(57)【要約】【課題】より確実にシェーディング特性を改善する。【解決手段】複数の画素が形成された半導体基板と、半導体基板上に積層された上層膜と、上層膜上に、画素のそれぞれに対応して形成されたオンチップレンズとを備える固体撮像装置において、オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心からオンチップレンズまでの距離と、上層膜上のオンチップレンズの位置での上層膜の膜厚とに応じて変化させる。本技術は、例えばCMOSイメージセンサに適用することができる。【選択図】図６
2014072471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に積層された上層膜と、
前記上層膜上に、前記画素のそれぞれに対応して形成されたオンチップレンズとを備え、
前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた
固体撮像装置。
【請求項２】
前記上層膜の膜厚は、前記上層膜の膜厚を異ならせる要因からの距離の関数で表される
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記関数は、線形関数である
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記関数は、非線形関数である
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記上層膜は、前記画素のそれぞれに対応して形成されたカラーフィルタを含み、
前記カラーフィルタの瞳補正量を、画素領域の中心から前記カラーフィルタまでの距離と、前記上層膜における前記カラーフィルタの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記上層膜は、前記画素のそれぞれに対応して形成された遮光膜を含み、
前記遮光膜の瞳補正量を、画素領域の中心から前記遮光膜までの距離と、前記上層膜における前記遮光膜の位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、OPB（Optical Black）画素である
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、貫通ビアである
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、電極パッドである
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、配線である
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、スクライブラインである
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
複数の画素が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に積層された上層膜と、
前記上層膜上に、複数の前記画素に対応して形成されたオンチップレンズとを備える固体撮像装置の製造方法であって、
前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させて前記オンチップレンズを形成する
ステップを含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
複数の画素が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に積層された上層膜と、
前記上層膜上に、複数の前記画素に対応して形成されたオンチップレンズとを備え、
前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた固体撮像装置
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像装置および製造方法、並びに電子機器に関し、特に、シェーディング特性を改善することができるようにする固体撮像装置および製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の携帯端末に搭載されるカメラモジュールのさらなる小型化が要求されている。これに伴い、このようなカメラモジュールにおいては、レンズと撮像面との間の距離（射出瞳距離）が短くなる傾向にあり、撮像面の中心部の画素に入射する光量と周縁部の画素に入射する光量との差が大きくなってしまう。このことがシェーディングと呼ばれる画像内の感度ムラの発生を招いている。
【０００３】
これに対して、瞳補正技術を用いてシェーディング特性を改善することが行われている。
【０００４】
例えば、オンチップレンズを受光部の撮像面の中心からの距離に対応して異なる比率でずらすことで、シェーディング特性の改善を図った技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、上層膜の膜厚を、撮像面の中心からの距離に応じて周縁部ほど厚くすることで、３次元的に瞳補正を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４９８４６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４０４２６号公報
【特許文献３】特開２００６−１９６５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術においては、撮像面内での上層膜の膜厚が均一であることが前提であり、プロセス上、何らかの原因により、これが変化した場合、確実にシェーディング特性を改善できない恐れがある。
