(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の高さを有するマイクロレンズを形成するマイクロレンズアレイの形成方法およびフォトマスクを提供する。【解決手段】ハードマスク３１´層を形成するステップと、フォトマスク３２によって、前記ハードマスク層にリソグラフィプロセスを行い、第１のパターンおよび第２のパターンを形成するステップと、前記第１のパターンおよび前記第２のパターンをリフローさせ、第１のレンズ構造および第２のレンズ構造をそれぞれ形成するステップを含み、前記フォトマスク３２は、第１のパターンセグメントおよび第２のパターンセグメントを含み、前記第２のパターンセグメントは、透明領域および不透明領域を含み、前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きいマイクロレンズアレイを形成する方法。【選択図】図３Ｄ
2019194665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードマスク層を形成するステップと、
フォトマスクによって、前記ハードマスク層にリソグラフィプロセスを行い、第１のパターンおよび第２のパターンを形成するステップと、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンをリフローさせ、第１のレンズ構造および第２のレンズ構造をそれぞれ形成するステップを含み、
前記フォトマスクは、第１のパターンセグメントおよび第２のパターンセグメントを含み、前記第２のパターンセグメントは、透明領域および不透明領域を含み、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きいマイクロレンズアレイを形成する方法。
【請求項２】
下層を形成するステップであって、前記ハードマスク層が前記下層の上に形成されるステップと、
前記第１のレンズ構造および前記第２のレンズ構造をエッチングマスクとして用いることによって、前記下層をエッチングし、第１のマイクロレンズおよび第２のマイクロレンズをそれぞれ形成するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のマイクロレンズの高さは、前記第２のマイクロレンズの高さより大きく、前記第１のマイクロレンズの面積は、前記第２のマイクロレンズの面積より大きく、前記第１のパターンの高さは、前記第２のパターンの高さより大きい請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタを含むフィルタ層を形成するステップを更に含み、
前記下層は、前記フィルタ層の上に形成され、
前記第１のカラーフィルタは、前記第１のマイクロレンズに対応し、前記第２のカラーフィルタは、前記第２のマイクロレンズに対応する請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記フォトマスクによって、前記ハードマスク層に前記リソグラフィプロセスを行うステップは、
前記フォトマスクを通る光により前記ハードマスク層を露光し、露光部分、第１の未露光部分、および第２の未露光部分を形成するステップと、
前記ハードマスク層から前記露光部分を除去するステップを含み、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンは前記第１の未露光部分と前記第２の未露光部分によってそれぞれ形成される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１の画素領域、第２の画素領域、および第３の画素領域を含む基板を提供するスッテップであって、前記ハードマスク層が前記基板の上に形成され、前記第１の画素領域および前記第２の画素領域は、前記第１のパターンセグメントに対応し、前記第３の画素領域は、前記第２のパターンセグメントに対応するステップと、
前記基板の前記第１の画素領域、前記第２の画素領域、および前記第３の画素領域にフォトセンサを形成するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１のパターンセグメントと、
透明領域および不透明領域を含む第２のパターンセグメントを含み、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きいフォトマスク。
【請求項８】
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域は、互いに離間された複数の開口を含み、前記複数の開口の総面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きく、前記複数の開口のそれぞれの形状は、三角形または長方形であり、前記第２のパターンセグメントは、複数の角部を含み、前記複数の開口は、前記複数の角部にそれぞれ配置される請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項９】
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域は、前記第２のパターンセグメントの中心領域に配置され、前記第２のパターンセグメントの前記透明領域は、互いに離間された複数の開口を含み、前記複数の開口のそれぞれの形状は、三角形または長方形である請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１０】
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の形状は、正方形または円形であり、前記第１のパターンセグメントは不透明セグメントである請求項７に記載のフォトマスク。
【請求項１１】
前記第１のパターンセグメントの面積は、前記第２のパターンセグメントの面積より大きい、または前記第２のパターンセグメントの面積と等しく、前記第１のパターンセグメントおよび前記第２のパターンセグメントは、マイクロレンズのパターンセグメントである請求項１０に記載のフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイの形成方法に関するものであり、特に、単一のリソグラフィプロセスを行うことによって複数の高さを有するマイクロレンズを形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサは、物体から受信した光信号を電気信号に変換することによって物体の画像を記録することができる装置である。現在、イメージセンサは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスおよび電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサに分けられることができる。一般的に、各レンズは、１つの画素ユニットに対応し、レンズの高さは同じである。しかしながら、少なくとも１つのレンズが複数の画素ユニットに対応する場合、現在の製造プロセスのいくつかの制限により、大径レンズの高さは他のレンズの高さより小さい可能性があり、対応する画素ユニットの変換効率を悪化させることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数の高さを有するマイクロレンズを形成するマイクロレンズアレイの形成方法およびフォトマスクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
