(57)【要約】【課題】撮像画像の画質劣化を抑制することができるようにする。【解決手段】本開示の撮像素子は、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、シリコン基板に形成される、外部から前記集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、前記集光レンズと前記シリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜とを備える。本開示は、撮像素子や撮像装置、若しくは撮像素子の製造装置等に適用することができる。【選択図】図１
2015032590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、
シリコン基板に形成される、外部から前記集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜と
を備える撮像素子。
【請求項２】
前記保護膜の少なくとも前記集光レンズ側の面は、非平坦である
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記シリコン化合物は、二酸化シリコン（SiO2）、酸窒化シリコン（SiON）、若しくは窒化シリコン（SiN）である
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記保護膜の膜厚は、20nm以上である
請求項３に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタをさらに備え、
前記保護膜は、前記集光レンズと前記光学フィルタとの間に形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記光学フィルタは、少なくともジオキサン系顔料を含むカラーフィルタを含む
請求項５に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記カラーフィルタは、青色のカラーフィルタである
請求項６に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記光学フィルタと前記シリコン基板との間に形成される平坦化膜をさらに備え、
前記保護膜は、さらに、前記光学フィルタと前記平坦化膜との間にも形成される
請求項５に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
請求項８に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成される
請求項９に記載の撮像素子。
【請求項１１】
前記光学フィルタと前記シリコン基板との間に形成される平坦化膜をさらに備え、
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
請求項５に記載の撮像素子。
【請求項１２】
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成される
請求項１１に記載の撮像素子。
【請求項１３】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、
前記保護膜は、一部の光学フィルタと前記集光レンズの間、前記一部の光学フィルタとその他の光学フィルタとの間、並びに、前記その他の光学フィルタと前記平坦化膜との間に形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１４】
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
請求項１３に記載の撮像素子。
【請求項１５】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、
前記保護膜は、前記光学フィルタと前記平坦化膜との間に形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１６】
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
請求項１５に記載の撮像素子。
【請求項１７】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、
前記保護膜は、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項１８】
金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、
シリコン基板に形成される、外部から前記集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜と
を備える撮像素子と、
前記撮像素子により得られる撮像画像データを画像処理する画像処理部と
を備える撮像装置。
【請求項１９】
撮像素子を製造する製造装置であって、
入射光を光電変換する光電変換素子をシリコン基板に形成する光電変換素子形成部と、
シリコン化合物からなる保護膜を、前記光電変換素子形成部により前記光電変換素子が形成された前記シリコン基板の前記入射光が入射する側に形成する保護膜形成部と、
前記入射光を集光する、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズを、前記保護膜形成部により形成された前記保護膜の、前記シリコン基板と反対側に形成する集光レンズ形成部と
を備える製造装置。
【請求項２０】
撮像素子を製造する製造装置の製造方法であって、
入射光を光電変換する光電変換素子をシリコン基板に形成し、
シリコン化合物からなる保護膜を、前記光電変換素子が形成された前記シリコン基板の前記入射光が入射する側に形成し、
前記入射光を集光する、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズを、前記保護膜の前記シリコン基板と反対側に形成する
製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像素子、撮像装置、並びに、製造装置および方法に関し、特に、撮像画像の画質劣化を抑制することができるようにした撮像素子、撮像装置、並びに、製造装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子の感度やシェーディング（shading）特性を向上させるために、各画素に設けられた集光レンズ（マイクロレンズ）からフォトダイオード（PD）までの距離を短くする方法（固体撮像素子の低背化）がある。このような低背化における集光効率の低減を抑制するために、マイクロレンズの屈折率を上げることが考えられた。
【０００３】
例えば、マイクロレンズの形成に高屈折率の窒化シリコン（SiN）系の無機膜を用いることが考えられた。ただしその場合、精度良くマイクロレンズを形成するために、カラーフィルタの表面を平坦化する平坦化膜が必要であった（例えば、特許文献１参照）。そして、この平坦化膜は、カラーフィルタの表面を平坦化するために膜厚が200nm乃至300nm程度必要であった。そのため固体撮像素子の低背化が困難であった。
【０００４】
そこで、金属微粒子を含有させた樹脂系を用いてマイクロレンズを形成する方法が考えられた（例えば、特許文献２参照）。金属微粒子を含有させた樹脂系の場合、スピンコートによってマイクロレンズを形成することができるため、カラーフィルタ表面の段差の影響を受けにくい。したがって、平坦化膜無しに精度よくマイクロレンズを形成することができる。つまり、固体撮像素子の低背化を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７７８００号公報
【特許文献２】特開２００８−０６０４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属微粒子を含有した樹脂を用いて形成したマイクロレンズは、マイクロレンズ形成後の熱処理によって、高屈折率樹脂に含有しているイオン種がフォトダイオード（PD）に移動することによって、暗電流や白点の悪化が生じる恐れがあった。つまり、その固体撮像素子において得られる撮像画像の画質が低減（劣化）する恐れがあった。
【０００７】
本開示は、このような状況に鑑みて提案されたものであり、撮像画像の画質劣化を抑制することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一側面は、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、シリコン基板に形成される、外部から前記集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、前記集光レンズと前記シリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜とを備える撮像素子である。
【０００９】
前記保護膜の少なくとも前記集光レンズ側の面は、非平坦であるようにすることができる。
【００１０】
前記シリコン化合物は、二酸化シリコン（SiO2）、酸窒化シリコン（SiON）、若しくは窒化シリコン（SiN）であるようにすることができる。
【００１１】
前記保護膜の膜厚は、20nm以上であるようにすることができる。
【００１２】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタをさらに備え、前記保護膜は、前記集光レンズと前記光学フィルタとの間に形成されるようにすることができる。
【００１３】
前記光学フィルタは、少なくともジオキサン系顔料を含むカラーフィルタを含むようにすることができる。
【００１４】
前記カラーフィルタは、青色のカラーフィルタであるようにすることができる。
【００１５】
前記光学フィルタと前記シリコン基板との間に形成される平坦化膜をさらに備え、前記保護膜は、さらに、前記光学フィルタと前記平坦化膜との間にも形成されるようにすることができる。