【０００８】
また、特許文献２，３の技術においても、プロセス上、何らかの原因により、上層膜の膜厚にばらつきが生じた場合、確実にシェーディング特性を改善できない恐れがある。
【０００９】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より確実にシェーディング特性を改善することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の一側面の固体撮像装置は、複数の画素が形成された半導体基板と、前記半導体基板上に積層された上層膜と、前記上層膜上に、前記画素のそれぞれに対応して形成されたオンチップレンズとを備え、前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた。
【００１１】
前記上層膜の膜厚は、前記上層膜の膜厚を異ならせる要因からの距離の関数で表されるようにすることができる。
【００１２】
前記関数は、線形関数であるようにすることができる。
【００１３】
前記関数は、非線形関数であるようにすることができる。
【００１４】
前記上層膜には、前記画素のそれぞれに対応して形成されたカラーフィルタを含み、前記カラーフィルタの瞳補正量を、画素領域の中心から前記カラーフィルタまでの距離と、前記上層膜における前記カラーフィルタの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させるようにすることができる。
【００１５】
前記上層膜には、前記画素のそれぞれに対応して形成された遮光膜を含み、前記遮光膜の瞳補正量を、画素領域の中心から前記遮光膜までの距離と、前記上層膜における前記遮光膜の位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させるようにすることができる。
【００１６】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、OPB（Optical Black）画素であるようにすることができる。
【００１７】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、貫通ビアであるようにすることができる。
【００１８】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、電極パッドであるようにすることができる。
【００１９】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、配線であるようにすることができる。
【００２０】
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、スクライブラインであるようにすることができる。
【００２１】
本技術の一側面の固体撮像装置の製造方法は、複数の画素が形成された半導体基板と、前記半導体基板上に積層された上層膜と、前記上層膜上に、複数の前記画素に対応して形成されたオンチップレンズとを備える固体撮像装置の製造方法であって、前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させて前記オンチップレンズを形成するステップを含む。
【００２２】
本技術の一側面の電子機器は、複数の画素が形成された半導体基板と、前記半導体基板上に積層された上層膜と、前記上層膜上に、複数の前記画素に対応して形成されたオンチップレンズとを備え、前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた固体撮像装置を備える。
【００２３】
本技術の一側面においては、オンチップレンズの瞳補正量が、画素領域の中心からオンチップレンズまでの距離と、上層膜上のオンチップレンズの位置での上層膜の膜厚とに応じて変化させられる。
【発明の効果】
【００２４】
本技術の一側面によれば、より確実にシェーディング特性を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本技術を適用した固体撮像装置の平面図である。
【図２】本技術を適用した固体撮像装置の断面図である。
【図３】本技術を適用した固体撮像装置の断面図である。
【図４】本技術の瞳補正について説明する図である。
【図５】本技術の瞳補正について説明する図である。
【図６】本技術の瞳補正について説明する図である。
【図７】上層膜の膜厚を表す関数の例を示す図である。
【図８】上層膜の膜厚を表す関数の例を示す図である。
【図９】本技術を適用した固体撮像装置の他の例を示す図である。
【図１０】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１１】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１２】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１３】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１４】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１５】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１６】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１７】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図１８】固体撮像装置の形成処理について説明するフローチャートである。
