トランジスタとを具備し、前記マイクロレンズは、前記撮像面における平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、当該複数のマイクロレンズは、前記撮像面において前記複数の光電変換部が前記画素トランジスタを介在せずに並ぶ部分に対応するマイクロレンズの間の溝の深さが、他の部分のマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記複数の光電変換部が前記画素トランジスタを介在せずに並ぶ部分におけるレンズ面の曲率が、他の部分におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、電子機器である。
【００３８】
本発明は、第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とのそれぞれに、複数が並んで配置されており、入射光を集光するマイクロレンズを具備し、前記マイクロレンズは、平面形状が前記第１方向に延在する辺と前記第２方向に延在する辺とによって区画された部分を含む形状であって、複数が前記第１方向と前記第２方向とのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されており、当該複数のマイクロレンズは、前記第１方向および前記第２方向に対して傾斜した第３方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第３方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている、レンズアレイである。
【００３９】
好適には、前記複数のマイクロレンズは、さらに、前記第２方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さが、前記第１方向に並ぶマイクロレンズの間の溝の深さよりも深くなるように形成されていると共に、前記第２方向におけるレンズ面の曲率が、前記第１方向におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている。
【００４０】
本発明においては、マイクロレンズは、対角方向においてマイクロレンズの曲率が高い（レンズ厚が厚い）ので、たとえば、ＣＣＤ型にてスミアが発生しにくい対角方向から、入射光を受光面へ効果的に集光することができる。そして、これと共に、感度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、マイクロレンズを高精細に形成して集光効率を向上可能であって、撮像画像の画像品質を容易に向上可能な、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、電子機器、レンズアレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ５１を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、マイクロレンズ６１を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、マイクロレンズ６１を示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態１において、レジストパターンＲＰの形成工程で用いるフォトマスクを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態２において、レジストパターンＲＰの形成工程で用いるフォトマスクを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態４において、マイクロレンズ６１を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態４において、マイクロレンズ６１を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【図２５】図２５は、ＦＴＤＴによる光学シミュレーションの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００４４】
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（ＣＣＤ型にてＯＣＬの対角方向の曲率が、水平方向よりも高い場合）
２．実施形態２（ＣＣＤ型にてＯＣＬの対角方向・垂直方向の曲率が、水平方向よりも高い場合）
３．実施形態３（ＣＣＤ型にてＯＣＬの形状がカマボコ形状である場合）
４．実施形態４（ＣＭＯＳ型の場合）
５．その他
【００４５】
＜１．実施形態１＞
（Ａ）装置構成
（Ａ−１）カメラの要部構成
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ２００の構成を示す構成図である。
【００４６】
図１に示すように、カメラ２００は、固体撮像装置１と、光学系２０２と、駆動回路２０３と、信号処理回路２０４とを有する。
【００４７】
固体撮像装置１は、光学系２０２を介して入射する光（被写体像）Ｈを撮像面ＰＳで撮像し生成された信号電荷を、ローデータとして出力するように構成されている。固体撮像装置１の詳細な構成については、後述する。
【００４８】
光学系２０２は、たとえば、光学レンズや絞りを含み、入射する光Ｈを固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ結像させる。
【００４９】
駆動回路２０３は、各種の駆動信号を固体撮像装置１と信号処理回路２０４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路２０４とのそれぞれを駆動させる。
【００５０】
信号処理回路２０４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成する。
（Ａ−２）固体撮像装置の全体構成
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成の概略を示す平面図である。
【００５１】
図２に示すように、固体撮像装置１は、たとえば、インターライン方式のＣＣＤ型イメージセンサであって、撮像領域ＰＡにおいて被写体像について撮像が行われる。
【００５２】
この撮像領域ＰＡにおいては、図２に示すように、画素Ｐと、電荷読出し部ＲＯと、垂直転送レジスタ部ＶＴとが形成されている。
【００５３】
画素Ｐは、図２に示すように、撮像領域ＰＡに複数が設けられており、それぞれが、水平方向ｘと垂直方向ｙとにおいて、マトリクス状に並ぶように配置されている。画素Ｐは、光電変換素子を含み、受光面ＪＳで光を受光して信号電荷を生成する。そして、この複数の画素Ｐの周囲においては、各画素Ｐの間を分離するように、素子分離部ＳＳが設けられている。そして、画素Ｐは、受光面ＪＳにおいて、被写体像による光を受光して光電変換を行うことによって、信号電荷を生成するように構成されている。
【００５４】
電荷読出し部ＲＯは、図２に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、複数の画素Ｐに対応するように複数が設けられており、その画素Ｐが生成した信号電荷を、垂直転送レジスタ部ＶＴへ読み出すように構成されている。
【００５５】
垂直転送レジスタ部ＶＴは、図２に示すように、撮像領域ＰＡにおいて、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように、垂直方向ｙに延在している。また、垂直転送レジスタ部ＶＴは、垂直方向ｙに複数が並ぶ画素Ｐの列の間に配置されている。垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数が撮像領域ＰＡに設けられており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴが、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、水平方向ｘに並んでいる。この垂直転送レジスタ部ＶＴは、いわゆる垂直転送ＣＣＤであって、電荷読出し部ＲＯを介して、画素Ｐから信号電荷が読み出され、その信号電荷を垂直方向ｙへ順次転送する。垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数の転送電極（図示無し）が垂直方向ｙに並んで配置されており、その垂直方向に並んだ転送電極に、たとえば、４相の駆動パルス信号を順に供給することによって、この信号電荷の転送を実施する。つまり、垂直転送レジスタ部ＶＴは、複数の画素Ｐのうち垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐの列ごとに設けられており、各画素Ｐにて生成された信号電荷を、垂直方向ｙへ転送する転送チャネル領域が撮像面に形成されている。
【００５６】
そして、撮像領域ＰＡの下端部においては、図２に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴが配置されている。この水平転送レジスタ部ＨＴは、水平方向ｘへ延在しており、複数の垂直転送レジスタ部ＶＴのそれぞれが、垂直方向ｙへ転送した信号電荷を、水平方向ｘへ、順次、転送する。つまり、水平転送レジスタ部ＨＴは、いわゆる水平転送ＣＣＤであって、たとえば、２相の駆動パルス信号によって駆動されて、１水平ライン（１行の画素）ごとに転送された信号電荷の転送を実施する。
【００５７】
そして、図２に示すように、水平転送レジスタ部ＨＴの左端部には、出力部ＯＵＴが形成されており、この出力部ＯＵＴは、水平転送レジスタ部ＨＴによって、水平転送された信号電荷を電圧に変換し、アナログ画像信号として出力する。
【００５８】
なお、上記の撮像領域ＰＡは、図１に示した撮像面ＰＳに相当する。
【００５９】
（Ａ−３）固体撮像装置の詳細構成
上記の固体撮像装置１の詳細な構成について説明する。