【００１６】
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成されるようにすることができる。
【００１７】
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成されるようにすることができる。
【００１８】
前記光学フィルタと前記シリコン基板との間に形成される平坦化膜をさらに備え、前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成されるようにすることができる。
【００１９】
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成されるようにすることができる。
【００２０】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、前記保護膜は、一部の光学フィルタと前記集光レンズの間、前記一部の光学フィルタとその他の光学フィルタとの間、並びに、前記その他の光学フィルタと前記平坦化膜との間に形成されるようにすることができる。
【００２１】
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成されるようにすることができる。
【００２２】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、前記保護膜は、前記光学フィルタと前記平坦化膜との間に形成されるようにすることができる。
【００２３】
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成されるようにすることができる。
【００２４】
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、前記保護膜は、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成されるようにすることができる。
【００２５】
本開示の他の側面は、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、シリコン基板に形成される、外部から前記集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、前記集光レンズと前記シリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜とを備える撮像素子と、前記撮像素子により得られる撮像画像データを画像処理する画像処理部とを備える撮像装置である。
【００２６】
本開示のさらに他の側面は、撮像素子を製造する製造装置であって、入射光を光電変換する光電変換素子をシリコン基板に形成する光電変換素子形成部と、シリコン化合物からなる保護膜を、前記光電変換素子形成部により前記光電変換素子が形成された前記シリコン基板の前記入射光が入射する側に形成する保護膜形成部と、前記入射光を集光する、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズを、前記保護膜形成部により形成された前記保護膜の、前記シリコン基板と反対側に形成する集光レンズ形成部とを備える製造装置である。
【００２７】
本開示のさらに他の側面は、また、撮像素子を製造する製造装置の製造方法であって、入射光を光電変換する光電変換素子をシリコン基板に形成し、シリコン化合物からなる保護膜を、前記光電変換素子が形成された前記シリコン基板の前記入射光が入射する側に形成し、前記入射光を集光する、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズを、前記保護膜の前記シリコン基板と反対側に形成する製造方法である。
【００２８】
本開示の一側面においては、撮像素子において、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、シリコン基板に形成される、外部から集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、集光レンズとシリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜とが備えられる。
【００２９】
本開示の他の側面においては、撮像装置において、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、シリコン基板に形成される、外部から集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、集光レンズとシリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜とを備える撮像素子と、撮像素子により得られる撮像画像データを画像処理する画像処理部とが備えられる。
【００３０】
本開示のさらに他の側面においては、撮像素子を製造する製造装置において、入射光を光電変換する光電変換素子がシリコン基板に形成され、シリコン化合物からなる保護膜が、光電変換素子が形成されたシリコン基板の入射光が入射する側に形成され、入射光を集光する、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズが、保護膜のシリコン基板と反対側に形成される。
【発明の効果】
【００３１】
本開示によれば、被写体を撮像することが出来る。特に、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】撮像素子の一部の構成例を示す断面図である。
【図２】分光変化の様子の例を示す図である。
【図３】分光変化の様子の例を示す図である。
【図４】暗電流変化の様子の例を示す図である。
【図５】撮像素子の主な構成例を示すブロック図である。
【図６】撮像素子の主な構成例を示すブロック図である。
【図７】撮像素子の主な構成例を示すブロック図である。
【図８】撮像素子の主な構成例を示すブロック図である。
【図９】撮像素子の主な構成例を示すブロック図である。
【図１０】製造装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１１】製造処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１２】製造処理の流れの、他の例を説明するフローチャートである。
【図１３】フィルタ保護膜形成処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１４】撮像装置の主な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（撮像素子）
２．第２の実施の形態（製造装置）
３．第３の実施の形態（撮像装置）
【００３４】
＜１．第１の実施の形態＞
＜撮像素子の低背化とその影響＞
従来、固体撮像素子の感度やシェーディング（shading）特性を向上させるために、各画素に設けられた集光レンズ（マイクロレンズ）からフォトダイオード（PD）までの距離を短くする方法（固体撮像素子の低背化）がある。このような低背化を行うと集光効率が低減する恐れがある。このような集光効率の低減を抑制するためには、マイクロレンズの曲率半径小さくする、若しくは、屈折率を上げる必要があった。
【００３５】
マイクロレンズは、半球状以上にすることができない。すなわち、マイクロレンズの曲率半径を小さくするのには限界がある。また、固体撮像素子においては、近年、画素の微細化が進んでおり、マイクロレンズの曲率半径を小さくすることはより困難になってきた。例えば、一般的に、マイクロレンズは、ポリスチレン系樹脂やアクリル系樹脂等からなるが、これらの屈折率は、n=1.5乃至1.6程度である。したがって、たとえば固体撮像素子の単位画素サイズが1um程度であるとすると、各画素のマイクロレンズの曲率半径が半球以上になってしまい、製造が困難になる恐れがあった。
【００３６】
そこで、マイクロレンズの屈折率を上げることが考えられた。例えば、窒化シリコン（SiN）系の無機膜を用いることで、高屈折率（例えば、n=1.6以上）のマイクロレンズを形成することができる。
【００３７】
ところで固体撮像素子で用いられるカラーフィルタ（R,G,B）は、一般的に、その表面に段差を有している。このような段差を有するカラーフィルタ上に、例えば窒化シリコン（SiN）系のマイクロレンズを形成する場合、カラーフィルタの段差の影響によってマイクロレンズの表面に凹凸が形成されてしまい、マイクロレンズを精度よく形成することができない恐れがあった。そこでこの凹凸を抑制するために、例えば特許文献１に記載のように、カラーフィルタの表面を平坦にする平坦化膜を形成することが考えられた。このような平坦化膜を形成し、その上にマイクロレンズを形成することにより、カラーフィルタの段差の影響を抑制し、より精度良くマイクロレンズを形成することができる。
【００３８】
しかしながら、カラーフィルタの表面を平坦化するためには、平坦化膜の膜厚は200nm乃至300nm程度必要である。そのため、マイクロレンズからフォトダイオード（PD）までの距離が長くなり（固体撮像素子の低背化が困難であり）、感度やシェーディング（shading）特性の低減を抑制することが困難であった。つまり、窒化シリコン（SiN）系の無機膜を用いたマイクロレンズでは、感度やシェーディング（shading）特性が低減する恐れがあった。
【００３９】
また、マイクロレンズの高屈折率化を実現する方法として、例えば特許文献２に記載のように、金属微粒子を含有させた樹脂系を用いてマイクロレンズを形成する方法も考えられた。金属微粒子を含有させた樹脂系の場合、スピンコートによって、カラーフィルタ表面の段差の影響を受けずにマイクロレンズを形成することができる。したがって、カラーフィルタ表面を平坦にする平坦化膜が不要になり、マイクロレンズからフォトダイオード（PD）までの距離を短くすることができ（固体撮像素子の低背化を実現することができ）、かつ、精度よくマイクロレンズを形成することができる。