マイクロレンズアレイを形成する方法の例示的な実施形態が提供される。前記方法は、ハードマスク層を形成するステップと、フォトマスクによって、ハードマスク層にリソグラフィプロセスを行い、第１のパターンおよび第２のパターンを形成するステップと、第１のパターンおよび第２のパターンをリフローさせ、第１のレンズ構造および第２のレンズ構造をそれぞれ形成するステップを含む。フォトマスクは、第１のパターンセグメントおよび第２のパターンセグメントを含み、第２のパターンセグメントは、透明領域および不透明領域を含む。第２のパターンセグメントの透明領域の面積は、第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きい。
【０００５】
例示的な実施形態では、フォトマスクは、第１のパターンセグメントおよび第２のパターンセグメントを含む。第２のパターンセグメントは、透明領域および不透明領域を含む。第２のパターンセグメントの透明領域の面積は、第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きい。
【発明の効果】
【０００６】
第１パターンセグメントおよび第２のパターンセグメントを含むフォトマスクを用いることによって、複数の高さを有するマイクロレンズを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、イメージセンサの断面の１つの例示的な実施形態を示している。
【図２】図２は、イメージセンサの断面のもう１つの例示的な実施形態を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、図１のイメージセンサの製造プロセスの例示的な実施形態を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１のイメージセンサの製造プロセスの例示的な実施形態を示している。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図１のイメージセンサの製造プロセスの例示的な実施形態を示している。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図１のイメージセンサの製造プロセスの例示的な実施形態を示している。
【図３Ｅ】図３Ｅは、図１のイメージセンサの製造プロセスの例示的な実施形態を示している。
【図３Ｆ】図３Ｆは、図１のイメージセンサの製造プロセスの例示的な実施形態を示している。
【図４】図４は、図１のイメージセンサのフォトマスクの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図５】図５は、図４に示されたフォトマスクのより大きなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図６Ａ】図６Ａは、図４に示されたフォトマスクのより小さなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図４に示されたフォトマスクのより小さなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図４に示されたフォトマスクのより小さなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図４に示されたフォトマスクのより小さなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図４に示されたフォトマスクのより小さなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図６Ｆ】図６Ｆは、図４に示されたフォトマスクのより小さなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図６Ｇ】図６Ｇは、図４に示されたフォトマスクのより小さなセグメントの上面図の例示的な実施形態を示している。
【図７】図７は、イメージセンサの断面のもう１つの例示的な実施形態を示している。
【図８】図８は、図１のイメージセンサのフォトマスクの上面図の例示的な実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
上述の説明では、本発明を実施するベストモードを開示している。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のものであり、本発明を限定するものではない（本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される）。
【０００９】
図１は、イメージセンサの断面の１つの例示的な実施形態を示している。図１に示すように、イメージセンサ１は、マイクロレンズアレイ１３を形成するために行および列に配列された複数のマイクロレンズを含む。説明を明確にするために、図１は、側面図用の２つのマイクロレンズ１３０およびマイクロレンズ１３１を示している。マイクロレンズアレイ１３のマイクロレンズの数は、設計要件に応じて決定される。図１に示されるように、基板１０が提供されている。複数のフォトセンサが基板１０に形成され、且つ列および行に配置されてフォトセンサアレイ１１を形成する。図１では、４つのフォトセンサ１１０〜１１３が示されている。フィルタ層１２は、基板１０の上に形成されており、フィルタ層１２はフィルタを含み、１つのフィルタは、１つのフォトセンサに対応する。フィルタ層１２のフィルタは、カラーフィルタ、例えば、原色系用の赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタ、または補色系用のシアン色フィルタ、黄色フィルタ、マゼンタ色フィルタなどであることができる。説明を明確にするために、図１は４つのカラーフィルタ１２０〜１２３を示している。カラーフィルタ１２０〜１２３は、少なくとも２つの異なる色または特定の色に用いるフィルタである。実施形態では、画素ユニットは、１つのフォトセンサと１つのフィルタのセットで定義され、イメージセンサ１は、画素ユニットを用いて複数の画素領域１０１〜１０３に分割される。図１に示されるように、基板１０は、画素ユニットを用いて４つの均等な画素領域１０１〜１０３に分割され、フォトセンサ１１０〜１１３は基板１０の領域１００〜１０３にそれぞれ形成される。
【００１０】