【００６０】
図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の要部を示す図である。ここでは、図３は、主要部の断面を示している。
【００６１】
固体撮像装置１は、図３に示すように、基板１０１を含む。基板１０１は、たとえば、ｎ型のシリコン半導体基板であり、この基板１０１の内部には、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２Ｒと、電荷転送チャネル領域２３Ｔと、チャネルストッパー領域２４Ｃとが設けられている。
【００６２】
そして、基板１０１の表面においては、図３に示すように、転送電極３１と、金属遮光膜４１と、層内レンズ４５と、カラーフィルタ５１と、マイクロレンズ６１とが設けられている。
【００６３】
固体撮像装置１を構成する各部について、順次説明する。
【００６４】
（１）フォトダイオード２１について
フォトダイオード２１は、図３に示すように、画素Ｐに対応するように、基板１０１に設けられている。つまり、基板１０１の撮像面において水平方向ｘとその水平方向ｘに直交する垂直方向ｙとのそれぞれに、複数が並んで配置されている。そして、このフォトダイオード２１は、受光面ＪＳで光を受光し、光電変換することによって信号電荷を生成するように構成されている。
【００６５】
具体的には、フォトダイオード２１は、基板１０１の内部において表面側に位置する部分に設けられている。図示を省略しているが、フォトダイオード２１は、たとえば、基板１０１内に形成したｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）とｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）とが順次形成されることによって構成される。
【００６６】
ここでは、ｎ型半導体領域（ｎ）は、信号電荷蓄積領域として機能する。そして、ｐ型半導体領域（ｐ＋）は、正孔蓄積領域として機能し、信号電荷蓄積領域であるｎ型半導体領域（ｎ）において、暗電流が生ずることを抑制するように構成されている。
【００６７】
フォトダイオード２１において、受光面ＪＳの上方には、層内レンズ４５とカラーフィルタ５１とマイクロレンズ６１などが、光を透過する材料によって設けられている。このため、フォトダイオード２１は、これらの各部を、順次、介して入射する光Ｈを、受光面ＪＳにて受光し、信号電荷を生成する。
【００６８】
（２）電荷読出しチャネル領域２２Ｒについて
電荷読出しチャネル領域２２Ｒは、図３に示すように、電荷読出し部ＲＯに対応するように設けられており、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を読み出すように構成されている。
【００６９】
具体的には、電荷読出しチャネル領域２２Ｒは、図３に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、フォトダイオード２１に隣接するように設けられている。
【００７０】
ここでは、電荷読出しチャネル領域２２Ｒは、水平方向ｘにおいてフォトダイオード２１の左側に配置されている。たとえば、電荷読出しチャネル領域２２Ｒは、ｐ型半導体領域として構成されている。
【００７１】
（３）電荷転送チャネル領域２３Ｔについて
電荷転送チャネル領域２３Ｔは、図３に示すように、垂直転送レジスタ部ＶＴに対応するように設けられており、電荷読出し部ＲＯによってフォトダイオード２１から読み出された信号電荷を、電荷転送チャネル領域２３Ｔにて転送するように構成されている。
【００７２】
具体的には、電荷転送チャネル領域２３Ｔは、図３に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分において、電荷読出しチャネル領域２２Ｒに隣接して設けられている。
【００７３】
ここでは、電荷転送チャネル領域２３Ｔは、水平方向ｘにおいて電荷読出しチャネル領域２２Ｒの左側に配置されている。たとえば、電荷転送チャネル領域２３Ｔは、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｎ型半導体領域（ｎ）（図示無し）を設けることによって構成されている。
【００７４】
（４）チャネルストッパー領域２４Ｃについて
チャネルストッパー領域２４Ｃは、図３に示すように、素子分離部ＳＳに対応するように設けられている。
【００７５】
具体的には、チャネルストッパー領域２４Ｃは、図３に示すように、基板１０１の内部の表面側に位置する部分に設けられている。
【００７６】
ここでは、チャネルストッパー領域２４Ｃは、水平方向ｘにおいては、図２に示すように、電荷読出しチャネル領域２２Ｒの左側であって、電荷読出しチャネル領域２２Ｒと、隣の列に配置されたフォトダイオード２１との間に介在するように設けられている。この他に、垂直方向ｙに並ぶ２つのフォトダイオード２１の間の素子分離部ＳＳに対応するように、チャネルストッパー領域２４Ｃが設けられている（図２参照）。
【００７７】
このチャネルストッパー領域２４Ｃは、たとえば、基板１０１の内部のｐ型半導体ウェル領域（ｐ）（図示無し）上に、ｐ型半導体領域（ｐ＋）（図示無し）を設けることによって構成されており、電位障壁を形成して信号電荷の流出入を防止している。
【００７８】
（５）転送電極３１について
転送電極３１は、図３に示すように、基板１０１の表面に、ゲート絶縁膜Ｇｘを介して対面するように設けられている。転送電極３１は、導電性材料によって形成されている。たとえば、転送電極３１は、ポリシリコンなどの導電材料を用いて形成されており、たとえば、シリコン酸化膜によって形成されたゲート絶縁膜Ｇｘ上に設けられている。
【００７９】
（６）金属遮光膜４１について
金属遮光膜４１は、図３に示すように、基板１０１の表面上において、電荷読出しチャネル領域２２Ｒおよび電荷転送チャネル領域２３Ｔの上方に形成されており、電荷読出しチャネル領域２２Ｒおよび電荷転送チャネル領域２３Ｔへ入射する光を遮光している。また、金属遮光膜４１は、図３に示すように、絶縁膜Ｓｚを介して、転送電極３１を被覆するように設けられている。
【００８０】
ここでは、金属遮光膜４１は、基板１０１の上方において、受光面ＪＳに対応する領域以外の領域に形成されている。金属遮光膜４１は、いずれも、光を遮光する遮光材料によって形成されている。たとえば、金属遮光膜４１は、タングステン，アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【００８１】
（７）層内レンズについて
層内レンズ４５は、図３に示すように、基板１０１の面の上方において、受光面ＪＳに対応するように設けられている。層内レンズ４５は、撮像領域ＰＡに配列された複数の画素Ｐに対応するように、複数が、同一形状で、配列されている。
【００８２】
ここでは、層内レンズ４５は、受光面ＪＳからカラーフィルタ５１の側へ向かう方向において、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射光Ｈを受光面ＪＳの中心へ集光するように構成されている。
【００８３】
（８）カラーフィルタ５１について
カラーフィルタ５１は、図３に示すように、基板１０１の面の上方において、層内レンズ４５を介して、受光面ＪＳに対面するように設けられている。カラーフィルタ５１は、層内レンズ４５の表面を平坦化する平坦化膜ＨＴ１の上面に設けられている。ここでは、カラーフィルタ５１は、入射光Ｈを着色して受光面ＪＳへ透過するように構成されている。
【００８４】
図４は、本発明にかかる実施形態１において、カラーフィルタ５１を示す図である。ここでは、図４は、上面を示している。
【００８５】
図４に示すように、カラーフィルタ５１は、図３に示したグリーンフィルタ層５１Ｇとレッドフィルタ層５１Ｒとの他に、ブルーフィルタ層５１Ｂを含む。グリーンフィルタ層５１Ｇとレッドフィルタ層５１Ｒとブルーフィルタ層５１Ｂとのそれぞれは、撮像領域ＰＡに配列された複数の画素Ｐに対応するように、複数が、配列されている。本実施形態では、図４に示すように、各層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、たとえば、ベイヤー配列で並ぶように配置されている。
【００８６】
各層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、たとえば、各色に応じた色素と、分散樹脂と、光重合開始剤と、多官能光重合性化合物と、溶剤と、その他の添加剤とを含む塗布液を用いて塗布し乾燥した後、リソグラフィ技術によってパターン加工されて形成される。
【００８７】
（９）マイクロレンズ６１について
マイクロレンズ６１は、図３に示すように、複数のフォトダイオード２１の各受光面ＪＳの上方であって、カラーフィルタ５１の上に設けられている。
【００８８】
図５と図６は、本発明にかかる実施形態１において、マイクロレンズ６１を示す図である。ここでは、図５は、断面を示しており、図６は、上面を示している。具体的には、図５（Ａ）は、図６に示す、垂直方向ｙの断面（Ｙ１−Ｙ２部分）を示している。そして、図５（Ｂ）は、図６に示す、対角方向ｋにおける断面（Ｋ１−Ｋ２部分）を示している。また、上述した図３は、図６に示す、水平方向ｘにおける断面（Ｘ１−Ｘ２部分）を示している。
【００８９】
図３，図５に示すように、マイクロレンズ６１は、受光面ＪＳからカラーフィルタ５１の側へ向かう深さ方向ｚにおいて、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射光Ｈを受光面ＪＳの中心へ集光するように構成されている。
【００９０】
また、図６に示すように、マイクロレンズ６１は、水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれにおいて、複数が配置されている。これらの複数のマイクロレンズ６１のそれぞれは、撮像領域ＰＡに配列された複数の画素Ｐに対応するように配置されている（図２参照）。つまり、マイクロレンズ６１は、複数のフォトダイオード２１と同様に、複数が水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれに配置されており、レンズアレイを構成している。