【００４０】
しかしながら、金属微粒子を含有した樹脂を用いて形成したマイクロレンズは、マイクロレンズ形成後の熱処理によって、高屈折率樹脂に含有している水素（H）やフッ素（F）等のイオン種がフォトダイオード（PD）に移動することによって、暗電流や白点の悪化が生じる恐れがあった。また、そのイオン種がカラーフィルタに移動することで、カラーフィルタの分光変動が生じる恐れがあった。つまり、その固体撮像素子において得られる撮像画像の画質が低減（劣化）する恐れがあった。
【００４１】
＜撮像素子＞
そこで、撮像素子において、マイクロレンズ（集光レンズ）とフォトダイオード（光電変換素子）が形成されるシリコン基板との間に、シリコン化合物からなる保護膜を形成するようにする。
【００４２】
図１は、本技術を適用した撮像素子の画素の主な構成例を示す断面図である。図１に示される撮像素子１００は、被写体を撮像し、撮像画像を電気信号として得る裏面照射型のCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。撮像素子１００は、例えばアレイ状等、面状に配置される複数の画素を有する。各画素において入射光が光電変換され、撮像画像の画素信号が得られる。図１においては、撮像素子１００の受光に関する部分の積層構造の例が断面図として示されている。図１においては、説明の便宜上、積層構造が模式化して示されている。また、図１においては、説明の便宜上、光電変換した電荷を伝送する構成（回路や配線など）については省略されている。
【００４３】
被写体からの光は、図中上から下に向かって撮像素子１００に入射する。図１においては、２画素分の構成が示されているが、撮像素子１００の画素数は任意である。一般的には、例えば、数十万画素、数百万画素、数千万画素等のように、３画素以上であることが想定される。その各画素の構成は、図１に示される画素と基本的に同様の構成を有する。
【００４４】
図１に示されるように、撮像素子１００は、シリコン基板１０１を有する。このシリコン基板１０１には、図１中左側の画素の受光領域（入射光を光電変換する光電変換素子）としてフォトダイオード（PD）１０２Ａが形成され、図１中右側の画素の受光領域（光電変換素子）としてフォトダイオード（PD）１０２Ｂが形成されている。以下において、各画素のフォトダイオードを区別しない場合、フォトダイオード１０２と称する。つまり、シリコン基板１０１には、画素毎にフォトダイオード１０２が形成される。
【００４５】
また、図１に示されるように、シリコン基板１０１の光入射面（図中上側）には、遮光膜１０３Ａ乃至遮光膜１０３Ｃが形成される。遮光膜は、画素周縁部に画素間を区切るように形成される。つまり、図１の断面図においては、遮光膜１０３Ａ乃至遮光膜１０３Ｃのように、各画素間の遮光膜が互いに独立して形成されているように示されているが、実際には、画素配列に応じて網目状等のように、全ての画素間（若しくは一部の画素間）の遮光膜が一体的に形成されるようにしてもよい。以下において、各画素間の遮光膜を互いに区別しない場合、遮光膜１０３と称する。
【００４６】
遮光膜１０３は、入射光の隣接画素への進入を抑制するための構成であり、遮光性の高い素材により形成される。
【００４７】
図１に示されるように、シリコン基板１０１の光入射面に遮光膜１０３が形成されることにより、この光入射側の表面に凹凸が生じる。そこで、その凹凸を抑制し、表面を平坦化するために、シリコン基板１０１および遮光膜１０３の光入射側の面（図中上側）に平坦化膜１０４が積層される。平坦化膜１０４は、透過性の高い素材により形成される。
【００４８】
また、平坦化膜１０４の光入射側の面（図中上側）には、自身を透過する入射光の波長帯域を制限する光学フィルタが形成される。図１の例の場合、図中左側の画素において、青色（Blue）のカラーフィルタ１０５Ａが形成され、図中右側の画素において、緑色（Green）のカラーフィルタ１０５Ｂが形成されている。なお、図１において、カラーフィルタ１０５Ａおよびカラーフィルタ１０５Ｂに記載した文字（BlueとGreen）は、説明の便宜上記載したものであり、実際には書かれていない。
【００４９】
カラーフィルタ１０５Ａは、所謂青色の波長帯域の光（青色光）を透過するカラーフィルタである。つまり、フォトダイオード１０２Ａにおいては、このカラーフィルタ１０５Ａを透過する青色光が光電変換される。すなわち、図１の左側の画素は、青色光を検出する画素である。
【００５０】
カラーフィルタ１０５Ｂは、所謂緑色の波長帯域の光（緑色光）を透過するカラーフィルタである。つまり、フォトダイオード１０２Ｂにおいては、このカラーフィルタ１０５Ｂを透過する緑色光が光電変換される。すなわち、図１の右側の画素は、緑色光を検出する画素である。
【００５１】
以下において、各画素のカラーフィルタを区別しない場合、カラーフィルタ１０５と称する。図１に示されるように、撮像素子１００の各画素には、何らかの波長帯域の光を透過する（つまり、何色かの）カラーフィルタ１０５が形成されるが、その色は任意である。例えば、黄色や白色等のカラーフィルタ１０５が形成されるようにしてもよい。また、そのカラーフィルタ１０５の色数も任意である。一般的には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタ１０５が用いられることが多いが、４色以上であってもよいし、２色以下であってもよい。
【００５２】
したがって、図１においては、青色の画素と緑色の画素のみ示されているが、カラーフィルタ１０５の色数によっては、これら以外の色の画素が存在する場合がある。例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタ１０５が用いられる場合、撮像素子１００には、図１に示される画素の他に、赤色のカラーフィルタが形成される赤色の画素（図示せず）が存在する。もちろん、各色の画素は、１画素ずつでなければならないわけではなく、それぞれ複数存在するのが一般的である。
【００５３】
さらに、このカラーフィルタ１０５の代わりに、可視光以外の波長帯域の光を透過若しくは抑制する光学フィルタを形成するようにしてもよい。例えば、紫外線や赤外線を透過するフィルタが形成されるようにしてもよいし、逆に紫外線や赤外線をカットするフィルタが形成されるようにしてもよい。
【００５４】
そのカラーフィルタ１０５の光入射面側（図中上側）には、集光効率を向上させ、より多くの光を入射させるための集光レンズ（マイクロレンズとも称する）が画素毎に形成される。例えば、図１の左側の画素において、集光レンズ１０６Ａが形成され、右側の画素において、集光レンズ１０６Ｂが形成されている。以下において、各画素の集光レンズを互いに区別しない場合、集光レンズ１０６と称する。
【００５５】
つまり、被写体からの光は、集光レンズ１０６により集められ、各画素に入射する。その入射光は、カラーフィルタ１０５や平坦化膜１０４等を透過してフォトダイオード１０２により光電変換される。
【００５６】
集光レンズ１０６は、上述したように集光効率を向上させるために、金属微粒子を含有する樹脂により形成される。この金属微粒子を含有する樹脂は、ポリスチレン系樹脂やアクリル系樹脂等と比べて高屈折率の素材であり、例えば、波長500nmにおける屈折率は、1.6乃至2.0である。また、この金属微粒子を含有する樹脂の波長400nm乃至700nmの帯域において透過率は、高い程望ましく、例えば90%以上である。
【００５７】
金属微粒子を含有する樹脂は、例えば、共重合系の樹脂に金属化合物の粒子を添加し、分散させたものである。共重合系の樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、若しくはシラン系樹脂である。金属化合物は、例えば、チタン（Ti）、マグネシウム（Mg）、アルミニウム（Al）、若しくは亜鉛（Zn）である。
【００５８】
カラーフィルタ１０５は、実際には、色毎に形成されるため、その光入射面（図中上側）には凹凸（画素単位で段差）が形成され、平坦ではないが、上述したように、金属微粒子を含有する樹脂は、スピンコートによって塗布することができるため、カラーフィルタ１０５の表面の段差の影響を受けにくい。そのため、カラーフィルタ１０５の光入射面を平坦化するための平坦化膜無しに、精度よくマイクロレンズを形成することができる。つまり、撮像素子１００の低背化を実現することができる。
【００５９】
そして、図１に示されるように、撮像素子１００の集光レンズ１０６とカラーフィルタ１０５との間には、集光レンズ１０６からのイオン種の移動を抑制するための保護膜１１０が形成される。
【００６０】
保護膜１１０は、例えば、二酸化シリコン（SiO2）、酸窒化シリコン（SiON）、若しくは窒化シリコン（SiN）等のシリコン化合物からなる。保護膜１１０は、その光入射側の表面（図中上側）を平坦化する必要が無いため、その膜厚は少なくとも20nm程度以上あればよい。つまり、保護膜１１０の光入射側の表面は、非平坦であってもよい。これに対してカラーフィルタ１０５の表面を平坦化するには、上述したように、少なくとも200nm乃至300nm程度の膜厚の平坦化膜が必要になる。つまり、保護膜１１０は、その平坦化膜と比べて大きく薄膜化することができる。
【００６１】
この保護膜１１０によって、集光レンズ１０６からのイオン種の移動を抑制することができるため、このイオン種による画質への影響、例えば、カラーフィルタ１０５の分光変動や、暗電流や白点の発生等を抑制することができる。つまり、撮像素子１００において得られる撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
【００６２】
＜分光変動＞