【図１９】固体撮像装置の形成処理の流れを説明する図である。
【図２０】本技術を適用した固体撮像装置のさらに他の例を示す図である。
【図２１】本技術を適用した電子機器の一実施の形態の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本技術の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２７】
［固体撮像装置の実施の形態］
図１乃至図３は、本技術が適用される固体撮像装置としてのCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの一実施の形態の構成を示す平面図および断面図である。以下において、このCMOSイメージセンサは、裏面照射型であるものとして説明する。
【００２８】
図１は、CMOSイメージセンサの外観構成を示す平面図であり、図２および図３は、図１のCMOSイメージセンサのa−a'線での断面図である。
【００２９】
図１に示されるように、CMOSイメージセンサ１には、複数の画素が行列状に配列されてなる画素アレイが配置される画素領域１１が設けられている。さらに、CMOSイメージセンサ１には、画素領域１１の１辺（図中右側）に隣接して、撮像に用いられる画素以外のものが配置される非画素領域１２が設けられている。
【００３０】
また、図２および図３に示されるように、画素領域１１においては、図示せぬ支持基板上に形成された配線層３１の上に、複数の画素としてのフォトダイオード３２が形成された半導体基板３３が形成される。半導体基板３３の上面には、平坦化膜３４が形成され、平坦化膜３４の上面には、フォトダイオード３２それぞれに対応するようにカラーフィルタ３５が形成される。さらに、カラーフィルタ３５の上面には、絶縁膜３６が形成され、絶縁膜３６の上面には、フォトダイオード３２それぞれに対応するようにオンチップレンズ３７が形成される。なお、以下においては、半導体基板３３の上面に形成される平坦化膜３４乃至絶縁膜３６を合わせて、上層膜という。この上層膜には、上層膜に含まれる膜間の屈折率差に起因する光の反射を防ぐために、例えば、屈折率が1.5以上の高屈折率膜が含まれるようにしてもよい。
【００３１】
このように、カラーフィルタ３５およびオンチップレンズ３７は画素毎に設けられており、図示せぬ光学レンズからの入射光がオンチップレンズ３７およびカラーフィルタ３５を介して、対応するフォトダイオード３２に入射される。
【００３２】
ここで、図示せぬ光学レンズからの入射光は、画素領域１１の中心Ｏ（図１）では、CMOSイメージセンサ１に対して垂直に入射されるが、画素領域１１の周縁に近づくほど、その入射角度は大きくなる。
【００３３】
すなわち、各画素に対応するオンチップレンズ３７に入射された光が、対応するカラーフィルタ３５を介してその画素を構成するフォトダイオード３２に入射されるようにする必要がある。そこで、一般的には、１つのフォトダイオード３２に対するカラーフィルタ３５およびオンチップレンズ３７は、画素領域１１の中心Ｏからの距離に応じて、対応する画素に対して、その位置を図１の画素領域１１中に示される太矢印の向き、すなわち画素領域１１の中心Ｏに向かってずらすようにして瞳補正が行われる。この瞳補正によって、カラーフィルタ３５およびオンチップレンズ３７を画素領域１１の中心Ｏに向かってずらす距離を、瞳補正量という。
【００３４】
ところで、画素領域１１に隣接して設けられている非画素領域１２に配置されるものによっては、プロセス上、例えば、上層膜として塗布される材料の粘性等に応じて、その膜厚に段差が生じる。ここでいう段差とは、画素領域１１の中心Ｏにおける上層膜の膜厚と、画素領域１１の所定位置での上層膜の膜厚との差である。
【００３５】
具体的には、図２に示されるように、画素領域１１の中心側から周縁側（非画素領域１２側）に向かって、上層膜（絶縁膜３６）の膜厚が厚くなったり、図３に示されるように、画素領域１１の中心側から周縁側（非画素領域１２側）に向かって、上層膜（絶縁膜３６）の膜厚が薄くなったりする。以下においては、図２に示されるような段差の形状を凹型といい、図３に示されるような段差の形状を凸型という。
【００３６】
なお、非画素領域１２に配置され、上層膜の膜厚を異ならせるもの、すなわち段差の要因となるものとしては、OPB（Optical Black）画素、貫通ビア、電極パッド、配線等がある。
【００３７】
このようにして画素領域１１に生じる上層膜の膜厚の段差は、画素領域１１における非画素領域１２（段差の要因）からの距離によって異なる。したがって、画素領域１１において、上層膜の膜厚に段差が生じる場合の瞳補正は、画素領域１１の中心Ｏからの距離と、それぞれの位置での上層膜の膜厚とに応じて行われる必要がある。
【００３８】
そこで、本技術の瞳補正においては、例えばオンチップレンズ３７の瞳補正量を、画素領域１１の中心Ｏからオンチップレンズ３７までの距離と、上層膜上のオンチップレンズ３７の位置での上層膜の膜厚とに応じて変化させるようにする。
【００３９】
なお、上述したように、上層膜の膜厚は、画素領域１１上の非画素領域１２からの距離によって異なる。すなわち、本技術の瞳補正においては、オンチップレンズ３７の瞳補正量を、図４に示されるように、画素領域１１の中心Ｏから、画素領域１１上のオンチップレンズ３７の位置Ｐまでの距離ｘと、非画素領域１２から位置Ｐまでの距離ｖとに応じて変化させるようにする。