【００９１】
そして、図６に示すように、マイクロレンズ６１は、撮像面における平面形状が水平方向ｘに延在する辺と垂直方向ｙに延在する辺とによって区画された部分を含む形状になるように形成されている。つまり、各マイクロレンズ６１は、平面形状が四角形状になるように形成されている。
【００９２】
各マイクロレンズ６１は、図３および図６に示すように、複数が水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されている。
【００９３】
ここでは、複数のマイクロレンズ６１において、水平方向ｘに隣接して並ぶマイクロレンズ６１は、垂直方向ｙにおいて延在する辺で、互いに接触するように形成されている。
【００９４】
そして、複数のマイクロレンズ６１において、垂直方向ｙに隣接して並ぶマイクロレンズ６１は、図５（Ａ）および図６に示すように、水平方向ｘにおいて延在する辺で、互いに接触するように形成されている。
【００９５】
水平方向ｘおよび垂直方向ｙのそれぞれにおいて並ぶマイクロレンズ６１は、図３，図５（Ａ）に示すように、レンズ面が、同じになるように形成されている。具体的には、各マイクロレンズ６１は、水平方向ｘおよび垂直方向ｙのそれぞれの断面において、レンズ面の曲率が同じになるように形成されている。また、各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙが、水平方向ｘおよび垂直方向ｙのそれぞれの断面において、同じになるように形成されている。
【００９６】
これに対して、複数のマイクロレンズ６１において、対角方向ｋに隣接して並ぶマイクロレンズ６１は、図３および図５（Ｂ）に示すように、水平方向ｘに延在する辺と垂直方向ｙに延在する辺とが交差する部分で、互いに接触するように形成されている。
【００９７】
そして、この対角方向ｋにおいて並ぶマイクロレンズ６１のレンズ面は、図５（Ｂ）に示すように、水平方向ｘおよび垂直方向ｙにおけるマイクロレンズ６１のレンズ面と曲率が異なっている。ここでは、対角方向ｋにおいて並ぶマイクロレンズ６１のレンズ面は、水平方向ｘおよび垂直方向ｙにおけるマイクロレンズ６１のレンズ面よりも曲率が高くなるように形成されている。
【００９８】
また、対角方向ｋにおいて並ぶ各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｋは、水平方向ｘと垂直方向ｙとにおいて並ぶマイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙよりも深くなるように形成されている。なお、複数のマイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙ，Ｄｋは、深さ方向ｚにおけるレンズ中心とレンズ端部との間の距離で定義される。
【００９９】
上記において、水平方向ｘにおいて並ぶマイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙは、１５０ｎｍ以下であることが好適である。
この範囲外の場合には、フォトダイオード２１へ高角度で集光されるため、スミアの悪化の不具合が生ずる場合がある。
【０１００】
また、上記において、対角方向ｋにおいて並ぶ各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｋと、水平方向ｘにおいて並ぶマイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘとの関係は、下記の式（１）を満たすことが好適である。
ＤｋがＤｘに対して、３倍以下の場合は、曲率不足で十分な感度が得られず、５倍以上の場合は、曲率が高すぎ、スミアが悪化する場合がある。
Ｄｘ：Ｄｋ＝１：３〜５      ・・・（１）
【０１０１】
このように、本実施形態において、マイクロレンズ６１は、非球面レンズを構成するように形成されている。
【０１０２】
（Ｂ）製造方法
上記の固体撮像装置１を製造する製造方法について説明する。
【０１０３】
図７，図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図７，図８においては、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順で、固体撮像装置１の製造方法の各工程を示している。図７，図８では、左側部分が、図３と同様に、図６に示す、水平方向ｘにおける断面（Ｘ１−Ｘ２部分）を示している。そして、これと共に、図７，図８では、右側部分が、図５（Ｂ）と同様に、図６に示す、対角方向ｋにおける断面（Ｋ１−Ｋ２部分）を示している。図６に示す、垂直方向ｙの断面（Ｙ１−Ｙ２部分）については、図７，図８の左側部分と同様であるため、記載を省略する。
【０１０４】
（１）カラーフィルタ５１の形成
まず、図７（ａ）に示すように、カラーフィルタ５１を形成する。
【０１０５】
ここでは、カラーフィルタ５１の形成に先立って、図３に示したように、フォトダイオード２１と、電荷読出しチャネル領域２２Ｒと、電荷転送チャネル領域２３Ｔと、チャネルストッパー領域２４Ｃとを、基板１０１に設ける。そして、基板１０１の表面に、転送電極３１と、金属遮光膜４１と、層内レンズ４５との各部を形成後、平坦化膜ＨＴ１を形成する。
【０１０６】
そして、平坦化膜ＨＴ１の上面にカラーフィルタ５１を形成する。
【０１０７】
具体的には、図４に示したように、グリーンフィルタ層５１Ｇとレッドフィルタ層５１Ｒとブルーフィルタ層５１Ｂとのそれぞれを、ベイヤー配列で並ぶように設ける。
【０１０８】
たとえば、各色に応じた色素と、分散樹脂と、光重合開始剤と、多官能光重合性化合物と、溶剤と、その他の添加剤とを含む塗布液を、平坦化膜ＨＴ１の上に塗布し、乾燥する。その後、その塗布膜をリソグラフィ技術によってパターン加工することで、各層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの形成を順次行う。
【０１０９】
（２）レンズ母材膜１１１ｚの形成
つぎに、図７（ｂ）に示すように、レンズ母材膜１１１ｚの形成を行う。
【０１１０】
ここでは、ポリスチレン系樹脂を、レンズ母材膜１１１ｚとして、カラーフィルタ５１の上面に設ける。たとえば、スピンコート法によって、膜厚が４００μｍになるように、このレンズ母材膜１１１ｚを成膜する。
【０１１１】
レンズ母材膜１１１ｚについては、ポリスチレン系樹脂の他、種々の材料を用いて形成することができる。たとえば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂や、これらの共重合系樹脂などの材料を用いて、レンズ母材膜１１１ｚを形成しても良い。
【０１１２】
（３）レジストパターンＲＰの形成
つぎに、図８（ｃ）に示すように、レジストパターンＲＰの形成を行う。
【０１１３】
ここでは、ノボラック系樹脂等のｉ線ポジ型感光性樹脂を含む塗布液をレンズ母材膜１１１ｚの上面に塗布後、乾燥することによって、フォトレジスト膜（図示なし）を設ける。この後、フォトレジスト膜について、フォトリソグラフィ技術を用いてパターン加工することによって、レンズ母材膜１１１ｚの上面に、レジストパターンＲＰを形成する。つまり、フォトマスク（図示無し）のマスクパターン像をフォトレジスト膜に転写する露光処理を実施後に、その露光処理が実施されたフォトレジスト膜について現像処理を実施することで、レジストパターンＲＰを形成する。これにより、レンズ母材膜１１１ｚの上面において、凸状に突き出たレジストパターンＲＰが形成される。
【０１１４】
具体的には、図８（ｃ）に示すように、図３，図５に示したマイクロレンズ６１を形成する領域の中心部分が、その中心部分の周囲よりも膜厚が厚くなるように、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１１５】
本実施形態においては、図８（ｃ）の左側と右側とに示すように、マイクロレンズ６１（図３，図５参照）を形成する領域の中心部分の周囲の膜厚が、水平方向ｘと対角方向ｋとの間において互いに異なるように、レジストパターンＲＰを形成する。ここでは、水平方向ｘにおける膜厚Ｍｘが、対角方向ｋにおける膜厚Ｍｋよりも厚くなるように形成を行う。
【０１１６】
たとえば、マイクロレンズ６１（図３，図５参照）を形成する領域の中心部分の周囲においては、対角方向ｋにおける膜厚Ｍｋ（図８（ｃ）中の右側部分）を０とし、水平方向ｘにおける膜厚Ｍｘを、この膜厚Ｍｋよりも厚くする。図８（ｃ）では、図示していないが、垂直方向ｙにおける膜厚Ｍｙについても、水平方向ｘにおける膜厚Ｍｘと同様な膜厚になるようにレジストパターンＲＰの形成を行う（つまり、Ｍｘ＝Ｍｙ）。
【０１１７】
図９は、本発明にかかる実施形態１において、レジストパターンＲＰの形成工程で用いるフォトマスクを示す図である。図９においては、上面を示している。
【０１１８】
図９に示すように、フォトレジスト膜を残してレジストパターンＲＰを形成する部分には、露光処理における露光光を遮光する遮光部ＳＫが、マスクパターンとして設けられたフォトマスクＰＭを用いる。
【０１１９】
これに対して、図９に示すように、水平方向ｘおよび垂直方向ｙに並ぶマイクロレンズ６１（図６参照）の間の境界線部分については、フォトレジスト膜の一部を残すために、ハーフトーンマスクの半透過部ＦＴが設けられている。また、図９に示すように、対角方向ｋにおいて並ぶように形成するマイクロレンズ６１（図６参照）の間の部分については、フォトレジスト膜の全部を除去するために、透過部ＴＴが設けられている。
【０１２０】
そして、上記のフォトマスクＰＭを用いてフォトレジスト膜について露光処理を実施後、現像処理を実施することで、水平方向ｘおよび垂直方向ｙにおける膜厚Ｍｘ，Ｍｙが、対角方向ｋにおける膜厚Ｍｋよりも厚くなるように、レジストパターンＲＰが形成される。