次に、イオン種によるカラーフィルタ１０５への影響についてより具体的に説明する。図２は、保護膜を形成しない場合のイオン種によるカラーフィルタ１０５への影響をシミュレーションした結果の例を示す。このシミュレーションでは、保護膜が形成されていない撮像素子のモデルとして、図２Ａに示されるような構成の素子を用いた。図２Ａに示されるように、この素子は、シリコン基板１２１、青色のカラーフィルタ１２２、および金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３が積層されている。シリコン基板１２１は、シリコン基板１０１（図１）のモデルであり、シリコン基板１０１と同様にフォトダイオード（図示せず）が形成されている。カラーフィルタ１２２は、カラーフィルタ１０５Ａ（図１）のモデルである。金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３は、集光レンズ１０６Ａのモデルである。
【００６３】
このような素子でカラーフィルタ１２２の分光特性を測定した結果を図２Ｂのグラフに示す。図２Ｂのグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は透過率を示す。また、曲線１２４は、熱処理前の測定結果を示し、曲線１２５は、撮像素子の製造工程において行われる熱処理（マイクロレンズ形成後の熱処理）として２３０度の加熱を１０分間行った後の測定結果を示す。図２Ｂのグラフに示されるように、２３０度１０分間の加熱の前後において、カラーフィルタ１２２の分光特性が変化した。
【００６４】
この分光変動は、加熱により、金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３のイオン種（ＨやＦ等）がカラーフィルタ１２２に移動することにより生じたものである。フィルタの分光特性は、その素材等により決定される。つまりフィルタには、透過する波長域に応じて様々な素材が用いられる。その際、金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３から移動するイオン種の影響を受けやすい素材が用いられると、カラーフィルタ１２２の分光変動が起き易くなることになる。そのような素材としては例えばジオキサン系顔料（PV23）がある。ジオキサン系顔料は例えば青色のカラーフィルタの分光特性を形成するために用いられる。
【００６５】
カラーフィルタに分光変動が生じると、フォトダイオードで光電変換される光の帯域が変化するので、撮像画像の画質に影響を及ぼす恐れがある（すなわち、画質が劣化する恐れがある）。
【００６６】
図３は、保護膜を形成する場合について、図２と同様のシミュレーションを行った結果の例を示す。このシミュレーションでは、保護膜が形成された撮像素子のモデルとして、図３Ａに示されるような構成の素子を用いた。図３Ａに示されるように、この素子は、図２Ａの構成に加え、青色のカラーフィルタ１２２と金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３との間に保護膜１２６が形成されている。この保護膜１２６は、保護膜１１０（図１）のモデルであり、保護膜１１０と同様にシリコン化合物からなり、膜厚は数十nm程度（20nm以上）である。
【００６７】
この保護膜１２６が酸窒化シリコン（SiON）からなる場合、図３Ｂのグラフに示されるように、２３０度１０分間の加熱の前（曲線１２４）と後（曲線１２５）とで、カラーフィルタ１２２の分光特性は略変化しなかった。また、保護膜１２６が窒化シリコン（SiN）からなる場合も、図３Ｃのグラフに示されるように、２３０度１０分間の加熱の前（曲線１２４）と後（曲線１２５）とで、カラーフィルタ１２２の分光特性は略変化しなかった。
【００６８】
以上のように、金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３とカラーフィルタ１２２との間にシリコン化合物からなる保護膜を形成することにより、金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３からカラーフィルタ１２２へのイオン種の移動を抑制することができ、カラーフィルタ１２２の分光変動を抑制することができる。つまり、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
【００６９】
＜暗電流＞
次に、イオン種によるフォトダイオード１０２への影響についてより具体的に説明する。図４は、保護膜の有無によるイオン種によるフォトダイオード１０２への影響を比較した結果の例を示す。図４Ａのグラフは、図２Ａに示されるような構成の素子（保護膜が形成されていない撮像素子）における暗電流の発生の様子をシミュレーションした結果の例を示す。図４Ａのグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は暗電流量を示す。
【００７０】
この場合、図４Ａのグラフに示されるように、分光変動のシミュレーションの場合と同様に２３０度１０分の熱処理を行う前の状態においては、暗電流は略生じなかった。これに対して、熱処理後においては、暗電流が生じた。複数回計測を行ったところ、ばらつきはあるものの、暗電流が生じた。
【００７１】
図４Ｂのグラフは、図３Ａに示されるような構成の素子（保護膜１２６が形成されている撮像素子）における暗電流の発生の様子をシミュレーションした結果の例を示す。図４Ｂのグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は暗電流量を示す。
【００７２】
この場合、図４Ｂのグラフに示されるように、分光変動のシミュレーションの場合と同様に２３０度１０分の熱処理を行う前後のどちらの状態においても、暗電流は略生じなかった。
【００７３】
以上のように、金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３とフォトダイオード（シリコン基板１２１）との間にシリコン化合物からなる保護膜を形成することにより、金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３からシリコン基板１２１へのイオン種の移動を抑制することができ、暗電流や白点の発生を抑制することができる。
【００７４】
以上のようなシミュレーションの結果から、図１の撮像素子１００においても同様の効果を得ることができる。まず、集光レンズ１０６を、金属微粒子を含有する樹脂を用いて形成することにより、上述したように、撮像素子１００の低背化を実現し、感度やシェーディング特性を向上させながら、精度良く集光レンズ１０６を形成することができる。また、集光レンズ１０６の高屈折率化も実現することができる。
【００７５】
そして、上述したように、さらに、集光レンズ１０６とカラーフィルタ１０５（およびフォトダイオード１０２）との間にシリコン化合物からなる保護膜１１０を形成することにより、カラーフィルタ１０５の分光変動を抑制したり、フォトダイオード１０２における暗電流や白点の発生を抑制したりすることができる。
【００７６】
つまり、撮像素子１００において得られる撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
【００７７】
＜保護膜＞
以上のように、シリコン化合物からなる保護膜は、イオン種を発生する層（例えば金属微粒子を含有する樹脂の層）と、そのイオン種を移動させたくない層（例えばカラーフィルタの層やフォトダイオードが形成されるシリコン基板の層）との間に形成すれば良い。換言するに、シリコン化合物からなる保護膜は、イオン種を発生する層と、そのイオン種を移動させたくない層との間であれば、どの層間に形成するようにしてもよい。
【００７８】
ただし、より上層（イオン種を発生する層に近い側）に形成される程、保護膜は、より多くの層へのイオン種の移動を抑制することができる。例えば、図１の撮像素子の場合、保護膜１１０は、集光レンズ１０６のイオン種の、カラーフィルタ１０５とシリコン基板１０１への両方の層への移動を抑制することができる。ただし、より下層（イオン種を発生する層から遠い側）に形成される程、保護膜は、シリコン基板へのイオン種の移動をより確実に抑制することができる。また、保護膜による、イオン種による影響が少ない層への影響を抑制することができる。
【００７９】
また、保護膜を複数形成する（多層化する）ようにしてもよい。ただし、保護膜の数が増大するほど追加する工程数が増大するので、コストが増大する恐れがある。なお、保護膜の素材は、その一部若しくは全ての層で互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００８０】
さらに、保護膜の膜厚は任意である。厚い程、より確実にイオン種の移動を抑制することができる。一般的には20nm程度以上あればイオン種の移動を十分に抑制することができる。
【００８１】
＜保護膜の位置の他の例＞
つまり、図１においては、集光レンズ１０６とカラーフィルタ１０５との間に保護膜１１０が形成されるように説明したが、保護膜１１０の位置はこの例に限らない。例えば、以下の図５乃至図９に示されるような位置に保護膜１１０を形成することができる。
【００８２】
例えば、図５に示されるように保護膜１１０を２層化してもよい。図５Ａの例の場合、図１の保護膜１１０と同じ位置（集光レンズ１０６とカラーフィルタ１０５との間）に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、さらに、カラーフィルタ１０５と平坦化膜１０４との間に２層目の保護膜１１０−２が形成されている。保護膜１１０−１と保護膜１１０−２はそれぞれ保護膜１１０（図１）と同様の薄膜であり、例えばシリコン化合物よりなる。保護膜１１０−１と保護膜１１０−２の素材は、互いに同一であっても良いし、互いに異なっていてもよい。また、保護膜１１０−１と保護膜１１０−２の膜厚も、互いに同一であっても良いし、互いに異なっていてもよい。この場合、保護膜１１０−１は、集光レンズ１０６のイオン種の、カラーフィルタ１０５への移動と、シリコン基板１０１への移動との両方を抑制することができる。また、保護膜１１０−２は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【００８３】