マイクロレンズアレイ１３に配置されたマイクロレンズ１３０と１３１は、フィルタ層１２の上に形成される。図１に示されるように、各マイクロレンズ１３０は、１つの画素ユニット（１ｘ１）に対応し、マイクロレンズ１３１は、２つの画素ユニット（１ｘ２）に対応する。具体的には、左側のマイクロレンズ１３０は、フィルタ１２０とフォトセンサ１１０に対応し、右側のマイクロレンズ１３０は、フィルタ１２３とフォトセンサ１１３に対応し、且つマイクロレンズ１３１は、フィルタ１２１と１２２およびフォトセンサ１１１、１１２に対応する。従って、マイクロレンズ１３１の面積は、各マイクロレンズ１３０の面積より大きい。本発明の一実施形態によって提供されたイメージセンサ１の製造プロセスにより、マイクロレンズ１３１の高さＨ１１は、各マイクロレンズ１３０の高さＨ１０より大きい。マイクロレンズ１３０とマイクロレンズ１３１の高さが異なるため、マイクロレンズ１３１の焦点距離は、マイクロレンズ１３０の焦点距離より大きい。別の実施形態では、マイクロレンズ１３１の高さは、図２に示されるように、各マイクロレンズ１３０の高さと等しく、各マイクロレンズ１３０と１３１の焦点距離が同じようになる。
【００１１】
イメージセンサ１の製造プロセスの例示的な実施形態は、図３Ａ〜図３Ｆを参照して説明される。本実施形態では、複数の高さのマイクロレンズ１３０、１３１が説明のための一例として示されている。図３Ａは、マイクロレンズ１３０、１３１のないイメージセンサ１の断面を示している。図３Ａに示されるように、基板１０が提供される。フォトセンサアレイ１１は、基板１０に形成され、フィルタ層１２は、基板１０の上に形成される。次いで、図３Ｂに示すように、下層３０は、フィルタ層１２の上に形成される。いくつかの実施形態では、下層３０は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、他の適切な材料、またはそれらの組み合わせでできている。いくつかの実施形態では、下層３０は多層構造を有する。図３Ｃに示すように、ハードマスク層３１は、下層３０の上に形成される。図３Ｃの実施形態では、ハードマスク層３１はポジ型フォトレジストを有する。
【００１２】
次いで、図３Ｄに示されるように、リソグラフィプロセスは、フォトマスク３２を用いることによって、ハードマスク層３１上で処理される。ハードマスク層３１は、フォトマスク３２を通る光３００に露光され、ハードマスク層３１’を形成する。ハードマスク層３１’は、露光部分３１０、未露光部分３１１および未露光部分３１２を含む。図４は、フォトマスク３２の上面図を示している。図４に示すように、フォトマスク３２は、透明基板４３および複数のパターンセグメント（ｐａｔｔｅｒｎ  ｓｅｇｍｅｎｔｓ）４１と少なくとも１つのパターンセグメント４２とを含む複数のセグメントを含み、透明領域および複数のマスキング領域を定義する。具体的には、フォトマスク３２のマスキング領域は、セグメント４１およびセグメント４２によって定義される。フォトマスク３２のセグメント数は一例であり、実際には、フォトマスク３２のセグメント数は、形成されるマイクロレンズの数によって決定される。図４では、１つのセグメント４２のみを含むフォトマスク３２が例として示されている。本実施形態では、セグメント４２の面積は、各セグメント４１の面積よりも大きい。リソグラフィプロセスの間、ハードマスク層３１の領域３１０は、透明領域４０を介して光３００に露光される。フォトマスク３２の各セグメントのパターンは、ハードマスク層３１の領域上に投影される。例えば、セグメント４１のパターンは、ハードマスク層３１の未露光部分３１１に投影され、セグメント４２のパターンはハードマスク層３１の未露光部分３１２に投影される。
【００１３】
本実施形態では、図５に示すように、セグメント４２は、不透明セグメント５０であり、各セグメント４１は、多角形（例えば、三角形、矩形、五角形、または２つ以上の側面を有する任意の閉じた形状）または円形形状を有する少なくとも１つの開口を含む。図６Ａは、セグメント４１の上面図の１つの例示的な実施形態を示している。図４の少なくとも１つのセグメント４１は、図６Ａに示されたセグメント４１Ａと同じレイアウトを有する。図６Ａに示すように、セグメント４１Ａは、セグメント４１Ａの透明領域６０１Ａを定義する開口６００を含む。従って、透明領域６０１Ａは、１つの単一の開口６００によって形成される。開口６００を除く、セグメント４１Ａの残りの部分は、セグメント４１Ａの不透明領域６０１Ｂを定義する。透明領域６０１Ａの面積は、セグメント４１Ａの面積の１８％より大きい。言い換えれば、開口６００の面積は、セグメント４１Ａの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６０１Ａの面積は、セグメント４１Ａの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ａの面積の５０％小さい。本実施形態では、セグメント４１Ａの形状は、正方形（長方形）であり、開口６００の形状も正方形である。開口６００によって形成された透明領域６０１Ａの形状も正方形である。セグメント４１Ａの中心点と開口６００の中心点は、同じ位置にある。開口６００の４辺は、セグメント４１Ａの４辺と平行である。画素ユニットが１．０ｕｍ（マイクロメートル）と等しい実施形態では、開口６００の一辺の長さ（ｂ６００）がセグメント４１Ａの一辺の長さ（ａ）の０．４２倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６００＞ ０．４２*ａ）、透明領域６０１Ａの面積は、セグメント４１Ａの面積の１８％より大きくなる。例えば、セグメント４１Ａの辺の長さ（ａ）が０．７１６ｕｍ（ａ = ０．７１６ｕｍ）となるように設定された場合、開口６００の辺の長さ（ｂ６００）は０．３ｕｍより大きくなければならない（ｂ＞ ０．３ｕｍ）。
【００１４】
図６Ｂは、セグメント４１の上面図のもう１つの例示的な実施形態を示している。図４の少なくとも１つのセグメント４１Ａは、図６Ｂに示されたセグメント４１Ｂと同じレイアウトを有する。図６Ｂに示すように、セグメント４１Ｂは、セグメント４１Ｂの透明領域６０３Ａとして定義される開口６０２を含む。従って、透明領域６０３Ａは、単一の開口６０２によって形成される。開口６０２を除く、セグメント４１Ｂの残りの部分は、セグメント４１Ｂの不透明領域６０３Ｂを定義する。透明領域６０３Ａの面積は、セグメント４１Ｂの面積の１８％より大きい。言い換えれば、開口６０２の面積は、セグメント４１Ｂの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６０３Ａの面積は、セグメント４１Ｂの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ｂの面積の５０％小さい。本実施形態では、セグメント４１Ｂの形状は、正方形であり、開口６０２の形状も正方形である。開口６０２によって形成された透明領域６０３Ａの形状も正方形である。セグメント４１Ｂの中心点と開口６０２の中心点は、同じ位置にある。開口６０２の１つの対角線は、セグメント４１Ｂの一対の反対側と平行であり、且つ開口６０２のもう１つの対角線は、セグメント４１Ｂのもう１つの一対の反対側と平行である。画素ユニットが１．０ｕｍと等しい実施形態では、開口６０２の各対角線の長さ（ｂ６０２）がセグメント４１Ａの一辺の長さ（ａ）の０．６倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６０２＞ ０．６*ａ）、透明領域６０３Ａの面積は、セグメント４１Ｂの面積の１８％より大きくなる。