【０１２１】
たとえば、下記の条件で、レジストパターンＲＰの形成を実施する。
＜レジストパターンＲＰの形成条件＞
・フォトレジスト材料：ｉ線ポジ型レジスト
・フォトレジスト膜厚：４００ｎｍ
・プリベーク条件：８０℃９０秒（ホットプレート上）
・露光条件：１／４縮小露光装置（ＮＡ  ０．５、σ  ０．７）
・露光後ベーク条件：無し
・現像条件：現像液  ＴＭＡＨ２．３８％、現像時間  ６０秒×２パドル現像
【０１２２】
なお、上記では、ハーフトーンマスクを用いて露光処理を実施する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ｉ線解像度レベルの線幅パターンが形成されたフォトマスクを用いて、アンダー露光（０．３μｍ以上）してもよい。また、ｉ線解像度以下の線幅パターンが形成されたフォトマスクを用いて、上記の露光処理を実施しても良い。
【０１２３】
（４）レジストパターンＲＰをレンズ形状に加工
つぎに、図８（ｄ）に示すように、レジストパターンＲＰをレンズ形状に加工する。
【０１２４】
ここでは、上記において形成されたレジストパターンＲＰについて熱リフロー処理を実施することで、レンズ形状に加工する。
【０１２５】
本実施形態の熱リフロー処理ステップでは、撮像面において対角方向ｋに隣接して並ぶレジストパターンが間を隔てた状態を保持すると共に、水平方向ｘに並ぶレジストパターンが互いに融着するように、この熱リフロー処理を実施する。
【０１２６】
具体的には、熱リフロー処理として、たとえば、２回、ポストベーク処理を実施する。たとえば、１回目に実施する第１ポストベーク処理の温度条件よりも、２回目に実施する第２ポストベーク処理の温度条件の方が高温になるように、熱リフロー処理を実施する。
【０１２７】
たとえば、下記のようなリフロー処理条件で、本工程を実施する。
・第１ポストベーク処理条件：１４０〜１５０℃，１２０秒（ホットプレート上）
・第２ポストベーク処理条件：１７０〜１８０℃，１２０秒（ホットプレート上）
【０１２８】
これにより、図８（ｄ）に示すように、表面が曲面になり、レジストパターンＲＰがレンズ形状に加工される。
【０１２９】
本実施形態では、図８（ｄ）中の左側部分に示すように、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１（図３，図５参照）の間の境界線部分は、レンズ形状のレジストパターンＲＰが互いに融着するように形成される。図示していないが、垂直方向ｙに並ぶマイクロレンズ６１の間の境界線部分においても、レンズ形状のレジストパターンＲＰが互いに融着するように形成される。つまり、この部分においては、レンズ母材膜１１１ｚが被覆されるように、レンズ形状のレジストパターンＲＰが形成される。
【０１３０】
これに対して、図８（ｄ）中の右側部分に示すように、対角方向ｋに並ぶマイクロレンズ６１（図３，図５参照）の間の部分は、レンズ形状のレジストパターンＲＰが、間を隔てるように形成される。つまり、この部分においては、レンズ母材膜１１１ｚの表面が露出するように、レンズ形状のレジストパターンＲＰが形成される。
【０１３１】
このため、図８に示すように、レンズ形状のレジストパターンＲＰは、複数のマイクロレンズ６１の間の部分の膜厚が、水平方向ｘおよび垂直方向ｙよりも対角方向ｋにおいて厚くなるように形成される。また、さらに、水平方向ｘおよび垂直方向ｙでは、レンズ形状のレジストパターンＲＰが融着するため、レンズ形状のレジストパターンＲＰは、水平方向ｘおよび垂直方向ｙよりも対角方向ｋにおいて曲率が低くなるように形成される。つまり、形成するマイクロレンズ６１のレンズ面の曲率に対応するように、レジストパターンＲＰをレンズ形状に形成する。
【０１３２】
（５）マイクロレンズ６１の形成
つぎに、図３，図５，図６に示したように、マイクロレンズ６１の形成を行う。
【０１３３】
ここでは、レンズ形状のレジストパターンＲＰをマスクとして用いて、レンズ母材膜１１１ｚについて全面エッチバック処理を実施する。つまり、レジストパターンＲＰのレンズ形状のパターンを、レンズ母材膜１１１ｚに転写するように、レンズ母材膜１１１ｚをマイクロレンズ６１に加工する。
【０１３４】
これにより、レジストパターンＲＰおよびレンズ母材膜１１１ｚが除去されて、レンズ母材膜１１１ｚが、図３，図５，図６に示すように、マイクロレンズ６１にパターン加工される。
【０１３５】
本実施形態では、図３および図６に示すように、水平方向ｘに隣接して並ぶマイクロレンズ６１が、垂直方向ｙにおいて延在する辺で、互いに接触するように、各マイクロレンズ６１を形成する。また、図５（Ａ）および図６に示すように、垂直方向ｙに隣接して並ぶマイクロレンズ６１が、水平方向ｘにおいて延在する辺で、互いに接触するように、各マイクロレンズ６１を形成する。さらに、マイクロレンズ６１のレンズ面が、水平方向ｘおよび垂直方向ｙの各断面において、同じ曲率であって、各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙが、同じになるように、各マイクロレンズ６１を形成する。
【０１３６】
これと共に、図３および図５（Ｂ）に示すように、対角方向ｋに隣接して並ぶマイクロレンズ６１が、水平方向ｘに延在する辺と垂直方向ｙに延在する辺とが交差する部分で、互いに接触するように、各マイクロレンズ６１を形成する。そして、対角方向ｋにおいて並ぶマイクロレンズ６１のレンズ面が、水平方向ｘおよび垂直方向ｙにおけるマイクロレンズ６１のレンズ面よりも、高い曲率になるように、各マイクロレンズ６１を形成する。さらに、対角方向ｋにおいて並ぶ各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｋが、水平方向ｘと垂直方向ｙとにおいて並ぶマイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙよりも深くなるように、各マイクロレンズ６１を形成する。
【０１３７】
たとえば、下記のような条件で、上記のエッチバック処理を実施して、各マイクロレンズ６１を形成する。
＜エッチング条件＞
・エッチバック装置：マグネトロンＲＩＥ装置
・エッチングガス：ＣＦ４＝１５５ｃｃｍ
・高周波電力：１．８Ｗ／ｃｍ２
・エッチング室内圧力：６．６５Ｐａ
・下部電極温度（チラー温度）：０℃
・エッチング量：２．４μｍ（スチレン系レジスト換算）
【０１３８】
これによって、水平方向ｘにおいて並ぶマイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘが１５０ｎｍ以下になるように形成される。また、対角方向ｋにおいて並ぶ各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｋと、水平方向ｘにおいて並ぶマイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘとの関係が、上述した式（１）を満たすように形成される。つまり、マイクロレンズ６１を、非球面レンズとして形成する。
【０１３９】
なお、エッチバック装置としては、マグネトロンＲＩＥ装置の他に種々のエッチバック装置を用いることができる。たとえば、下記のエッチバック装置を用いることができる。
・平行平板型ＲＩＥ装置
・高圧狭ギャップ型プラズマエッチング装置
・ＥＣＲ型エッチング装置
・マイクロ波プラズマ型エッチング装置
・変成器結合プラズマ型エッチング装置
・誘導結合プラズマ型エッチング装置
・ヘリコン波プラズマ型エッチング装置
【０１４０】
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、マイクロレンズ６１は、撮像面における平面形状が水平方向ｘに延在する辺と垂直方向ｙに延在する辺とによって区画された部分を含む形状である。そして、マイクロレンズ６１は、複数が水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれにおいて互いに接して並んで配置されている。また、これらの複数のマイクロレンズ６１は、撮像面において水平方向ｘおよび垂直方向ｙに対して傾斜した対角方向ｋに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さが、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さよりも深くなるように形成されている。さらに、これと共に、複数のマイクロレンズ６１は、対角方向ｋにおけるレンズ面の曲率が、水平方向ｘにおけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている。
【０１４１】
また、複数のマイクロレンズ６１は、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さＤ１と、対角方向ｋに並ぶマイクロレンズの間の溝の深さＤ３とが、Ｄ１：Ｄ３＝１：３〜５の関係になるように形成されている。
【０１４２】
さらに、これと共に、複数のマイクロレンズ６１は、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さＤ１が、Ｄ１≦１５０ｎｍの関係になるように形成されている。
【０１４３】
上述したように、マイクロレンズ６１の曲率が高い場合（レンズ層厚が厚い場合）には、一般に、感度が向上する。そして、ＣＣＤ型の固体撮像装置においては、センサー形状が正方形／長方形などの四角形状であるために、スミアは、水平方向ｘにおいて発生しやすく、対角方向ｋでは、最も発生しにくい特徴がある。
【０１４４】
本実施形態では、マイクロレンズ６１は、対角方向ｋの曲率が、水平方向ｘの曲率よりも高いので、スミアが発生しにくい対角方向ｋから入射光を受光面へ効果的に集光するこができる。つまり、水平方向ｘにおいては、マイクロレンズ６１の曲率が低い（レンズ厚が薄い）ので、スミア発生の要因となる垂直転送部への光の入射が防止できる。そして、これと共に、対角方向ｋにおいては、マイクロレンズ６１の曲率が高い（レンズ厚が厚い）ので、感度を向上させることができる。このため、本実施形態は、感度向上とスミアの発生防止との両者を効果的に実現することができる。