また、図５Ｂの例の場合、図５Ａの場合と同じ位置に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、さらに、平坦化膜１０４と遮光膜１０３およびシリコン基板１０１との間に２層目の保護膜１１０−２が形成されている。この場合、保護膜１１０−２は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【００８４】
また、この場合、保護膜１１０−２は、遮光膜１０３を保護することもでき、それより上層の生成工程において使用される薬液の選択肢を増やすことができる（例えば、酸性薬液、塩基性薬液等）。
【００８５】
さらに、図５Ｃの例の場合、図５Ａの場合と同じ位置に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、さらに、平坦化膜１０４および遮光膜１０３とシリコン基板１０１との間に２層目の保護膜１１０−２が形成されている。この場合も、保護膜１１０−２は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【００８６】
また、例えば、図６に示されるように保護膜１１０を３層化してもよい。図６Ａの例の場合、図５Ａの場合と同じ位置に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、図５Ａの場合と同じ位置に２層目の保護膜１１０−２が形成されており、さらに、図５Ｂの保護膜１１０−２と同じ位置（平坦化膜１０４と遮光膜１０３およびシリコン基板１０１との間）に３層目の保護膜１１０−３が形成されている。
【００８７】
保護膜１１０−１乃至保護膜１１０−３はそれぞれ保護膜１１０（図１）と同様の薄膜であり、例えばシリコン化合物よりなる。保護膜１１０−１乃至保護膜１１０−３の素材は、互いに同一であっても良いし、互いに異なっていてもよい。また、保護膜１１０−１と保護膜１１０−２の膜厚も、互いに同一であっても良いし、互いに異なっていてもよい。
【００８８】
この場合、保護膜１１０−３は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。保護膜１１０−３は、さらに、遮光膜１０３を保護することもできる。
【００８９】
また、図６Ｂの例の場合、図６Ａの場合と同じ位置に１層目の保護膜１１０−１と２層目の保護膜１１０−２が形成されており、さらに、図５Ｃの保護膜１１０−２と同じ位置（平坦化膜１０４および遮光膜１０３とシリコン基板１０１との間）に３層目の保護膜１１０−３が形成されている。この場合も、保護膜１１０−３は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【００９０】
また、例えば、図７に示されるように、保護膜１１０により、カラーフィルタ１０５に含まれる所定の色のカラーフィルタについてのみ（つまり、互いに異なる波長帯域を透過する複数のフィルタの中の、所定の波長帯域を透過するフィルタのみ）保護するようにしてもよい。
【００９１】
上述したように、フィルタには、透過する波長域に応じて様々な素材が用いられるので、例えばジオキサン系顔料のような、金属微粒子を含有する高屈折率樹脂１２３から移動するイオン種の影響を受けやすい素材が、一部のフィルタのみに用いられる可能性がある。このような場合に、図７Ａの例のように、そのイオン種の影響を受けやすい素材が使用されたフィルタのみを、保護膜１１０により保護するようにすることもできる。
【００９２】
図７Ａの例において、青色のカラーフィルタ１０５Ａが、イオン種の影響を受けやすい素材（例えばジオキサン系顔料）が使用されたフィルタであるものとする。保護膜１１０は、カラーフィルタ１０５の内、その青色のカラーフィルタ１０５Ａのみを保護するように形成されている。つまり、保護膜１１０は、集光レンズ１０６と青色のカラーフィルタ１０５Ａとの間、青色のカラーフィルタ１０５Ａとその隣接画素のその他の色のカラーフィルタ（例えば、緑色のカラーフィルタ１０５Ｂ）との間、並びに、隣接画素のその他の色のカラーフィルタ（例えば、緑色のカラーフィルタ１０５Ｂ）と平坦化膜１０４との間に形成される。
【００９３】
この場合、保護膜１１０は、集光レンズ１０６のイオン種の、青色のカラーフィルタ１０５Ａへの移動と、シリコン基板１０１への移動との両方を抑制することができる。
【００９４】
この場合も保護膜１１０を多層化することができる。図７Ｂの例の場合、図７Ａの保護膜１１０と同じ位置に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、さらに、図５Ｂの保護膜１１０−２と同じ位置（平坦化膜１０４と遮光膜１０３およびシリコン基板１０１との間）に２層目の保護膜１１０−２が形成されている。この場合、保護膜１１０−２は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。また、この場合、保護膜１１０−２は、遮光膜１０３を保護することもできる。
【００９５】
また、図７Ｃの例の場合、図７Ａの保護膜１１０と同じ位置に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、さらに、図５Ｃの保護膜１１０−２と同じ位置（平坦化膜１０４および遮光膜１０３とシリコン基板１０１との間）に２層目の保護膜１１０−２が形成されている。この場合、保護膜１１０−２は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【００９６】
さらに、例えば、カラーフィルタ１０５がイオン種の影響を受けにくい場合（例えば、カラーフィルタ１０５にジオキサン系顔料が用いられていない場合）、図８に示されるように、保護膜１１０によってカラーフィルタ１０５を保護しないようにしても良い。図８Ａの例の場合、図５Ａの保護膜１１０−２と同じ位置（カラーフィルタ１０５と平坦化膜１０４との間）に単層の保護膜１１０が形成されている。この場合、保護膜１１０は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【００９７】
また、図８Ｂの例の場合、図５Ｂの保護膜１１０−２と同じ位置（平坦化膜１０４と遮光膜１０３およびシリコン基板１０１との間）に単層の保護膜１１０が形成されている。この場合、保護膜１１０は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。また、保護膜１１０は、さらに、遮光膜１０３を保護することもできる。
【００９８】
さらに、図８Ｃの例の場合、図５Ｃの保護膜１１０−２と同じ位置（平坦化膜１０４および遮光膜１０３とシリコン基板１０１との間）に単層の保護膜１１０が形成されている。この場合、保護膜１１０は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【００９９】
この場合もまた、図９に示されるように、保護膜１１０を多層化することができる。図９Ａの例の場合、図８Ａの保護膜１１０と同じ位置（集光レンズ１０６とカラーフィルタ１０５との間）に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、さらに、図８Ｂの保護膜１１０と同じ位置（平坦化膜１０４と遮光膜１０３およびシリコン基板１０１との間）に２層目の保護膜１１０−２が形成されている。この場合、保護膜１１０−１および保護膜１１０−２は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。また、保護膜１１０−２は、さらに、遮光膜１０３を保護することもできる。
【０１００】
また、図９Ｂの例の場合、図９Ａの場合と同じ位置に１層目の保護膜１１０−１が形成されており、さらに、図８Ｃの保護膜１１０と同じ位置（平坦化膜１０４および遮光膜１０３とシリコン基板１０１との間）に２層目の保護膜１１０−２が形成されている。この場合、保護膜１１０−１および保護膜１１０−２は、集光レンズ１０６のイオン種のシリコン基板１０１への移動を抑制することができる。
【０１０１】
＜２．第２の実施の形態＞
＜製造装置＞
図１０は、本技術を適用した撮像素子１００（イメージセンサ）を製造する製造装置の主な構成例を示すブロック図である。図１０に示される製造装置２００は、制御部２０１および製造部２０２を有する。
【０１０２】
制御部２０１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、およびRAM（Random Access Memory）等を有し、製造部２０２の各部を制御し、撮像素子１００の製造に関する制御処理を行う。例えば、制御部２０１のCPUは、ROMに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。また、そのCPUは、記憶部２１３からRAMにロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAMにはまた、CPUが各種の処理を実行するにあたって必要なデータなども適宜記憶される。
【０１０３】
製造部２０２は、制御部２０１に制御されて、撮像素子１００の製造に関する処理を行う。製造部２０２は、フォトダイオード形成部２３１、配線層形成部２３２、遮光膜形成部２３３、平坦化膜形成部２３４、フィルタ形成部２３５、集光レンズ形成部２３６、および保護膜形成部２３７を有する。
【０１０４】
フォトダイオード形成部２３１は、シリコン基板１０１にフォトダイオード１０２を形成する。配線層形成部２３２は、シリコン基板１０１の光入射面と反対側の面（図１中下側）に配線層（図示せず）を形成する。遮光膜形成部２３３は、遮光膜１０３を形成する。平坦化膜形成部２３４は、平坦化膜１０４を形成する。フィルタ形成部２３５は、カラーフィルタ１０５を形成する。集光レンズ形成部２３６は、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズ１０６を形成する。保護膜形成部２３７は、保護膜１１０を形成する。