【００１５】
図６Ｃは、セグメント４１の上面図のもう１つの例示的な実施形態を示している。図４の少なくとも１つのセグメント４１は、図６Ｃに示されたセグメント４１Ｃと同じレイアウトを有する。図６Ｃに示すように、セグメント４１Ｃは、セグメント４１Ｂの透明領域６０５Ａとして定義される開口６０４を含む。従って、透明領域６０５Ａは、単一の開口６０４によって形成される。開口６０４を除く、セグメント４１Ｃの残りの部分は、セグメント４１Ｃの不透明領域６０５Ｂを定義する。透明領域６０５Ａの面積は、セグメント４１Ｃの面積の１８％より大きい。言い換えれば、開口６０４の面積は、セグメント４１Ｃの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６０５Ａの面積は、セグメント４１Ｃの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ｃの面積の５０％小さい。本実施形態では、セグメント４１Ｃの形状は、正方形であり、開口６０４の形状は円形である。開口６０４によって形成された透明領域６０５Ａの形状も円形である。セグメント４１Ｃの中心点と開口６０４の中心点は、同じ位置にある。画素ユニットが１．０ｕｍと等しい実施形態では、開口６０４の直径の長さ（ｂ６０４）がセグメント４１Ｃの一辺の長さ（ａ）の０．４８倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６０２＞ ０．４８*ａ）、透明領域６０５Ａの面積は、セグメント４１Ｃの面積の１８％より大きくなる。
【００１６】
図６Ｄは、セグメント４１の上面図のもう１つの例示的な実施形態を示している。図４の少なくとも１つのセグメント４１は、図６Ｄに示されたセグメント４１Ｄと同じレイアウトを有する。図６Ｄに示すように、図６Ａ〜図６Ｃの実施形態と異なり、セグメント４１Ｄは、セグメント４１Ｄの透明領域６０７Ａを定義する複数の開口を含む。図６Ｄの実施形態では、４つの開口６０６Ａ〜６０６Ｄは、例として挙げられている。従って、透明領域６０７Ａの面積は、開口６０６Ａ〜６０６Ｄの面積の総和と等しい。開口６０６Ａ〜６０６Ｄを除く、セグメント４１Ｄの残りの部分は、セグメント４１Ｄの不透明領域６０７Ｂを定義する。透明領域６０７Ａの面積は、セグメント４１Ｄの面積の１８％より大きい。言い換えれば、開口６０６Ａ〜６０６Ｄの総面積は、セグメント４１Ｄの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６０７Ａの面積は、セグメント４１Ｄの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ｄの面積の５０％小さい。本実施形態では、セグメント４１Ｄの形状は、正方形であり、各開口６０６Ａ〜６０６Ｄの形状も正方形である。開口６０６Ａ〜６０６Ｄは、互いに離間されている。図６Ｄに示されるように、開口６０６Ａ〜６０６Ｄは、セグメント４１Ｄの中心点の近傍に配置され、セグメント４１Ｄの中心点に基づいて対称的に配置される。各開口６０６Ａ〜６０６Ｄの４辺は、セグメント４１Ｄの４辺と平行である。画素ユニットが１．０ｕｍと等しい実施形態では、各開口６０６Ａ〜６０６Ｄの一辺の長さ（ｂ６０６）がセグメント４１Ｄの一辺の長さ（ａ）の０．２１倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６０６＞ ０．２１*ａ）、透明領域６０７Ａの面積は、セグメント４１Ｄの面積の１８％より大きくなる。
【００１７】
図６Ｄの実施形態では、開口６０６Ａ〜６０６Ｄは、セグメント４１Ｄの中心点の近傍に配置される。別の実施形態では、図６Ｅに示されるように、開口は、セグメント４１Ｄの角部に配置されてもよい。図６Ｅは、セグメント４１の上面図のもう１つの例示的な実施形態を示している。図４の少なくとも１つのセグメント４１は、図６Ｅに示されたセグメント４１Ｅと同じレイアウトを有する。セグメント４１Ｅは、セグメント４１Ｅの透明領域６０９Ａを定義する複数の開口を含む。図６Ｅの実施形態では、４つの開口６０８Ａ〜６０８Ｄは、例として挙げられている。従って、透明領域６０９Ａの面積は、開口６０８Ａ〜６０８Ｄの面積の総和と等しい。開口６０８Ａ〜６０８Ｄを除く、セグメント４１Ｅの残りの部分は、セグメント４１Ｅの不透明領域６０９Ｂを定義する。透明領域６０９Ａの面積は、セグメント４１Ｅの面積の１８％より大きい。言い換えれば、開口６０８Ａ〜６０８Ｄの総面積は、セグメント４１Ｅの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６０９Ａの面積は、セグメント４１Ｅの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ｅの面積の５０％小さい。本実施形態では、セグメント４１Ｅの形状は、正方形であり、各開口６０８Ａ〜６０８Ｄの形状も正方形である。開口６０８Ａ〜６０８Ｄは、互いに離間されている。正方形のため、セグメント４１Ｅは４つの角部６１０Ａ〜６１０Ｄを含む。開口６０８Ａ〜６０８Ｄは、角部６１０Ａ〜６１０Ｄにそれぞれ配置される。各開口６０８Ａ〜６０８Ｄの４辺は、セグメント４１Ｅの４辺と平行である。画素ユニットが１．０ｕｍと等しい実施形態では、各開口６０８Ａ〜６０８Ｄの一辺の長さ（ｂ６０８）がセグメント４１Ｅの一辺の長さ（ａ）の０．２１倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６０８＞ ０．２１*ａ）、透明領域６０９Ａの面積は、セグメント４１Ｅの面積の１８％より大きくなる。
【００１８】
図６Ｅの実施形態では、開口６０８Ａ〜６０８Ｄの形状は、正方形である。別の実施形態では、図６Ｆに示されるように、開口の形状は、三角形であってもよい。図４の少なくとも１つのセグメント４１は、図６Ｆに示されたセグメント４１Ｅと同じレイアウトを有する。セグメント４１Ｆは、セグメント４１Ｆの透明領域６１２Ａを定義する複数の開口を含む。図６Ｆの実施形態では、４つの開口６１１Ａ〜６１１Ｄは、例として挙げられている。従って、透明領域６１２Ａの面積は、開口６１１Ａ〜６１１Ｄの面積の総和と等しい。開口６１１Ａ〜６１１Ｄを除く、セグメント４１Ｆの残りの部分は、セグメント４１Ｆの不透明領域６０２Ｂを定義する。透明領域６１２Ａの面積は、セグメント４１Ｆの面積の１８％より大きい。言い換えれば、開口６１１Ａ〜６１１Ｄの総面積は、セグメント４１Ｆの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６１２Ａの面積は、セグメント４１Ｆの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ｅの面積の５０％小さい。本実施形態では、セグメント４１Ｆの形状は、正方形であり、各開口６１１Ａ〜６１１Ｄの形状は、三角形である。具体的には、各開口６１１Ａ〜６１１Ｄの形状は、二等辺三角形である。開口６１１Ａ〜６１１Ｄは、互いに離間されている。四角形のため、セグメント４１Ｆは４つの角部６１３Ａ〜６１３Ｄを含む。開口６１１Ａ〜６１１Ｄは、角部６１３Ａ〜６１３Ｄにそれぞれ配置される。各開口６１１Ａ〜６１１Ｄでは、等しい長さの２つの辺は、セグメント４１Ｆの1対の隣接する辺にそれぞれ対応する。画素ユニットが１．０ｕｍと等しい実施形態では、各開口６１１Ａ〜６１１Ｄの一辺の長さ（ｂ６１１）がセグメント４１Ｆの一辺の長さ（ａ）の０．３０倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６１１＞ ０．３０*ａ）、透明領域６１２Ａの面積は、セグメント４１Ｆの面積の１８％より大きくなる。