【０１４５】
具体的には、本実施形態の固体撮像装置は、従来構造に対して、感度が４％向上すると共に、スミアが０．４ｄＢ、改善することが確認された。
【０１４６】
したがって、本実施形態は、マイクロレンズ６１を高精細に形成して集光効率を向上可能であって、撮像画像の画像品質を容易に向上することができる。
【０１４７】
＜２．実施形態２＞
（Ａ）装置構成など
図１０は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１４８】
ここで、図１０は、マイクロレンズ６１の形成部分を示しており、図５（Ａ）と同様に、垂直方向ｙの断面（Ｙ１−Ｙ２部分）を示している。
【０１４９】
図１０に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズ６１が、実施形態１と異なる。この点およびこれに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１５０】
実施形態１において、各マイクロレンズ６１は、水平方向ｘおよび垂直方向ｙのそれぞれの断面において、レンズ面の曲率が同じになるように形成されていた。また、各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙが、水平方向ｘおよび垂直方向ｙのそれぞれの断面において、同じになるように形成されていた。
【０１５１】
しかしながら、本実施形態においては、図１０に示すように、各マイクロレンズ６１は、水平方向ｘおよび垂直方向ｙのそれぞれの断面において、レンズ面の曲率が互いに異なるように形成されている。また、各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤｘ，Ｄｙが、水平方向ｘおよび垂直方向ｙのそれぞれの断面において、互いに異なるように形成されている。
【０１５２】
具体的には、各マイクロレンズ６１は、垂直方向ｙの断面におけるレンズ面の曲率が、水平方向ｘの断面におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている。また、各マイクロレンズ６１は、垂直方向ｙの断面におけるマイクロレンズ６１間の溝の深さＤｙが、水平方向ｘの断面におけるマイクロレンズ６１間の溝の深さＤｘよりも深くなるように形成されている。
【０１５３】
なお、各マイクロレンズ６１は、対角方向ｋの断面については、実施形態１と同様に形成されている。
【０１５４】
（Ｂ）製造方法
本実施形態の固体撮像装置を製造する製造方法について説明する。
【０１５５】
図１１は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１１においては、（ａ），（ｂ）の順で、固体撮像装置の製造方法の各工程を示している。図１１では、左側部分が、図３と同様に、図６に示す、水平方向ｘにおける断面（Ｘ１−Ｘ２部分）を示している。そして、図１１では、右側部分が、図５（Ｂ）と同様に、図６に示す、対角方向ｋにおける断面（Ｋ１−Ｋ２部分）を示している。そして、図１１では、中央部分が、図１０と同様に、図６に示す、垂直方向ｙの断面（Ｙ１−Ｙ２部分）について示している。
【０１５６】
（１）レジストパターンＲＰの形成
まず、図１１（ａ）に示すように、レジストパターンＲＰの形成を行う。
【０１５７】
ここでは、レジストパターンＲＰの形成に先立って、実施形態１の場合と同様にして、カラーフィルタ５１の形成、レンズ母材膜１１１ｚの形成を、順次、実施する。
【０１５８】
そして、実施形態１と同様に、レンズ母材膜１１１ｚの上面にフォトレジスト膜（図示なし）を設けた後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工する処理を実施して、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１５９】
本実施形態では、図１１（ａ）の左側と右側とに示すように、水平方向ｘと対角方向ｋの各断面については、実施形態１と同様に、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１６０】
しかし、図１１（ａ）の中央部分に示すように、垂直方向ｙの断面については、実施形態１と異なるように、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１６１】
具体的には、図１１（ａ）に示すように、マイクロレンズ６１（図３，図５参照）を形成する領域の中心部分の周囲の膜厚が、水平方向ｘと垂直方向ｙとの間において互いに異なるように、レジストパターンＲＰを形成する。ここでは、垂直方向ｙにおける膜厚Ｍｙが、水平方向ｘにおける膜厚Ｍｘよりも薄くなるように形成を行う。
【０１６２】
たとえば、対角方向ｋの断面と同様に、マイクロレンズ６１（図３，図５参照）を形成する部分の境界部分において、レンズ母材膜１１１ｚの表面が露出するように、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１６３】
図１２は、本発明にかかる実施形態２において、レジストパターンＲＰの形成工程で用いるフォトマスクを示す図である。図１２においては、上面を示している。
【０１６４】
図１２に示すように、実施形態１と同様に、フォトレジスト膜を残してレジストパターンＲＰを形成する部分には、露光光を遮光する遮光部ＳＫが、マスクパターンとして設けられている。そして、これと共に、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１（図６参照）の間の境界線部分については、フォトレジスト膜の一部を残すために、ハーフトーンマスクの半透過部ＦＴが設けられている。
【０１６５】
しかし、本実施形態では、実施形態１と異なり、垂直方向ｙおよび対角方向ｋに並ぶマイクロレンズ６１（図６参照）の間の部分については、フォトレジスト膜の全部を除去するために、透過部ＴＴが設けられているフォトマスクＰＭを用いる。
【０１６６】
そして、上記のフォトマスクＰＭを用いてフォトレジスト膜について露光処理を実施後、現像処理を実施することで、上述したレジストパターンＲＰが形成される。
【０１６７】
なお、上記では、ハーフトーンマスクを用いて露光処理を実施する場合について説明したが、これに限定されない。実施形態１と同様に、たとえば、ｉ線解像度レベルの線幅のパターンが形成されたフォトマスクを用いて、アンダー露光（０．３μｍ以上）してもよい。また、ｉ線解像度以下の線幅パターンが形成されたフォトマスクを用いて、上記の露光処理を実施しても良い。
【０１６８】
（２）レジストパターンＲＰをレンズ形状に加工
つぎに、図１１（ｂ）に示すように、レジストパターンＲＰをレンズ形状に加工する。
【０１６９】
ここでは、実施形態１の場合と同様に、上記において形成されたレジストパターンＲＰについて熱リフロー処理を実施することで、レンズ形状に加工する。
【０１７０】
本実施形態では、図１１（ｂ）中の左側部分に示すように、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１（図３，図５参照）の間の境界線部分は、実施形態１の場合と同様に、レンズ形状のレジストパターンＲＰが互いに融着するように形成される。つまり、この部分においては、レンズ母材膜１１１ｚが被覆されるように、レンズ形状のレジストパターンＲＰが形成される。
【０１７１】
また、図１１（ｂ）の右側部分に示すように、対角方向ｋに並ぶマイクロレンズ６１（図３，図５参照）の間の部分は、実施形態１の場合と同様に、レンズ形状のレジストパターンＲＰが、間を隔てるように形成される。つまり、この部分においては、レンズ母材膜１１１ｚの表面が露出するように、レンズ形状のレジストパターンＲＰが形成される。
【０１７２】
これに対して、図１１（ｂ）中の中央部分に示すように、垂直方向ｙに並ぶマイクロレンズ６１（図１０参照）の間の境界線部分は、実施形態１の場合と異なり、レンズ形状のレジストパターンＲＰが、間を隔てるように形成する。つまり、この部分は、レンズ母材膜１１１ｚの表面が露出するように、レンズ形状のレジストパターンＲＰが形成される。
【０１７３】
このため、図１１に示すように、レンズ形状のレジストパターンＲＰは、複数のマイクロレンズ６１の間の部分の膜厚が、水平方向ｘよりも垂直方向ｙおよび対角方向ｋにおいて厚くなるように形成される。また、さらに、水平方向ｘではレンズ形状のレジストパターンＲＰが融着するため、レンズ形状のレジストパターンＲＰのそれぞれは、水平方向ｘよりも垂直方向ｙおよび対角方向ｋにおいて曲率が低くなるように形成される。つまり、形成するマイクロレンズ６１のレンズ面の曲率に対応するように、レジストパターンＲＰをレンズ形状に形成する。
【０１７４】
（３）マイクロレンズ６１の形成
つぎに、図３，図５（Ｂ），図１０に示したように、マイクロレンズ６１の形成を行う。
【０１７５】
ここでは、実施形態１の場合と同様に、レンズ形状のレジストパターンＲＰをマスクとして用いて、レンズ母材膜１１１ｚについて全面エッチバック処理を実施する。つまり、レジストパターンＲＰのレンズ形状のパターンを、レンズ母材膜１１１ｚに転写するように、レンズ母材膜１１１ｚをマイクロレンズ６１に加工する。
【０１７６】
本実施形態においては、実施形態１と異なり、各マイクロレンズ６１は、垂直方向ｙの断面におけるレンズ面の曲率が、水平方向ｘの断面におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成される。また、各マイクロレンズ６１は、垂直方向ｙの断面におけるマイクロレンズ６１間の溝の深さＤｙが、水平方向ｘの断面におけるマイクロレンズ６１間の溝の深さＤｘよりも深くなるように形成される。
【０１７７】