【０１０５】
これらのフォトダイオード形成部２３１乃至保護膜形成部２３７は、制御部２０１に制御され、後述するように、撮像素子１００を製造する各工程の処理を行う。
【０１０６】
また、製造装置２００は、入力部２１１、出力部２１２、記憶部２１３、通信部２１４、およびドライブ２１５を有する。
【０１０７】
入力部２１１は、キーボード、マウス、タッチパネル、および外部入力端子などよりなり、ユーザ指示や外部からの情報の入力を受け付け、制御部２０１に供給する。出力部２１２は、CRT（Cathode Ray Tube）ディスプレイやLCD（Liquid Crystal Display）等のディスプレイ、スピーカ、並びに外部出力端子などよりなり、制御部２０１から供給される各種情報を画像、音声、若しくは、アナログ信号やデジタルデータとして出力する。
【０１０８】
記憶部２１３は、例えばフラッシュメモリ、SSD（Solid State Drive）、ハードディスク等の任意の記憶媒体を有し、制御部２０１から供給される情報を記憶したり、制御部２０１からの要求に従って、記憶している情報を読み出して供給したりする。
【０１０９】
通信部２１４は、例えば、有線LAN（Local Area Network）や無線LANのインタフェースやモデムなどよりなり、インターネットを含むネットワークを介して、外部の装置との通信処理を行う。例えば、通信部２１４は、制御部２０１から供給される情報を通信相手に送信したり、通信相手から受信した情報を制御部２０１に供給したりする。
【０１１０】
ドライブ２１５は、必要に応じて制御部２０１に接続される。そして、例えば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア２２１がそのドライブ２１５に適宜装着される。そして、そのドライブ２１５を介してリムーバブルメディア２２１から読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２１３にインストールされる。
【０１１１】
＜製造処理の流れ１＞
図１１のフローチャートを参照して、製造装置２００が実行する、撮像素子１００を製造する製造処理の流れの例を説明する。なお、図１１のフローチャートは、図１の例の撮像素子１００を製造する場合の製造処理の流れの例を示す。
【０１１２】
つまり、この場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、平坦化膜１０４、およびカラーフィルタ１０５が積層された素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして保護膜形成部２３７は、その素子のカラーフィルタ１０５の光入射面（図１中上側）に積層するように保護膜１１０を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０を形成した素子を集光レンズ形成部２３６に供給する。
【０１１３】
製造処理が開始されると、ステップＳ２０１において、フォトダイオード形成部２３１は、制御部２０１に制御されて、外部より供給されたシリコン基板１０１にフォトダイオード１０２を画素毎に形成する。
【０１１４】
ステップＳ２０２において、配線層形成部２３２は、制御部２０１に制御されて、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１の光入射面と反対側の面（図１中下側）に積層するように、銅やアルミニウム等の金属を用いた多層配線を含む配線層（図示せず）を形成する。
【０１１５】
ステップＳ２０３において、遮光膜形成部２３３は、制御部２０１に制御されて、シリコン基板１０１の光入射面（図１中上側）の画素周縁部に遮光膜１０３を形成する。
【０１１６】
ステップＳ２０４において、平坦化膜形成部２３４は、制御部２０１に制御されて、遮光膜１０３が形成されるシリコン基板１０１の光入射面（図１中上側）に、図１中において遮光膜１０３の上から積層するように平坦化膜１０４を形成する。
【０１１７】
ステップＳ２０５において、フィルタ形成部２３５は、制御部２０１に制御されて、平坦化膜１０４の光入射面（図１中上側）に積層するように、カラーフィルタ１０５を形成する。
【０１１８】
ステップＳ２０６において、保護膜形成部２３７は、制御部２０１に制御されて、カラーフィルタ１０５の光入射面（図１中上側）に積層するように、保護膜１１０を形成する。
【０１１９】
ステップＳ２０７において、集光レンズ形成部２３６は、制御部２０１に制御されて、保護膜１１０の光入射面（図１中上側）に、集光レンズ１０６を形成する。
【０１２０】
ステップＳ２０７の処理が終了すると、集光レンズ１０６が形成された素子が撮像素子１００として製造装置２００の外部に供給され、製造処理が終了する。
【０１２１】
以上のように、製造処理を実行することにより、製造装置２００は、本技術を適用した撮像素子１００（図１）を生成することができる。つまり、このように製造することにより、低背化を実現させて感度やシェーディング特性を向上させるとともに、精度良く高屈折率のマイクロレンズ（集光レンズ１０６）を形成することができ、さらに、カラーフィルタ１０５の分光変動の発生やフォトダイオード１０２の暗電流や白点の発生を抑制することができる。したがって、撮像素子１００は、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
【０１２２】
なお、保護膜１１０を他の位置（他の層間）に形成する場合、ステップＳ２０６の処理を図１１の例と異なるタイミングで実行するようにすればよい。また、保護膜１１０を多層化する場合、ステップＳ２０６の処理を、所定のタイミングにおいて、その層数分繰り返し実行すればよい。
【０１２３】
例えば、図５Ａの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、および平坦化膜１０４が積層された素子を平坦化膜形成部２３４から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の平坦化膜１０４の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。また、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、平坦化膜１０４、保護膜１１０−２、およびカラーフィルタ１０５が積層された素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のカラーフィルタ１０５の光入射面に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子を集光レンズ形成部２３６に供給する。
【０１２４】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０４の処理とステップＳ２０５の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、さらに、ステップＳ２０５の処理とステップＳ２０７の処理の間にも行って保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１２５】
また、例えば、図５Ｂの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層および遮光膜１０３が積層された素子を遮光膜形成部２３３から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の遮光膜１０３が形成されるシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子を平坦化膜形成部２３４に供給する。また、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、保護膜１１０−２、平坦化膜１０４、およびカラーフィルタ１０５が積層された素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のカラーフィルタ１０５の光入射面に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子を集光レンズ形成部２３６に供給する。
【０１２６】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０３の処理とステップＳ２０４の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、さらに、ステップＳ２０５の処理とステップＳ２０７の処理の間にも行って保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１２７】
さらに、例えば、図５Ｃの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層が積層された素子を配線層形成部２３２から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子を遮光膜形成部２３３に供給する。また、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、保護膜１１０−２、遮光膜１０３、平坦化膜１０４、およびカラーフィルタ１０５が積層された素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のカラーフィルタ１０５の光入射面に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子を集光レンズ形成部２３６に供給する。