【００１９】
図６Ｇは、セグメント４１の上面図の別の例示的な実施形態を示している。図４の少なくとも１つのセグメント４１は、図６Ｇに示されたセグメント４１Ｇと同じである。セグメント４１Ｇは、互いに離間され、セグメント４１Ｇの中心領域に配置された複数の開口を含む。図６Ｇの実施形態では、９つの開口６１４は、例として挙げられている。９つの開口６１４と開口６１４間の空間は、セグメント４１Ｇの透明領域６１５Ａを定義する。従って、透明領域６１５Ａの面積は、開口６１４の面積の総和と開口６４間の空間の面積の総和と等しい。透明領域６１５Ａを除く、セグメント４１Ｇの残りの部分は、セグメント４１Ｇの不透明領域６１５Ｂを定義する。本実施形態では、セグメント４１Ｅの形状は、正方形であり、透明領域６１５Ａの形状も正方形である。また、各開口６１４の形状は、正方形である。各開口６１４の４辺は、セグメント４１Ｇの４辺と平行である。透明領域６１５Ａの面積は、セグメント４１Ｇの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６１５Ａの面積は、セグメント４１Ｇの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ｇの面積の５０％小さい。画素ユニットが５．００ｕｍより大きい実施形態では、透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）がセグメント４１Ｇの一辺の長さ（ａ）の０．４２倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６１５＞ ０．４２*ａ）、透明領域６１５Ａの面積は、セグメント４１Ｇの面積の１８％より大きくなる。上述のように、透明領域６１５Ａは、９つの開口６１４と開口６１４間の空間で定義される。透明領域６１５Ａに９つの開口がある実施形態では、透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）がセグメント４１Ｇの一辺の長さ（ａ）の０．４２倍より大きい条件を満たすためには、各開口６１４の一辺の長さ（ｂ６１４）が透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）の０．２０倍に等しく、２つの隣接する開口６１４間の距離（ｂ６１６）も透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）の０．２０倍に等しくなる。説明のための一例として、辺の長さ（ｂ６１４）と辺の長さ（ｂ６１５）間の関係、および距離（ｂ６１６）と辺の長さ（ｂ６１５）間の関係を示す。他の実施形態では、辺の長さ（ｂ６１４）と辺の長さ（ｂ６１５ａ）間の関係、および距離（ｂ６１６）と辺の長さ（ｂ６１５ａ）間の関係は、透明領域６１５Ａの開口数および透明領域６１５Ａの開口の配置によって決定される。図６Ｄ〜図６Ｇの実施形態に基づいて、セグメント４１Ｄ／４１Ｅ／４１Ｆ／４１Ｇの透明領域６０７Ａ／６０９Ａ／６１２Ａ／６１５Ａは、複数の開口によって形成される。
【００２０】
図３Ｅに示すように、ハードマスク層３１を露光した後、ハードマスク層３１’は、選択的に現像液によって現像されて、露光部分３１０を除去する。未露光部分３１１および未露光部分３１２は、下層３０に残されてパターン３１１’およびパターン３１２’を形成する。図５および図６Ａ〜図６Ｇの実施形態に示すように、各セグメント４１は、少なくとも１つの開口を含み、セグメント４２は、不透明である。従って、各セグメント４１の透過率は、セグメント４２の透過率より大きい。未露光部分３１１に対応するセグメント４１が同じレイアウトを有する場合には、図３Ｄに示された左側のセグメント４１の透過率は、図３Ｄに示された右側のセグメントと４１の透過率と等しい。従って、現像のステップ後、各パターン３１１’の高さＨ３１１は、パターン３１２’の高さＨ３１２よりも小さい（Ｈ３１１＜Ｈ３１２）。即ち、パターン３１２’の高さＨ３１２は、各パターン３１１’の高さＨ３１１よりも大きい（Ｈ３１２＞Ｈ３１１）。
【００２１】
次いで、図３Ｆに示されるように、パターン３１１およびパターン３１２は、熱処理によってリフローされ、レンズ構造３１３およびレンズ構造３１４をそれぞれ形成する。上述のように、パターン３１２’の高さＨ３１２は、各パターン３１１’の高さＨ３１１よりも大きい（Ｈ３１２＞ Ｈ３１１）。従って、熱処理後、即ち、レンズ構造３１４の高さＨ３１４は、各レンズ構造３１３の高さＨ３１３より大きい（Ｈ３１４＞Ｈ３１３）。
【００２２】
図１に示されるように、レンズ構造３１３およびレンズ構造３１４が形成された後、下層３０は、レンズ構造３１３およびレンズ構造３１４をエッチングマスクとして用いることによってエッチングされ、マイクロレンズ１３０およびマイクロレンズ１３１をそれぞれ形成する。上述のように、レンズ構造３１４の高さＨ３１２は、各レンズ構造３１３の高さＨ３１３より大きい（Ｈ３１４＞Ｈ３１３）。従って、エッチングステップの後、マイクロレンズ１３１の高さＨ１１は、各マイクロレンズ１３０の高さＨ１０より大きい。
【００２３】
上述の実施形態によれば、各セグメント４１は、少なくとも１つの開口を含み、セグメント４２は、不透明である。従って、リソグラフィプロセス中に、パターンセグメント４１とパターンセグメント４２を含むフォトマスク３２を用いることによって、複数の高さを有するマイクロレンズを形成することができる。具体的に言えば、２つの画素ユニットに対応するマイクロレンズの高さは、他のマイクロレンズの高さより大きい。
【００２４】