【００４０】
以下、本技術の瞳補正について、より詳細に説明する。
【００４１】
［本技術の瞳補正の詳細］
図５は、本技術の瞳補正の詳細について説明する、CMOSイメージセンサ１の画素領域１１および非画素領域１２の断面図である。
【００４２】
図５に示されるように、光源としての図示せぬ光学レンズの光軸上の点Ｓと、画素領域１１の中心Ｏとの距離をＹとする。また、注目する画素（注目画素）に対応する、画素領域１１の中心Ｏにおける上層膜の膜厚と同じ膜厚となる平面上でのオンチップレンズ３７の位置をＰ、位置Ｐにおける上層膜の膜厚の段差ｙを考慮した上層膜上のオンチップレンズ３７の位置をＰ'とする。
【００４３】
従来の瞳補正においては、上層膜の膜厚の段差ｙがない場合、注目画素に対応するオンチップレンズ３７は、注目画素に光学レンズからの光線Ｌが入射されるように、注目画素の位置から所定の瞳補正量だけずらした位置Ｐに配置される。しかしながら、上層膜の膜厚に段差ｙを有する画素領域１１に対して従来の瞳補正を適用した場合、オンチップレンズ３７は位置Ｐ'に配置され、オンチップレンズ３７に対応する注目画素には、光線Ｌとは異なる光線Ｌ'が入射されるようになってしまう。
【００４４】
そこで、画素領域１１において上層膜の膜厚に段差ｙを有する場合、注目画素に光学レンズからの光線Ｌが入射されるようにするためには、オンチップレンズ３７は位置Ｐ''に配置されればよい。なお、厳密には、オンチップレンズ３７は、光線Ｌと上層膜の表面との交点Ｒに配置されるようになるが、交点Ｒと位置Ｐ''との間の距離は非常に小さいので、交点Ｒと位置Ｐ''とを同一とみなすこととする。
【００４５】
すなわち、オンチップレンズ３７の瞳補正量は、図６に示されるように、従来の瞳補正量に、位置Ｐ'と位置Ｐ''との間の距離ｄを加えた距離となる。
【００４６】
ここで、図６において、光学レンズの光軸上の、画素領域１１の中心Ｏから段差ｙの高さの点をＱ、線分ＱＰ''の長さをｘ'とすると、距離ｄは、以下の式（１）で表わされる。
【００４７】
ｄ＝ｘ−ｘ'                                       ・・・（１）
【００４８】
また、∠ＯＰＳ＝∠ＱＰ''Ｓ＝θとした場合、以下の式（２）の関係が成り立つ。
【００４９】
tanθ＝Ｙ／ｘ＝（Ｙ−ｙ）／ｘ'                      ・・・（２）
【００５０】
式（２）より、ｘ'は、以下の式（３）で表わされる。
【００５１】
ｘ'＝ｘ（Ｙ−ｙ）／Ｙ                             ・・・（３）
【００５２】
式（１）および式（３）より、距離ｄは、以下の式（４）で表わされる。
【００５３】
ｄ＝ｘ｛１−（Ｙ−ｙ）／Ｙ｝＝ｘｙ／Ｙ                  ・・・（４）
【００５４】
式（４）に示されるように、距離ｄは、画素領域１１の中心Ｏからオンチップレンズ３７の位置Ｐ（位置Ｐ'）までの距離ｘと、位置Ｐでの上層膜の膜厚の段差ｙとで決まる。すなわち、オンチップレンズ３７の瞳補正量は、画素領域１１の中心Ｏからオンチップレンズ３７までの距離ｘと、上層膜上のオンチップレンズ３７の位置での上層膜の膜厚の段差ｙとに応じて変化する。
【００５５】
また、上述したように、上層膜の膜厚の段差ｙは、非画素領域１２から位置Ｐまでの距離ｖに応じて決まる。すなわち、オンチップレンズ３７の瞳補正量は、画素領域１１の中心Ｏからオンチップレンズ３７までの距離ｘと、非画素領域１２からオンチップレンズ３７までの距離ｖとに応じて変化する。
【００５６】
ここで、例えば、上層膜の膜厚の段差ｙは、図７に示されるように、非画素領域１２から位置Ｐまでの距離ｖの線形関数で表わされる。また、上層膜の膜厚の段差ｙは、図８に示されるように、非画素領域１２から位置Ｐまでの距離ｖの非線形関数で表わされるようにしてもよい。
【００５７】
また、上層膜の膜厚の段差ｙを表す関数は、例えば、上層膜の上面の形状を３次元的に解析すること等によって予め設定される。さらに、上層膜の膜厚の段差ｙを表す関数は、非画素領域１２に配置される段差の要因によって異なる。すなわち、非画素領域１２に配置される段差の要因によって、上層膜の膜厚の段差ｙの形状は、凹型になったり、凸型になったりする。
【００５８】
以上の構成のように、オンチップレンズ３７の瞳補正量を、画素領域１１の中心Ｏからオンチップレンズ３７までの距離と、上層膜上のオンチップレンズ３７の位置での上層膜の膜厚とに応じて変化させるようにしたので、プロセス上、何らかの原因により、上層膜の膜厚にばらつきが生じた場合であっても、より確実にシェーディング特性を改善することが可能となる。
【００５９】
また、従来は、画素領域１１と、非画素領域１２に設けられる段差の要因となるものとの間隔（無効領域）を十分大きくとることで、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差を発生させないようにして、上層膜の膜厚の段差が瞳補正に影響を与えないようにすることが行われていた。
【００６０】
一方、本技術の瞳補正によれば、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差を考慮した上で、シェーディング特性を改善することができるので、無効領域を小さくすることができ、CMOSイメージセンサ１のチップサイズのさらなる小型化を実現することが可能となる。
【００６１】