【０１２８】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０２の処理とステップＳ２０３の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、さらに、ステップＳ２０５の処理とステップＳ２０７の処理の間にも行って保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１２９】
また、例えば、図６Ａの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層および遮光膜１０３が積層された素子を遮光膜形成部２３３から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の遮光膜１０３が形成されるシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−３を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−３を形成した素子を平坦化膜形成部２３４に供給する。また、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、保護膜１１０−３、および平坦化膜１０４が積層された素子を平坦化膜形成部２３４から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の平坦化膜１０４の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。さらに、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、保護膜１１０−３、平坦化膜１０４、保護膜１１０−２、およびカラーフィルタ１０５が積層された素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のカラーフィルタ１０５の光入射面に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子を集光レンズ形成部２３６に供給する。
【０１３０】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０３の処理とステップＳ２０４の処理の間に行って保護膜１１０−３を形成し、ステップＳ２０４の処理とステップＳ２０５の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、さらに、ステップＳ２０５の処理とステップＳ２０７の処理の間に行って保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１３１】
さらに、例えば、図６Ｂの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層が積層された素子を配線層形成部２３２から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−３を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−３を形成した素子を遮光膜形成部２３３に供給する。また、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、保護膜１１０−３、遮光膜１０３、および平坦化膜１０４が積層された素子を平坦化膜形成部２３４から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の平坦化膜１０４の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。さらに、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、保護膜１１０−３、遮光膜１０３、平坦化膜１０４、保護膜１１０−２、およびカラーフィルタ１０５が積層された素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のカラーフィルタ１０５の光入射面に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子を集光レンズ形成部２３６に供給する。
【０１３２】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０２の処理とステップＳ２０３の処理の間に行って保護膜１１０−３を形成し、ステップＳ２０４の処理とステップＳ２０５の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、さらに、ステップＳ２０５の処理とステップＳ２０７の処理の間に行って保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１３３】
また、例えば、図８Ａの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、および平坦化膜１０４が積層された素子を平坦化膜形成部２３４から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の平坦化膜１０４の光入射面に積層するように保護膜１１０を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。
【０１３４】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０４の処理とステップＳ２０５の処理の間に行って、保護膜１１０を形成するようにすればよい。
【０１３５】
さらに、例えば、図８Ｂの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層および遮光膜１０３が積層された素子を遮光膜形成部２３３から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の遮光膜１０３が形成されるシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０を形成した素子を平坦化膜形成部２３４に供給する。
【０１３６】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０３の処理とステップＳ２０４の処理の間に行って、保護膜１１０を形成するようにすればよい。
【０１３７】
さらに、例えば、図８Ｃの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層が積層された素子を配線層形成部２３２から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０を形成した素子を遮光膜形成部２３３に供給する。
【０１３８】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０２の処理とステップＳ２０３の処理の間に行って保護膜１１０−３を形成するようにすればよい。
【０１３９】
また、例えば、図９Ａの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層および遮光膜１０３が積層された素子を遮光膜形成部２３３から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の遮光膜１０３が形成されるシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子を平坦化膜形成部２３４に供給する。また、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、遮光膜１０３、保護膜１１０−２、および平坦化膜１０４が積層された素子を平坦化膜形成部２３４から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の平坦化膜１０４の光入射面に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。
【０１４０】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０３の処理とステップＳ２０４の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、ステップＳ２０４の処理とステップＳ２０５の処理の間に行って保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１４１】
さらに、例えば、図９Ｂの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層が積層された素子を配線層形成部２３２から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子を遮光膜形成部２３３に供給する。また、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層、保護膜１１０−２、遮光膜１０３、および平坦化膜１０４が積層された素子を平坦化膜形成部２３４から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の平坦化膜１０４の光入射面に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。
【０１４２】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２０２の処理とステップＳ２０３の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、ステップＳ２０４の処理とステップＳ２０５の処理の間に行って保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１４３】
＜製造処理の流れ２＞