図１の上述の実施形態では、マイクロレンズ１３１は２つの画素ユニットに対応し、各マイクロレンズ１３０は１つの画素ユニットに対応する。他の実施形態では、各マイクロレンズは、同じ数の画素ユニットに対応する。例えば、各マイクロレンズは、１つ以上の画素ユニットに対応する。この場合、マイクロレンズは、異なる高さを有してもよく、各マイクロレンズの高さは、対応するフィルタのタイプに応じて決定される。図７に示されるように、イメージセンサ７は、行と列に配置された複数のマイクロレンズを含んで、マイクロレンズアレイ７３を形成する。説明を明確にするために、図７は、側面図用のマイクロレンズ７３０〜７３２を示している。マイクロレンズアレイ７３のマイクロレンズの数は、設計要件に応じて決定される。図７に示されるように、基板７０が提供され、複数のフォトセンサが基板７０に形成され、且つ列および行に配置されてフォトセンサアレイ７１を形成する。図７では、断面図用の３つのフォトセンサ７１０〜７１２が示されている。フィルタ層７２は、基板７０の上に形成される。フィルタ層７２はフィルタを含み、１つのフィルタは、１つのフォトセンサに対応する。フィルタ層７２のフィルタは、カラーフィルタ、例えば、原色系用の赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタ、または補色系用のシアン色フィルタ、黄色フィルタ、マゼンタ色フィルタなどであることができる。本実施形態では、フィルタ層７２は、原色系用の赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタが例として挙げられている。図７は、緑色フィルタ７２０Ｇ、赤色フィルタ７２０Ｒ、および青色フィルタ７２０Ｂを示している。画素ユニットは、１つのフォトセンサと１つのフィルタのセットで定義され、イメージセンサ７は、画素ユニットを用いて複数の画素領域に分割される。図７に示されるように、基板７０は、画素ユニットを用いて３つの均等な画素領域７００〜７０２に分割される。
【００２５】
マイクロレンズアレイ７３に配置されたマイクロレンズ７３０〜７３２は、フィルタ層７２の上に形成される。図７に示されるように、各マイクロレンズ７３０〜７３２は、１つの画素ユニットに対応する。具体的には、マイクロレンズ７３０は、緑色フィルタ７２０Ｇとフォトセンサ７１０に対応し、マイクロレンズ７３１は、赤色フィルタ７２０Ｒとフォトセンサ７１１に対応し、且つマイクロレンズ７３０は、青色フィルタ７２０Ｂおよびフォトセンサ７１２に対応する。赤色、緑色、および青色の異なる波長に対応して、赤色フィルタ７２０Ｒに対応するマイクロレンズ７３１の高さＨ７３１は、緑色フィルタ７２０Ｇに対応するマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０よりも大きく、且つマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０は、青色フィルタ７２０Ｇに対応するマイクロレンズ７３２の高さＨ７３２よりも大きい（Ｈ７３１＞Ｈ７３０＞Ｈ７３２）。従って、マイクロレンズ７３１の焦点距離は、マイクロレンズ７３０の焦点距離より大きく、マイクロレンズ７３０の焦点距離は、マイクロレンズ７３２の焦点距離より大きい。
【００２６】
イメージセンサ７の製造プロセスは、図３Ａ〜図３Ｆに示されたイメージセンサ１の製造プロセス工程と同じである。しかしながら、マイクロレンズ７３０〜７３２を形成するリソグラフィプロセスに用いられるフォトマスクは、マイクロレンズ１３０とマイクロレンズ１３１を形成するリソグラフィプロセスに用いられるフォトマスク３２と異なる。図８に示されるように、イメージセンサ７のリソグラフィプロセスに用いられるフォトマスク８は、透明基板８０および複数のパターンセグメント８１を含む。フォトマスク８０のセグメントの数は一例として挙げられている。実際には、フォトマスク８０のセグメントの数は、形成されるマイクロレンズの数に応じて決定される。セグメント８１の面積は同じであり、言い換えれば、マイクロレンズ７３１のセグメントの面積は、各マイクロレンズ７３０および７３２のセグメントの面積と等しい。各セグメント８１は、リソグラフィプロセス、リフローステップ、およびエッチングステップによって１つのマイクロレンズを形成するように用いられる。図８の実施形態では、各セグメント８１は、図６Ａ〜図６Ｇに示されたレイアウトの１つを有する。セグメント８１の透明領域の面積を調整することにより、少なくとも１つのセグメント８１の透過率は、他のセグメント８１の透過率と異なり、少なくとも１つのマイクロレンズの高さが他のマイクロレンズの高さと異なることになる。図７および図８の実施形態では、マイクロレンズ７３１に対応するセグメント８１の透明領域の面積を、マイクロレンズ７３０に対応するセグメント８１の透明領域の面積より小さくなるように設定し、マイクロレンズ７３０に対応するセグメント８１の透明領域の面積をマイクロレンズ７３２に対応するセグメント８１の透明領域の面積より小さくなるように設定し、赤色フィルタ７２０Ｒに対応するマイクロレンズ７３１の高さＨ７３１は、緑色フィルタ７２０Ｇに対応するマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０より大きく、且つ緑色フィルタ７２０Ｇに対応するマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０は、緑色フィルタ７２２Ｂに対応するマイクロレンズ７３２の高さＨ７３２より大きい（Ｈ７３１＞Ｈ７３０＞Ｈ７３２）。本実施形態では、マイクロレンズ７３０〜７３２のセグメント８１は、同じレイアウト（例えば、図６Ａ〜図６Ｇに示されたレイアウトの１つ）または異なるレイアウト（例えば、図６Ａ〜図６Ｇに示されたレイアウトの中の３つの異なるレイアウト）を有してもよい。他の実施形態では、最小の高さを有するマイクロレンズ７３２のセグメント８１は、図５に示される不透明なセグメントとすることができる。
【００２７】
各セグメント４１がセグメント４１Ｄ、４１Ｅ、４１Ｆのような複数の開口を含む実施形態では、各セグメントに対して４つの開口が例として挙げられている。他の実施形態では、各セグメント４１が複数の開口を含むように設計されているとき、各セグメント４１に奇数の開口を形成することができる。
【００２８】
本発明は、例として及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００２９】
１  イメージセンサ
８  フォトマスク
１０  基板
１１  フォトセンサアレイ
１２  フィルタ層
１３  マイクロレンズアレイ
３０  下層
３１、３１’  ハードマスク層
３２  フォトマスク
４０  透明領域
４１、４２  パターンセグメント
４１Ａ〜４１Ｇ  セグメント
４３  透明基板
５０  不透明領域
７０  基板
７１  フォトセンサアレイ
７２  フィルタ層
７３  マイクロレンズアレイ
８０  透明基板
８１  パターンセグメント
Ｈ１０、Ｈ１１  高さ
１００〜１０３  画素領域
１１０〜１１３  フォトセンサ
１２０〜１２３  カラーフィルタ
１３０、１３１  マイクロレンズ
３００  光
３１０  露光部分
３１１、３１２  未露光部分
３１１’３１２’パターン
３１３、３１４  レンズ構造
６００  開口
６０１Ａ  透明領域
６０１Ｂ  不透明領域
６０２  開口
６０３Ａ  透明領域
６０３Ｂ  不透明領域
６０４  開口
６０５Ａ  透明領域
６０５Ｂ  不透明領域
６０６Ａ〜６０６Ｄ  開口
６０７Ａ  透明領域
６０７Ｂ  不透明領域
６０８Ａ〜６０８Ｄ  開口
６０９Ａ  透明領域
６０９Ｂ  不透明領域
６１０Ａ〜６１０Ｄ  角部
６１１Ａ〜６１１Ｄ  開口
６１２Ａ  透明領域
６１２Ｂ  不透明領域
６１３Ａ〜６１３Ｄ  角部
６１４  開口
６１５Ａ  透明領域
６１５Ｂ  不透明領域
７００〜７０３  画素
７１０〜７１３  フォトセンサ
７２０Ｂ  青色フィルタ
７２０Ｇ  緑色フィルタ