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、実施形態１と同様に、複数のマイクロレンズ６１は、撮像面において対角方向ｋに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さが、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さよりも深くなるように形成されている。さらに、これと共に、複数のマイクロレンズ６１は、対角方向ｋにおけるレンズ面の曲率が、水平方向ｘにおけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている。
【０１７８】
本実施形態では、マイクロレンズ６１は、実施形態１と同様に、水平方向ｘにおいては、マイクロレンズ６１の曲率が低い（レンズ厚が薄い）ので、スミア発生の要因となる垂直転送部への光の入射が防止できる。
【０１７９】
これと共に、本実施形態では、複数のマイクロレンズ６１は、垂直方向ｙに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さが、水平方向ｘに並ぶマイクロレンズ６１の間の溝の深さよりも深くなるように形成されている。さらに、垂直方向ｙにおけるレンズ面の曲率が、水平方向ｘにおけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている。このように、本実施形態では、垂直方向ｙにおいては、対角方向ｋと同様に、水平方向ｘよりもマイクロレンズ６１の曲率が高い（レンズ厚が厚い）ので、さらに感度を向上させることができる。このため、本実施形態は、感度向上とスミアの発生防止との両者を効果的に実現することができる。
【０１８０】
したがって、本実施形態は、マイクロレンズ６１を高精細に形成して集光効率を向上可能であって、撮像画像の画像品質を容易に向上することができる。
【０１８１】
＜３．実施形態３＞
（Ａ）装置構成など
図１３は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０１８２】
ここで、図１３は、マイクロレンズ６１を形成した部分について示している。図１３においては、（Ａ）が、水平方向ｘの断面（Ｘ１−Ｘ２部分）を示している。そして、（Ｂ）は、垂直方向ｙにおける断面（Ｙ１−Ｙ２部分）を示している。
【０１８３】
図１３に示すように、本実施形態においては、マイクロレンズ６１が、実施形態１と異なる。この点およびこれに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１８４】
図１３（ａ）に示すように、マイクロレンズ６１は、水平方向ｘにおける断面において、上面部分が水平方向ｘに沿うように設けられている。
【０１８５】
これに対して、垂直方向ｙにおける断面においては、マイクロレンズ６１は、上面部分が曲面であって、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズとして構成されている。
【０１８６】
つまり、本実施形態においては、マイクロレンズ６１は、垂直方向ｙの断面がレンズ形状であって、水平方向ｘにおいて直線状に延在する「かまぼこ状」になるように、形成されている。
【０１８７】
（Ｂ）製造方法
本実施形態の固体撮像装置を製造する製造方法について説明する。
【０１８８】
図１４は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の製造方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。図１４においては、（ａ），（ｂ）の順で、固体撮像装置の製造方法の各工程を示している。図１４では、左側部分が、図１３（ａ）と同様に、水平方向ｘにおける断面（Ｘ１−Ｘ２部分）を示している。そして、図１４では、右側部分が、図１３（ｂ）と同様に、垂直方向ｙの断面（Ｙ１−Ｙ２部分）について示している。
【０１８９】
（１）レジストパターンＲＰの形成
まず、図１４（ａ）に示すように、レジストパターンＲＰの形成を行う。
【０１９０】
ここでは、レジストパターンＲＰの形成に先立って、実施形態１の場合と同様にして、カラーフィルタ５１の形成、レンズ母材膜１１１ｚの形成を、順次、実施する。
【０１９１】
そして、実施形態１と同様に、レンズ母材膜１１１ｚの上面にフォトレジスト膜（図示なし）を設けた後に、そのフォトレジスト膜についてパターン加工する処理を実施して、レジストパターンＲＰを形成する。具体的には、フォトレジスト膜についてパターン像を露光する露光処理を実施後、現像処理を実施することで、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１９２】
本実施形態では、図１４（ａ）の左側部分に示すように、水平方向ｘの断面については、開口部分を設けずに平坦に水平方向ｘへ延在した状態が保持するように、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１９３】
これに対して、図１４（ａ）の右側部分に示すように、垂直方向ｙの断面については、マイクロレンズ６１を形成する間の部分が開口するように、レジストパターンＲＰを形成する。つまり、この部分については、レンズ母材膜１１１ｚの表面が露出するように、レジストパターンＲＰを形成する。
【０１９４】
（２）レジストパターンＲＰをレンズ形状に加工
つぎに、図１４（ｂ）に示すように、レジストパターンＲＰをレンズ形状に加工する。
【０１９５】
ここでは、実施形態１の場合と同様に、上記において形成されたレジストパターンＲＰについて熱リフロー処理を実施することで、レンズ形状に加工する。
【０１９６】
本実施形態では、図１４（ｂ）中の左側部分に示すように、水平方向ｘの断面については、開口部分が設けられていないので、平坦に水平方向ｘへ延在した状態が保持される。
【０１９７】
これに対して、図１４（ｂ）の右側部分に示すように、垂直方向ｙの断面については、マイクロレンズ６１を形成する間の部分が開口しているので、レジストパターンＲＰが溶融してレンズ形状に加工される。
【０１９８】
（３）マイクロレンズ６１の形成
つぎに、図１３に示したように、マイクロレンズ６１の形成を行う。
【０１９９】
ここでは、実施形態１の場合と同様に、レンズ形状のレジストパターンＲＰをマスクとして用いて、レンズ母材膜１１１ｚについて全面エッチバック処理を実施する。つまり、レジストパターンＲＰのレンズ形状のパターンを、レンズ母材膜１１１ｚに転写するように、レンズ母材膜１１１ｚをマイクロレンズ６１に加工する。
【０２００】
本実施形態においては、実施形態１と異なり、各マイクロレンズ６１は、垂直方向ｙの断面がレンズ形状であって、水平方向ｘにおいて直線状に延在する「かまぼこ状」に形成される。
【０２０１】
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態において、マイクロレンズ６１は、入射光Ｈが入射するレンズ面が、垂直方向ｙにおいて曲面であって、水平方向ｘにおいて平坦になるように形成されている。つまり、上述したように、「かまぼこ状」に形成されている。
【０２０２】
本実施形態では、マイクロレンズ６１は、水平方向ｘにおいては、マイクロレンズ６１の上面が平坦であるので、実施形態１と同様に、レンズ面の曲率が低いので、スミア発生の要因となる垂直転送部への光の入射が防止できる。そして、これと共に、垂直方向ｙにおいては、マイクロレンズ６１のレンズ面の曲率が高く、集光効率が高いので、感度を向上させることができる。このため、本実施形態は、感度向上とスミアの発生防止との両者を効果的に実現することができる。
【０２０３】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を容易に向上することができる。
【０２０４】
＜４．実施形態４＞
（Ａ）装置構成など
（Ａ−１）固体撮像装置の要部構成
図１５は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０２０５】
本実施形態の固体撮像装置は、ＣＭＯＳ型イメージセンサであり、実施形態１と異なる。この点およびこれに関連する点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２０６】
図１５に示すように、本実施形態の固体撮像装置は、基板１０１を含む。この基板１０１は、たとえば、シリコンからなる半導体基板であり、基板１０１の面においては、撮像領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとが設けられている。
【０２０７】
撮像領域ＰＡは、図１５に示すように、矩形形状であり、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれに、配置されている。つまり、画素Ｐがマトリクス状に並んでいる。そして、撮像領域ＰＡにおいては、その中心が、図１に示した光学系４２の光軸に対応するように配置されている。なお、撮像領域ＰＡは、図１に示した撮像面ＰＳに相当する。
【０２０８】
撮像領域ＰＡにおいて、画素Ｐは、入射光を受光して信号電荷を生成する。そして、その生成した信号電荷が画素トランジスタによって読み出されて出力される。画素Ｐの詳細な構成については、後述する。
【０２０９】
周辺領域ＳＡは、図１５に示すように、撮像領域ＰＡの周囲に位置している。そして、この周辺領域ＳＡにおいては、周辺回路が設けられている。
【０２１０】
具体的には、図１５に示すように、垂直駆動回路１３と、カラム回路１４と、水平駆動回路１５と、外部出力回路１７と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１８と、シャッター駆動回路１９とが、周辺回路として設けられている。
【０２１１】
垂直駆動回路１３は、図１５に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、撮像領域ＰＡの側部に設けられており、撮像領域ＰＡの画素Ｐを行単位で選択して駆動させるように構成されている。