なお、以上においては、上層膜の膜厚の段差ｙの形状が凹型である場合の距離ｄの導出について説明したが、上層膜の膜厚の段差ｙの形状が凸型である場合の距離ｄの導出についても同様にして行うことができる。なお、上層膜の膜厚の段差ｙの形状が凹型である場合には、オンチップレンズ３７は、従来の瞳補正の位置から画素領域１１の中心Ｏに向かってずらされるが、上層膜の膜厚の段差ｙの形状が凸型である場合には、オンチップレンズ３７は、従来の瞳補正の位置から画素領域１１の中心Ｏの反対側に向かってずらされるようになる。
【００６２】
さらに、以上のようにして導出される瞳補正量は、オンチップレンズ３７と同様にして、画素のそれぞれに対応して形成されるカラーフィルタ３５や、カラーフィルタの混色を防ぐために形成される図示せぬ遮光膜についても適用することができる。
【００６３】
また、以上においては、段差の要因を有する非画素領域１２が、画素領域１１の右側１辺に隣接して設けられる構成について説明したが、非画素領域１２は、画素領域１１の他の１辺に隣接して設けられてもよい。さらに、非画素領域１２は、画素領域１１のいずれか１辺だけに隣接して設けられるものに限られない。
【００６４】
以下、本技術が適用される固体撮像装置の他の実施の形態について説明する。
【００６５】
［固体撮像装置の他の実施の形態］
図９は、本技術が適用される固体撮像装置の他の実施の形態の構成を示す平面図である。
【００６６】
図９に示されるCMOSイメージセンサ１には、画素領域１１の２辺（図中右側および左側）に隣接して非画素領域１２が設けられている。なお、非画素領域１２は、画素領域１１の他の２辺に隣接して設けられてもよい。
【００６７】
図９の構成において、非画素領域１２に配置され、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差の要因となるものとしては、OPB画素、貫通ビア、電極パッド、配線等がある。
【００６８】
図１０は、本技術が適用される固体撮像装置のさらに他の実施の形態の構成を示す平面図である。
【００６９】
図１０に示されるCMOSイメージセンサ１には、画素領域１１の３辺（図中右側、左側、および下側）に隣接して非画素領域１２が設けられている。なお、非画素領域１２は、画素領域１１の他の３辺に隣接して設けられてもよい。
【００７０】
図１０の構成において、非画素領域１２に配置され、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差の要因となるものとしては、OPB画素、貫通ビア、電極パッド、配線等がある。
【００７１】
図１１は、本技術が適用される固体撮像装置のさらに他の実施の形態の構成を示す平面図である。
【００７２】
図１１に示されるCMOSイメージセンサ１には、画素領域１１の４辺に隣接して非画素領域１２が設けられている。
【００７３】
図１１の構成において、非画素領域１２に配置され、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差の要因となるものとしては、OPB画素、貫通ビア、電極パッド、配線、スクライブライン等がある。
【００７４】
特に、図１１の構成において、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差の形状が凹型となる場合、その段差の要因となるものとして、非画素領域１２に比べ画素領域１１を低くした（低背化した）構造も挙げられる。
【００７５】
また、図１１の構成においては、画素領域１１において塗布されるカラーフィルタ３５自体も、例えばその濡れ性によって、形状が凹型となる段差の要因となる。
【００７６】
なお、図１および図９乃至図１１に示されるような、画素領域１１のいずれかの辺に隣接して設けられる非画素領域１２においては、設計上の必要性、例えば貫通ビアや電極パッドの配置により、間隙が設けられる場合がある。
【００７７】
具体的には、図１２乃至図１５に示されるように、図１および図９乃至図１１で示した非画素領域１２の一部に、間隙１０１が設けられる場合がある。
【００７８】
図１２乃至図１５の構成において、非画素領域１２に配置され、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差の要因となるものとしては、OPB画素、貫通ビア、電極パッド、配線等がある。
【００７９】
なお、図１２乃至図１５の構成においては、画素領域１１の所定位置における上層膜の膜厚の段差は、非画素領域１２からの距離および間隙１０１からの距離の関数で表わされるようになる。
【００８０】
さらに、図１６に示されるように、図１１で示した構成において、画素領域１１を複数の画素ブロックに分割するようにした場合には、プロセス上、画素領域１１を分割するために配置される格子状のメタルが、画素領域１１における上層膜の膜厚の段差の要因となる。この場合、画素領域１１上に配置されたメタルの上から上層膜の材料が塗布される。その結果、画素領域１１に形成される画素ブロック毎に、上層膜の膜厚の段差が生じるようになる。
【００８１】
また、上述した説明では、非画素領域１２は、基本的に画素領域１１の外側に設けられるものとしたが、図１７に示されるように、画素領域１１の内側に設けられるようにしてもよい。なお、非画素領域１２の形状は、図１７に示されるものに限定されない。
【００８２】
以上においては、CMOSイメージセンサ１の構成について説明してきたが、以下においては、CMOSイメージセンサ１の形成処理について説明する。
【００８３】
［固体撮像装置の形成処理］
図１８は、本技術が適用されるCMOSイメージセンサ１の形成処理について説明するフローチャートである。
【００８４】
なお、図１８のフローチャートにおいて、ステップＳ１より前の処理、およびステップＳ５より後の処理は、一般的に行われる固体撮像装置の形成処理と同様であるので、その説明は省略する。