７２０Ｒ  赤色フィルタ
７３０〜７３２  マイクロレンズ
ａ  セグメントの一辺の長さ
ｂ６００  開口の一辺の長さ
ｂ６０２  対角線の長さ
ｂ６０４  直径の長さ
ｂ６０６  開口の一辺の長さ
ｂ６０８  開口の一辺の長さ
ｂ６１１  開口の一辺の長さ
ｂ６１４  開口の一辺の長さ
ｂ６１５  透明領域の一辺の長さ
ｂ６１６  開口間の距離
Ｈ１０、Ｈ１１  高さ
Ｈ３１３、Ｈ３１４  高さ
Ｈ７３０〜Ｈ７３２  高さ
【図１】
2019194665.tif 000003
【図２】
2019194665.tif 000004
【図３Ａ】
2019194665.tif 000005
【図３Ｂ】
2019194665.tif 000006
【図３Ｃ】
2019194665.tif 000007
【図３Ｄ】
2019194665.tif 000008
【図３Ｅ】
2019194665.tif 000009
【図３Ｆ】
2019194665.tif 000010
【図４】
2019194665.tif 000011
【図５】
2019194665.tif 000012
【図６Ａ】
2019194665.tif 000013
【図６Ｂ】
2019194665.tif 000014
【図６Ｃ】
2019194665.tif 000015
【図６Ｄ】
2019194665.tif 000016
【図６Ｅ】
2019194665.tif 000017
【図６Ｆ】
2019194665.tif 000018
【図６Ｇ】
2019194665.tif 000019
【図７】
2019194665.tif 000020
【図８】
2019194665.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月5日(2019.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層を形成するステップと、
前記下層の上にハードマスク層を形成するステップと、
フォトマスクによって、前記ハードマスク層にリソグラフィプロセスを行い、第１のパターンおよび第２のパターンを形成するステップと、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンをリフローさせ、第１のレンズ構造および第２のレンズ構造をそれぞれ形成するステップと、
前記第１のレンズ構造および前記第２のレンズ構造をエッチングマスクとして用いることによって、前記下層をエッチングし、第１のマイクロレンズおよび第２のマイクロレンズをそれぞれ形成するステップを含み、
前記フォトマスクは、第１のパターンセグメントおよび第２のパターンセグメントを含み、前記第１のパターンセグメントは、不透明セグメントであり、前記第２のパターンセグメントは、透明領域および不透明領域を含み、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きいマイクロレンズアレイを形成する方法。
【請求項２】
前記第１のパターンセグメントの透過率は前記第２のパターンセグメントの透過率より小さく、前記第１のパターンセグメントの面積は前記第２のパターンセグメントの面積よりも大きいため、前記第１のマイクロレンズの高さは、前記第２のマイクロレンズの高さより大きく、前記第１のマイクロレンズの面積は、前記第２のマイクロレンズの面積より大きく、前記第１のパターンの高さは、前記第２のパターンの高さより大きい請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１のカラーフィルタおよび第２のカラーフィルタを含むフィルタ層を形成するステップを更に含み、
前記下層は、前記フィルタ層の上に形成され、
前記第１のカラーフィルタは、前記第１のマイクロレンズに対応し、前記第２のカラーフィルタは、前記第２のマイクロレンズに対応する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フォトマスクによって、前記ハードマスク層に前記リソグラフィプロセスを行うステップは、
前記フォトマスクを通る光により前記ハードマスク層を露光し、露光部分、第１の未露光部分、および第２の未露光部分を形成するステップと、
前記ハードマスク層から前記露光部分を除去するステップを含み、
前記第１のパターンおよび前記第２のパターンは前記第１の未露光部分と前記第２の未露光部分によってそれぞれ形成される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１の画素領域、第２の画素領域、および第３の画素領域を含む基板を提供するスッテップであって、前記フィルタ層が前記基板の上に形成され、前記第１の画素領域および前記第２の画素領域は、前記第１のパターンセグメントに対応し、前記第３の画素領域は、前記第２のパターンセグメントに対応するステップと、
前記基板の前記第１の画素領域、前記第２の画素領域、および前記第３の画素領域にフォトセンサを形成するステップを更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
不透明セグメントである第１のパターンセグメントと、
透明領域および不透明領域を含む第２のパターンセグメントを含み、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きいフォトマスクであって、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域は、互いに離間された複数の開口を含み、前記複数の開口の総面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きく、前記複数の開口のそれぞれの形状は、三角形または長方形であり、前記第２のパターンセグメントは、複数の角部を含み、前記複数の開口は、前記複数の角部にそれぞれ配置されるフォトマスク。
【請求項７】
不透明セグメントである第１のパターンセグメントと、
透明領域および不透明領域を含む第２のパターンセグメントを含み、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きいフォトマスクであって、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域は、前記第２のパターンセグメントの中心領域に配置され、前記第２のパターンセグメントの前記透明領域は、互いに離間された複数の開口を含み、前記複数の開口のそれぞれの形状は、三角形または長方形であるフォトマスク。
【請求項８】
不透明セグメントである第１のパターンセグメントと、
透明領域および不透明領域を含む第２のパターンセグメントを含み、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の面積は、前記第２のパターンセグメントの面積の１８％より大きいフォトマスクであって、
前記第２のパターンセグメントの前記透明領域の形状は、正方形または円形であるフォトマスク。
【請求項９】