【０２１２】
カラム回路１４は、図１５に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、撮像領域ＰＡの下端部に設けられており、列単位で画素Ｐから出力される信号について信号処理を実施する。ここでは、カラム回路１４は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ；相関二重サンプリング）回路（図示なし）を含み、固定パターンノイズを除去する信号処理を実施する。
【０２１３】
水平駆動回路１５は、図１５に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されている。水平駆動回路１５は、たとえば、シフトレジスタを含み、カラム回路１４にて画素Ｐの列ごとに保持されている信号を、順次、外部出力回路１７へ出力させる。
【０２１４】
外部出力回路１７は、図１５に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されており、カラム回路１４から出力された信号について信号処理を実施後、外部へ出力する。外部出力回路１７は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１７ａとＡＤＣ回路１７ｂとを含む。外部出力回路１７においては、ＡＧＣ回路１７ａが信号にゲインをかけた後に、ＡＤＣ回路１７ｂがアナログ信号からデジタル信号へ変換して、外部へ出力する。
【０２１５】
タイミングジェネレータ１８は、図１５に示すように、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９のそれぞれに電気的に接続されている。タイミングジェネレータ１８は、各種のタイミング信号を生成し、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９に出力することで、各部について駆動制御を行う。
【０２１６】
シャッター駆動回路１９は、画素Ｐを行単位で選択して、画素Ｐにおける露光時間を調整するように構成されている。
【０２１７】
（Ａ−２）固体撮像装置の詳細構成
本実施形態にかかる固体撮像装置の詳細内容について説明する。
【０２１８】
図１６，図１７は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置の要部を示す図である。
【０２１９】
ここで、図１６は、撮像領域ＰＡの上面を示している。また、図１７は、撮像領域ＰＡに設けられた画素Ｐの回路構成を示している。
【０２２０】
図１６，図１７に示すように、固体撮像装置１は、フォトダイオード２１と、画素トランジスタＰＴｒとを含む。ここで、画素トランジスタＰＴｒは、図１７に示すように、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、選択トランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５とを含み、フォトダイオード２１から信号電荷を読み出すように構成されている。
【０２２１】
固体撮像装置を構成する各部について順次説明する。
【０２２２】
（１）フォトダイオード２１について
固体撮像装置１において、フォトダイオード２１は、図１６に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が配置されている。複数のフォトダイオード２１は、撮像面（ｘｙ面）において、水平方向ｘと、この水平方向ｘに対して直交する垂直方向ｙとのそれぞれに並んで設けられている。
【０２２３】
各フォトダイオード２１は、入射光（被写体像）を受光し光電変換することによって信号電荷を生成して蓄積するように構成されている。たとえば、フォトダイオード２１は、ｎ型のシリコン半導体である基板１０１内に設けられたｐ型半導体領域に、ｎ型電荷蓄積領域が形成されることで構成される。そして、各フォトダイオード２１は、図１７に示すように、その蓄積した信号電荷が、転送トランジスタ２２によって読出しドレインＦＤへ転送されるように構成されている。
【０２２４】
本実施形態においては、図１６，図１７に示すように、各フォトダイオード２１のそれぞれには、転送トランジスタ２２が一対で設けられている。たとえば、４つのフォトダイオード２１（２１Ａ＿１，２１Ａ＿２，２１Ｂ＿１，２１Ｂ＿２）に対応して、４つの転送トランジスタ２２（２２Ａ＿１，２２Ａ＿２，２２Ｂ＿１，２２Ｂ＿２）が一対で設けられている。
【０２２５】
そして、図１６，図１７に示すように、複数のフォトダイオード２１が、１つの読出しドレインＦＤを共有するように構成されている。本実施形態では、図１６に示すように、対角方向ｋに並ぶ２つのフォトダイオード２１（２１Ａ＿１と２１Ａ＿２、または、２１Ｂ＿１，２１Ｂ＿２）が、１つの読出しドレインＦＤ（ＦＤＡ、または、ＦＤＢ）を共有するように設けられている。
【０２２６】
そして、図１６，図１７に示すように、その複数のフォトダイオード２１からなる組が、複数の組で、増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とを共有するように構成されている。たとえば、図１７に示すように、４つのフォトダイオード２１（２１Ａ＿１，２１Ａ＿２，２１Ｂ＿１，２１Ｂ＿２）からなる１組に対して、増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とのそれぞれが１つずつ設けられている。
【０２２７】
（２）画素トランジスタＰＴｒについて
固体撮像装置１において、画素トランジスタＰＴｒは、図１６に示すように、撮像面（ｘｙ面）において、複数の画素Ｐの間に設けられている。画素トランジスタＰＴｒのそれぞれは、基板１０１において画素Ｐの間を分離する領域に、活性化領域（図示なし）が形成されており、各ゲート電極が、たとえば、ポリシリコンを用いて形成されている。
【０２２８】
画素トランジスタＰＴｒにおいて、転送トランジスタ２２は、図１６，１７に示すように、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が形成されている。
【０２２９】
ここでは、図１６に示すように、転送トランジスタ２２は、転送ゲートが基板１０１の表面にゲート絶縁膜を介して設けられている。転送トランジスタ２２において、転送ゲートは、基板１０１の表面に設けられた、読出しドレインＦＤ（フローティングディフュージョン）に隣接するように設けられている。
【０２３０】
そして、図１７に示すように、転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１にて生成された信号電荷を、増幅トランジスタ２３のゲートへ電気信号として出力するように構成されている。具体的には、転送トランジスタ２２は、転送線２６からゲートに転送信号が与えられることによって、フォトダイオード２１において蓄積された信号電荷を、読出しドレインＦＤに出力信号として転送する。
【０２３１】
本実施形態においては、転送トランジスタ２２のそれぞれは、図１６に示すように、フォトダイオード２１のそれぞれに対応して設けられている。
【０２３２】
たとえば、図１６に示すように、各転送トランジスタ２２は、撮像面（ｘｙ面）において水平方向ｘと垂直方向ｙとに対して傾斜する対角方向ｋに並ぶ複数の画素Ｐの間に設けられた読出しドレインＦＤを、２つの転送トランジスタ２２が挟むように形成されている。
【０２３３】
具体的には、図１６に示すように、２つの転送トランジスタ２２Ａ＿１，２２Ａ＿２が、傾斜方向に並ぶ２つのフォトダイオード２１Ａ＿１，２１Ａ＿２の間に設けられた読出しドレインＦＤＡを挟むように設けられている。また、２つの転送トランジスタ２２Ｂ＿１，２２Ｂ＿２が、傾斜方向に並ぶ２つのフォトダイオード２１Ｂ＿１，２１Ｂ＿２の間に設けられた読出しドレインＦＤＢを挟むように設けられている。
【０２３４】
画素トランジスタＰＴｒにおいて、増幅トランジスタ２３は、図１７に示すように、転送トランジスタ２２から出力された電気信号を増幅して出力するように構成されている。
【０２３５】
具体的には、増幅トランジスタ２３は、ゲートが、読出しドレインＦＤに接続されている。また、増幅トランジスタ２３は、ドレインが電源電位供給線Ｖｄｄに接続され、ソースが選択トランジスタ２４に接続されている。増幅トランジスタ２３は、選択トランジスタ２４がオン状態になるように選択されたときには、定電流源（図示なし）から定電流が供給されて、ソースフォロアとして動作する。このため、増幅トランジスタ２３では、選択トランジスタ２４に選択信号が供給されることによって、読出しドレインＦＤから出力された出力信号が増幅される。
【０２３６】
画素トランジスタＰＴｒにおいて、選択トランジスタ２４は、図１７に示すように、選択信号が入力された際に、増幅トランジスタ２３によって出力された電気信号を、垂直信号線２７へ出力するように構成されている。
【０２３７】
具体的には、選択トランジスタ２４は、図１７に示すように、選択信号が供給されるアドレス線２８にゲートが接続されている。選択トランジスタ２４は、選択信号が供給された際にはオン状態になり、上記のように増幅トランジスタ２３によって増幅された出力信号を、垂直信号線２７に出力する。
【０２３８】
画素トランジスタＰＴｒにおいて、リセットトランジスタ２５は、図１７に示すように、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットするように構成されている。
【０２３９】
具体的には、リセットトランジスタ２５は、図１７に示すように、リセット信号が供給されるリセット線２９にゲートが接続されている。また、リセットトランジスタ２５は、ドレインが電源電位供給線Ｖｄｄに接続され、ソースが読出しドレインＦＤに接続されている。そして、リセットトランジスタ２５は、リセット線２９からリセット信号がゲートに供給された際に、読出しドレインＦＤを介して、増幅トランジスタ２３のゲート電位を、電源電位にリセットする。