【００８５】
ステップＳ１において、配線層およびフォトダイオードが形成される。
【００８６】
具体的には、図１９のＡに示されるように、図示せぬ支持基板上に配線層３１が形成され、その配線層３１の上に、複数の画素としてのフォトダイオード３２が形成される半導体基板３３が形成される。
【００８７】
ステップＳ２において、図１９のＢに示されるように、半導体基板３３の上面に、平坦化膜３４が形成される。
【００８８】
ステップＳ３において、遮光膜が形成される。具体的には、図１９のＣに示されるように、平坦化膜３４の上面に、フォトダイオード３２それぞれに対応するように、カラーフィルタ３５同士の混色を防ぐ遮光膜２０１が形成される。このとき、遮光膜２０１の瞳補正量は、画素領域１１の中心からの距離と、その位置での平坦化膜３４の膜厚とに応じて変化させられる。
【００８９】
ステップＳ４において、カラーフィルタが形成される。具体的には、図１９のＤに示されるように、平坦化膜３４の上面に、フォトダイオード３２それぞれに対応するようにカラーフィルタ３５が形成される。このとき、カラーフィルタ３５の瞳補正量は、画素領域１１の中心からの距離と、その位置での平坦化膜３４の膜厚とに応じて変化させられる。
【００９０】
ステップＳ５において、オンチップレンズが形成される。具体的には、図１９のＥに示されるように、カラーフィルタ３５の上面に絶縁膜３６が形成されるとともに、その絶縁膜３６の上面に、フォトダイオード３２それぞれに対応するようにオンチップレンズ３７が形成される。このとき、オンチップレンズ３７の瞳補正量は、画素領域１１の中心からの距離と、その位置での平坦化膜３４乃至絶縁膜３６の膜厚とに応じて変化させられる。
【００９１】
以上の処理によれば、オンチップレンズ３７の瞳補正量を、画素領域１１の中心Ｏからオンチップレンズ３７までの距離と、上層膜上のオンチップレンズ３７の位置での上層膜の膜厚とに応じて変化させるようにしたので、プロセス上、何らかの原因により、上層膜の膜厚にばらつきが生じた場合であっても、より確実にシェーディング特性を改善することが可能となる。
【００９２】
なお、以上においては、本技術を、裏面照射型のCMOSイメージセンサ１に適用した例について説明してきたが、本技術は、表面照射型のCMOSイメージセンサに適用することも可能である。
【００９３】
また、本技術は、図２０に示されるような、受光面３１１を湾曲させ、その上に上層膜３１２を形成し、上層膜３１２の上面に沿ってオンチップレンズ３１３を形成した固体撮像装置にも適用することができる。図２０に示される構成においては、画素領域の中心ほど上層膜３１２の膜厚は厚くなり、上層膜３１２の膜厚の段差の形状は、凹型となる。
【００９４】
［本技術を適用した電子機器の構成例］
さらに、本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。すなわち、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【００９５】
図２１は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【００９６】
図２１の撮像装置６００は、レンズ群などからなる光学部６０１、上述した共有画素の各構成が採用される固体撮像装置（撮像デバイス）６０２、およびカメラ信号処理回路であるDSP回路６０３を備える。また、撮像装置６００は、フレームメモリ６０４、表示部６０５、記録部６０６、操作部６０７、および電源部６０８も備える。DSP回路６０３、フレームメモリ６０４、表示部６０５、記録部６０６、操作部６０７および電源部６０８は、バスライン６０９を介して相互に接続されている。
【００９７】
光学部６０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置６０２の撮像面上に結像する。固体撮像装置６０２は、光学部６０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置６０２として、上述した実施の形態に係るCMOSイメージセンサ１を用いることができる。
【００９８】
表示部６０５は、例えば、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置６０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部６０６は、固体撮像装置６０２で撮像された動画または静止画を、DVD(Digital Versatile Disk)等の記録媒体に記録する。
【００９９】
操作部６０７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置６００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部６０８は、DSP回路６０３、フレームメモリ６０４、表示部６０５、記録部６０６および操作部６０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１００】
上述したように、固体撮像装置６０２として、上述した実施の形態に係るCMOSイメージセンサ１を用いることで、オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心からオンチップレンズまでの距離と、上層膜上のオンチップレンズの位置での上層膜の膜厚の段差とに応じて変化させることができる。従って、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置６００において、より確実にシェーディング特性を改善することができ、撮像画像の画質の劣化を防ぐことが可能となる。