前記第１のパターンセグメントの面積は、前記第２のパターンセグメントの面積より大きい、または前記第２のパターンセグメントの面積と等しく、前記第１のパターンセグメントおよび前記第２のパターンセグメントは、マイクロレンズのパターンセグメントである請求項８に記載のフォトマスク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図６Ｇは、セグメント４１の上面図の別の例示的な実施形態を示している。図４の少なくとも１つのセグメント４１は、図６Ｇに示されたセグメント４１Ｇと同じである。セグメント４１Ｇは、互いに離間され、セグメント４１Ｇの中心領域に配置された複数の開口を含む。図６Ｇの実施形態では、９つの開口６１４は、例として挙げられている。９つの開口６１４と開口６１４間の空間は、セグメント４１Ｇの透明領域６１５Ａを定義する。従って、透明領域６１５Ａの面積は、開口６１４の面積の総和と開口６４間の空間の面積の総和と等しい。透明領域６１５Ａを除く、セグメント４１Ｇの残りの部分は、セグメント４１Ｇの不透明領域６１５Ｂを定義する。本実施形態では、セグメント４１Ｅの形状は、正方形であり、透明領域６１５Ａの形状も正方形である。また、各開口６１４の形状は、正方形である。各開口６１４の４辺は、セグメント４１Ｇの４辺と平行である。透明領域６１５Ａの面積は、セグメント４１Ｇの面積の１８％より大きい。別の実施形態によれば、透明領域６１５Ａの面積は、セグメント４１Ｇの面積の１８％より大きく、セグメント４１Ｇの面積の５０％小さい。画素ユニットが５．００ｕｍより大きい実施形態では、透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）がセグメント４１Ｇの一辺の長さ（ａ）の０．４２倍より大きくなるように設計されたとき（ｂ６１５＞ ０．４２*ａ）、透明領域６１５Ａの面積は、セグメント４１Ｇの面積の１８％より大きくなる。上述のように、透明領域６１５Ａは、９つの開口６１４と開口６１４間の空間で定義される。透明領域６１５Ａに９つの開口がある実施形態では、透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）がセグメント４１Ｇの一辺の長さ（ａ）の０．４２倍より大きい条件を満たすためには、各開口６１４の一辺の長さ（ｂ６１４）が透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）の０．２０倍に等しく、２つの隣接する開口６１４間の距離（ｂ６１６）も透明領域６１５Ａの一辺の長さ（ｂ６１５）の０．２０倍に等しくなる。説明のための一例として、辺の長さ（ｂ６１４）と辺の長さ（ｂ６１５）間の関係、および距離（ｂ６１６）と辺の長さ（ｂ６１５）間の関係を示す。他の実施形態では、辺の長さ（ｂ６１４）と辺の長さ（ｂ６１５）間の関係、および距離（ｂ６１６）と辺の長さ（ｂ６１５）間の関係は、透明領域６１５Ａの開口数および透明領域６１５Ａの開口の配置によって決定される。図６Ｄ〜図６Ｇの実施形態に基づいて、セグメント４１Ｄ／４１Ｅ／４１Ｆ／４１Ｇの透明領域６０７Ａ／６０９Ａ／６１２Ａ／６１５Ａは、複数の開口によって形成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
マイクロレンズアレイ７３に配置されたマイクロレンズ７３０〜７３２は、フィルタ層７２の上に形成される。図７に示されるように、各マイクロレンズ７３０〜７３２は、１つの画素ユニットに対応する。具体的には、マイクロレンズ７３０は、緑色フィルタ７２０Ｇとフォトセンサ７１０に対応し、マイクロレンズ７３１は、赤色フィルタ７２０Ｒとフォトセンサ７１１に対応し、且つマイクロレンズ７３２は、青色フィルタ７２０Ｂおよびフォトセンサ７１２に対応する。赤色、緑色、および青色の異なる波長に対応して、赤色フィルタ７２０Ｒに対応するマイクロレンズ７３１の高さＨ７３１は、緑色フィルタ７２０Ｇに対応するマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０よりも大きく、且つマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０は、青色フィルタ７２０Ｂに対応するマイクロレンズ７３２の高さＨ７３２よりも大きい（Ｈ７３１＞Ｈ７３０＞Ｈ７３２）。従って、マイクロレンズ７３１の焦点距離は、マイクロレンズ７３０の焦点距離より大きく、マイクロレンズ７３０の焦点距離は、マイクロレンズ７３２の焦点距離より大きい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
イメージセンサ７の製造プロセスは、図３Ａ〜図３Ｆに示されたイメージセンサ１の製造プロセス工程と同じである。しかしながら、マイクロレンズ７３０〜７３２を形成するリソグラフィプロセスに用いられるフォトマスクは、マイクロレンズ１３０とマイクロレンズ１３１を形成するリソグラフィプロセスに用いられるフォトマスク３２と異なる。図８に示されるように、イメージセンサ７のリソグラフィプロセスに用いられるフォトマスク８は、透明基板８０および複数のパターンセグメント８１を含む。フォトマスク８０のセグメントの数は一例として挙げられている。実際には、フォトマスク８０のセグメントの数は、形成されるマイクロレンズの数に応じて決定される。セグメント８１の面積は同じであり、言い換えれば、マイクロレンズ７３１のセグメントの面積は、各マイクロレンズ７３０および７３２のセグメントの面積と等しい。各セグメント８１は、リソグラフィプロセス、リフローステップ、およびエッチングステップによって１つのマイクロレンズを形成するように用いられる。図８の実施形態では、各セグメント８１は、図６Ａ〜図６Ｇに示されたレイアウトの１つを有する。セグメント８１の透明領域の面積を調整することにより、少なくとも１つのセグメント８１の透過率は、他のセグメント８１の透過率と異なり、少なくとも１つのマイクロレンズの高さが他のマイクロレンズの高さと異なることになる。図７および図８の実施形態では、マイクロレンズ７３１に対応するセグメント８１の透明領域の面積を、マイクロレンズ７３０に対応するセグメント８１の透明領域の面積より小さくなるように設定し、マイクロレンズ７３０に対応するセグメント８１の透明領域の面積をマイクロレンズ７３２に対応するセグメント８１の透明領域の面積より小さくなるように設定し、赤色フィルタ７２０Ｒに対応するマイクロレンズ７３１の高さＨ７３１は、緑色フィルタ７２０Ｇに対応するマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０より大きく、且つ緑色フィルタ７２０Ｇに対応するマイクロレンズ７３０の高さＨ７３０は、青色フィルタ７２０Ｂに対応するマイクロレンズ７３２の高さＨ７３２より大きい（Ｈ７３１＞Ｈ７３０＞Ｈ７３２）。本実施形態では、マイクロレンズ７３０〜７３２のセグメント８１は、同じレイアウト（例えば、図６Ａ〜図６Ｇに示されたレイアウトの１つ）または異なるレイアウト（例えば、図６Ａ〜図６Ｇに示されたレイアウトの中の３つの異なるレイアウト）を有してもよい。他の実施形態では、最小の高さを有するマイクロレンズ７３２のセグメント８１は、図５に示される不透明なセグメントとすることができる。