【０２４０】
本実施形態では、上記の増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とのそれぞれは、図１６に示すように、複数のフォトダイオード２１からなる組によって、共有されるように構成されている。
【０２４１】
たとえば、図１６に示すように、４つのフォトダイオード２１（２１Ａ＿１，２１Ａ＿２，２１Ｂ＿１，２１Ｂ＿２）からなる１組に対して、増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とのそれぞれが１つずつ設けられている。
【０２４２】
たとえば、増幅トランジスタ２３と選択トランジスタ２４とリセットトランジスタ２５とのそれぞれは、図１６に示すトランジスタ領域ＴＲに設けられている。
【０２４３】
（３）その他
なお、図１６では、図示を省略しているが、基板１０１の表面には、配線層（図示なし）が設けられている。この配線層においては、各素子に電気的に接続された配線（図示なし）が絶縁層（図示なし）内に形成されている。各配線は、図１７にて示した、転送線２６，アドレス線２８，垂直信号線２７，リセット線２９などの配線として機能するように積層して形成されている。
【０２４４】
この他に、基板１０１においては、カラーフィルタやマイクロレンズ等の光学部材が画素Ｐに対応して設けられている。図示を省略しているが、カラーフィルタは、実施形態１と同様に、たとえば、ベイヤー配列で各色のフィルタ層が配置されている。
【０２４５】
図１８と図１９は、本発明にかかる実施形態４において、マイクロレンズ６１を示す図である。ここで、図１８は、図１６と同様に、上面を示しており、図１９は、図１８のＹ１−Ｙ２部分の断面を示している。なお、図１８においては、マイクロレンズのレンズ面において、曲率が高い部分を、ハッチングを付して示している。
【０２４６】
図１８，図１９に示すように、マイクロレンズ６１は、実施形態１と同様に、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであって、入射光をフォトダイオードの受光面へ集光するように構成されている。
【０２４７】
ここでは、図１８に示すように、各マイクロレンズ６１は、実施形態１と同様に、平面形状が四角形状になるように形成されている。
【０２４８】
また、図１８，図１９に示すように、各マイクロレンズ６１は、トランジスタ領域ＴＲに対応する辺の部分が、他の部分よりも曲率が小さくなるように形成されている。そして、トランジスタ領域ＴＲに対応する辺の部分において、各マイクロレンズ６１の間に形成される溝の深さＤａが、他の部分の溝の深さＤｂよりも浅くなるように形成されている。
【０２４９】
なお、各マイクロレンズ６１は、実施形態１の場合と同様にして、レジストパターンを上記のようなレンズ形状にした後に、レンズ母材膜についてエッチバック処理を実施することで形成できる。
【０２５０】
（Ｃ）まとめ
以上のように、複数のマイクロレンズ６１は、撮像面（ｘｙ面）にて複数のフォトダイオード２１が画素トランジスタＰＴｒを介在せずに並ぶ部分に対応するマイクロレンズの間の溝の深さＤｂが、他の部分のマイクロレンズ６１の間の溝の深さＤａよりも深い。これと共に、複数のフォトダイオード２１が画素トランジスタＰＴｒを介在せずに並ぶ部分の側のレンズ面の曲率が、他の部分におけるレンズ面の曲率よりも高くなるように形成されている（図１８，図１９参照）。
【０２５１】
このように、本実施形態では、画素トランジスタＰＴｒが設けられたトランジスタ領域ＴＲ上では、マイクロレンズ６１のレンズ面の曲率が小さいので、感度ムラの発生を防止すると共に、ゲート電極からの反射の影響を抑制可能である。そして、これと共に、トランジスタ領域ＴＲ上以外のフォトダイオード２１の間においては、マイクロレンズ６１のレンズ面の曲率が大きいので、混色の発生を防止可能であって、感度を向上させることができる。
【０２５２】
すなわち、配線層の配置に関わらず、フォトダイオード２１の間は、画素トランジスタＰＴｒが設けられた部分よりも設けられない部分において、フォトダイオード２１の蓄積電荷が、他の画素へ漏れやすいが、上記の構成により、この不具合の発生を防止できる。
【０２５３】
したがって、本実施形態は、撮像画像の画像品質を容易に向上することができる。
【０２５４】
＜５．その他＞
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【０２５５】
図２０〜図２４は、本発明にかかる実施形態において、固体撮像装置の要部を示す図である。ここで、各図において、（Ａ）は、図１４と同様に、マイクロレンズ等を除いた固体撮像装置の上面を示しており、（Ｂ）は、マイクロレンズを含む固体撮像装置の上面を示している。なお、（Ｂ）においては、図１６と同様に、マイクロレンズのレンズ面の曲率が高い部分を、ハッチングを付して示している。
【０２５６】
図２０においては、垂直方向ｙ（縦方向）に並ぶ４つの画素Ｐに対して、共有する画素トランジスタがトランジスタ領域ＴＲに設けられている場合を示している。
【０２５７】
図２１，図２２においては、垂直方向ｙ（縦方向）に並ぶ２つの画素Ｐに対して、共有する画素トランジスタがトランジスタ領域ＴＲに設けられている場合を示している。なお、これらの構成は、特開２００７−８１０１５号公報に記載されている。
【０２５８】
図２３においては、水平方向ｘ（横方向）に並ぶ２つの画素Ｐに対して、共有する画素トランジスタがトランジスタ領域ＴＲに設けられている場合を示している。
【０２５９】
図２４においては、各画素Ｐに対して、画素トランジスタが、それぞれ、トランジスタ領域ＴＲに設けられている場合を示している。
【０２６０】
上記の各図においては、実施形態４と同様に、トランジスタ領域ＴＲ上では、マイクロレンズ６１のレンズ面の曲率が小さいので、感度ムラの発生を防止すると共に、ゲート電極からの反射の影響を抑制可能である。そして、これと共に、トランジスタ領域ＴＲ上以外のフォトダイオード２１の間においては、マイクロレンズ６１のレンズ面の曲率が大きいので、混色の発生を防止可能であって、感度を向上させることができる。
【０２６１】
また、上記の実施形態においては、いわゆる「表面照射型」の場合について説明したが、これに限定されない。「裏面照射型」の場合においても、適用可能である。「裏面照射型」においては、特に、隣接画素間における混色の発生などの不具合があるが、本発明を適用することで、効果的に、混色の発生を防止できる。
【０２６２】
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１は、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、フォトダイオード２１は、本発明の光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、電荷転送チャネル領域２３Ｔは、本発明の転送チャネル領域に相当する。また、上記の実施形態において、垂直転送レジスタ部ＶＴは、本発明の転送部に相当する。また、上記の実施形態において、マイクロレンズ６１は、本発明のマイクロレンズに相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明の基板に相当する。また、上記の実施形態において、レンズ母材膜１１１ｚは、本発明のレンズ母材膜に相当する。また、上記の実施形態において、カメラ２００は、本発明の電子機器に相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、画素Ｐは、本発明の画素に相当する。また、上記の実施形態において、撮像面ＰＳは、本発明の撮像面に相当する。また、上記の実施形態において、画素トランジスタＰＴｒは、本発明の画素トランジスタに相当する。また、上記の実施形態において、レジストパターンＲＰは、本発明のレジストパターンに相当する。また、上記の実施形態において、対角方向ｋは、本発明の第３方向に相当する。また、上記の実施形態において、水平方向ｘは、本発明の第１方向に相当する。また、上記の実施形態において、垂直方向ｙは、本発明の第２方向に相当する。
【符号の説明】
【０２６３】
１：固体撮像装置，１３：垂直駆動回路，１４：カラム回路，１５：水平駆動回路，１７：外部出力回路，１７ａ：ＡＧＣ回路，１７ｂ：ＡＤＣ回路，１８：タイミングジェネレータ，１９：シャッター駆動回路，２１：フォトダイオード，２２Ｒ：電荷読出しチャネル領域，２２：転送トランジスタ，２３Ｔ：電荷転送チャネル領域，２３：増幅トランジスタ，２４Ｃ：チャネルストッパー領域，２４：選択トランジスタ，２５：リセットトランジスタ，２６：転送線，２７：垂直信号線，２８：アドレス線，２９：リセット線，３１：転送電極，４１：金属遮光膜，４２：光学系，４５：層内レンズ，５１：カラーフィルタ，５１Ｂ：ブルーフィルタ層，５１Ｇ：グリーンフィルタ層，５１Ｒ：レッドフィルタ層，６１：マイクロレンズ，１０１：基板，１１１ｚ：レンズ母材膜，２００：カメラ，２０２：光学系，２０３：駆動回路，２０４：信号処理回路，ＦＤ：読出しドレイン，Ｇｘ：ゲート絶縁膜，Ｈ：入射光，ＨＴ：水平転送レジスタ部，ＦＴ：半透過部，ＨＴ１：平坦化膜，ＪＳ：受光面，Ｐ：画素，Ａ：撮像領域，ＰＭ：フォトマスク，ＰＳ：撮像面，ＰＴｒ：画素トランジスタ，ＲＯ：電荷読出し部，ＲＰ：レジストパターン，ＳＡ：周辺領域，ＳＫ：遮光部，ＳＳ：素子分離部，Ｓｚ：絶縁膜，ＴＲ：トランジスタ領域，ＴＴ：透過部，ＶＴ：垂直転送レジスタ部，Ｖｄｄ：電源電位供給線，ｋ：対角方向，ｘ：水平方向，ｙ：垂直方向，ｚ：深さ方向
【図１】
0005568934.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005568934.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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