【０１０１】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１０２】
さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）
複数の画素が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に積層された上層膜と、
前記上層膜上に、前記画素のそれぞれに対応して形成されたオンチップレンズとを備え、
前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた
固体撮像装置。
（２）
前記上層膜の膜厚は、前記上層膜の膜厚を異ならせる要因からの距離の関数で表される
（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記関数は、線形関数である
（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記関数は、非線形関数である
（２）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記上層膜は、前記画素のそれぞれに対応して形成されたカラーフィルタを含み、
前記カラーフィルタの瞳補正量を、画素領域の中心から前記カラーフィルタまでの距離と、前記上層膜における前記カラーフィルタの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた
（２）乃至（４）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（６）
前記上層膜は、前記画素のそれぞれに対応して形成された遮光膜を含み、
前記遮光膜の瞳補正量を、画素領域の中心から前記遮光膜までの距離と、前記上層膜における前記遮光膜の位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた
（２）乃至（５）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（７）
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、OPB（Optical Black）画素である
（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（８）
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、貫通ビアである
（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（９）
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、電極パッドである
（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１０）
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、配線である
（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１１）
前記上層膜の膜厚を異ならせる要因は、スクライブラインである
（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１２）
複数の画素が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に積層された上層膜と、
前記上層膜上に、複数の前記画素に対応して形成されたオンチップレンズとを備える固体撮像装置の製造方法であって、
前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させて前記オンチップレンズを形成する
ステップを含む固体撮像装置の製造方法。
（１３）
複数の画素が形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に積層された上層膜と、
前記上層膜上に、複数の前記画素に対応して形成されたオンチップレンズとを備え、
前記オンチップレンズの瞳補正量を、画素領域の中心から前記オンチップレンズまでの距離と、前記上層膜上の前記オンチップレンズの位置での前記上層膜の膜厚とに応じて変化させた固体撮像装置
を備える電子機器。
【符号の説明】
【０１０３】
１  CMOSイメージセンサ，  １１  画素領域，  １２  非画素領域，  ３２  半導体基板，  ３３  フォトダイオード，  ３４  平坦化膜，  ３５  カラーフィルタ，  ３６  絶縁膜，  ３７  オンチップレンズ，  ２０１  遮光膜，  ６００  撮像装置，  ６０２  固体撮像装置
【図１】
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【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】
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【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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