なお、図７の例の撮像素子１００を製造する場合、図１１のステップＳ２０５の処理とステップＳ２０６の処理とを並行して実行するようにすればよい。その場合の、製造処理の流れの例を、図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２のフローチャートは、図７Ａに示される例の撮像素子１００を製造する場合の撮像処理の流れの例を示す。
【０１４４】
つまり、この場合、保護膜形成部２３７は、平坦化膜１０４の光入射面（図７Ａ中上側）の所定の部分（画素）に、カラーフィルタ１０５の一部が形成された（例えば、図７Ａ中左側の画素にカラーフィルタ１０５Ａが形成された）状態の素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして保護膜形成部２３７は、その素子にカラーフィルタ１０５Ａおよび平坦化膜１０４の光入射面（図７Ａ中上側）側から積層するように保護膜１１０を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。フィルタ形成部２３５においては、保護膜１１０の光入射面の所定の部分（画素）に積層するように、カラーフィルタ１０５の残りの部分（カラーフィルタ１０５Ｂ等）を形成する。
【０１４５】
製造処理が開始されると、ステップＳ２２１乃至ステップＳ２２４の各処理が、図１１のステップＳ２０１乃至ステップＳ２０４の各処理と同様に実行され、シリコン基板１０１にフォトダイオード１０２が形成され、配線層、遮光膜１０３、および平坦化膜１０４が形成される。
【０１４６】
ステップＳ２２５において、フィルタ形成部２３５および保護膜形成部２３７は、制御部２０１に制御されて、フィルタ保護膜形成処理を実行し、平坦化膜１０４の光入射面（図７Ａ中上側）に積層するように、カラーフィルタ１０５および保護膜１１０を形成する。
【０１４７】
カラーフィルタ１０５および保護膜１１０が図７Ａに示されるように形成されると、ステップＳ２２６において、集光レンズ形成部２３６は、制御部２０１に制御されて、カラーフィルタ１０５および保護膜１１０の光入射面（図７Ａ中上側）に、集光レンズ１０６を形成する。
【０１４８】
ステップＳ２２６の処理が終了すると、集光レンズ１０６が形成された素子が撮像素子１００として製造装置２００の外部に供給され、製造処理が終了する。
【０１４９】
＜フィルタ保護膜形成処理の流れ＞
次に、図１２のステップＳ２２５において実行されるフィルタ保護膜形成処理の流れの例を図１３のフローチャートを参照して説明する。なお、図１３に示されるフローチャートは、カラーフィルタ１０５として赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタが形成される場合の処理の流れを示す。
【０１５０】
フィルタ保護膜形成処理が開始されると、ステップＳ２４１において、フィルタ形成部２３５は、平坦化膜１０４の光入射面（図７Ａ中上側）の所定の部分（画素）に積層するように、青色フィルタ（図７Ａの例の場合、カラーフィルタ１０５Ａ）を形成する。
【０１５１】
ステップＳ２４２において、保護膜形成部２３７は、ステップＳ２４１において青色フィルタ（カラーフィルタ１０５Ａ）が部分的に形成された平坦化膜１０４の光入射面（図７Ａ中上側）に積層するように（すなわち、平坦化膜１０４とカラーフィルタ１０５Ａに積層するように）、保護膜１１０を形成する。
【０１５２】
ステップＳ２４３において、フィルタ形成部２３５は、ステップＳ２４２において形成された保護膜１１０の光入射面（図７Ａ中上側）の所定の部分（画素）に積層するように、緑色フィルタ（図７Ａの例の場合、カラーフィルタ１０５Ｂ）を形成する。
【０１５３】
ステップＳ２４４において、フィルタ形成部２３５は、ステップＳ２４２において形成された保護膜１１０の光入射面（図７Ａ中上側）の所定の部分（画素）に積層するように、赤色フィルタを形成する。
【０１５４】
３色のカラーフィルタ１０５と保護膜１１０が形成されると、フィルタ保護膜形成処理が終了し、処理は図１２に戻る。
【０１５５】
以上のように、各処理を実行することにより、製造装置２００は、本技術を適用した撮像素子１００（図７Ａ）を生成することができる。つまり、このように製造することにより、低背化を実現させて感度やシェーディング特性を向上させるとともに、精度良く高屈折率のマイクロレンズ（集光レンズ１０６）を形成することができ、さらに、所定の帯域を制限するカラーフィルタ１０５の分光変動の発生やフォトダイオード１０２の暗電流や白点の発生を抑制することができる。したがって、撮像素子１００は、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。
【０１５６】
なお、図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ２４３の処理とステップＳ２４４の処理は、どちらを先に実行するようにしてもよい。つまり、保護膜１１０の集光レンズ１０６と反対側に形成し、保護膜１１０により保護するフィルタを形成する処理を、ステップＳ２４２より先に行い、保護膜１１０の集光レンズ１０６側に形成し、保護膜１１０により保護しないフィルタを形成する処理をステップＳ２４２より後に行うようにすればよく、それ以外の処理順は任意である。
【０１５７】
したがって、例えば、緑色フィルタ（カラーフィルタ１０５Ｂ）を保護する場合、ステップＳ２４３の処理をステップＳ２４２の処理より先に行い、ステップＳ２４１の処理とステップＳ２４４の処理をステップＳ２４２の処理より後に行うようにすればよい。また、例えば、赤色フィルタを保護する場合、ステップＳ２４４の処理をステップＳ２４２の処理より先に行い、ステップＳ２４１の処理とステップＳ２４３の処理をステップＳ２４２の処理より後に行うようにすればよい。カラーフィルタ１０５の色数が増えても同様である。フィルタ形成部２３５がカラーフィルタ１０５以外のフィルタを形成する場合も同様である。
【０１５８】
また、図７Ｂや図７Ｃに示される例のように、図７Ａの保護膜１１０以外の場所にも保護膜をさらに形成する場合、図１２の各ステップの処理に加えて、図１１のステップＳ２０６の処理を所定のタイミングにおいて実行するようにすればよい。
【０１５９】
例えば、図７Ｂの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層および遮光膜１０３が積層された素子を遮光膜形成部２３３から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子の遮光膜１０３が形成されるシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子を平坦化膜形成部２３４に供給する。また、保護膜形成部２３７は、平坦化膜１０４の光入射面の所定の部分（画素）に、カラーフィルタ１０５の一部分が形成された（例えばカラーフィルタ１０５Ａが形成された）状態の素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして保護膜形成部２３７は、その素子にカラーフィルタ１０５（カラーフィルタ１０５Ａ）および平坦化膜１０４の光入射面（図７Ｂ中上側）に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。フィルタ形成部２３５においては、保護膜１１０−１の光入射面の所定の部分（画素）に積層するように、カラーフィルタ１０５の残りの部分（カラーフィルタ１０５Ｂ等）を形成する。
【０１６０】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１２のフローチャートにおいて、図１１のステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２２３の処理とステップＳ２２４の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、さらに、ステップＳ２２５のフィルタ保護膜形成処理により保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１６１】
また、例えば、図７Ｃの構成例の撮像素子１００を製造する場合、保護膜形成部２３７は、フォトダイオード１０２が形成されたシリコン基板１０１に配線層が積層された素子を配線層形成部２３２から取得する。そして、保護膜形成部２３７は、その素子のシリコン基板１０１の光入射面に積層するように保護膜１１０−２を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−２を形成した素子を遮光膜形成部２３３に供給する。また、保護膜形成部２３７は、平坦化膜１０４の光入射面の所定の部分（画素）に、カラーフィルタ１０５の一部分が形成された（例えばカラーフィルタ１０５Ａが形成された）状態の素子をフィルタ形成部２３５から取得する。そして保護膜形成部２３７は、その素子にカラーフィルタ１０５（カラーフィルタ１０５Ａ）および平坦化膜１０４の光入射面（図７Ｃ中上側）に積層するように保護膜１１０−１を形成する。そして、保護膜形成部２３７は、保護膜１１０−１を形成した素子をフィルタ形成部２３５に供給する。フィルタ形成部２３５においては、保護膜１１０−１の光入射面の所定の部分（画素）に積層するように、カラーフィルタ１０５の残りの部分（カラーフィルタ１０５Ｂ等）を形成する。
【０１６２】
つまり、保護膜形成部２３７は、図１２のフローチャートにおいて、図１１のステップＳ２０６の処理を、ステップＳ２２２の処理とステップＳ２２３の処理の間に行って保護膜１１０−２を形成し、さらに、ステップＳ２２５のフィルタ保護膜形成処理により保護膜１１０−１を形成するようにすればよい。
【０１６３】
＜３．第３の実施の形態＞
＜撮像装置＞
以上に説明した、本技術を適用して製造した撮像素子１００（イメージセンサ）は、例えば撮像装置等のデバイスに適用することができる。すなわち、本技術は、撮像素子としてだけでなく、その撮像素子を用いたデバイス（例えば、撮像装置等）として実施することもできる。
【０１６４】
図１４は、撮像装置の主な構成例を示すブロック図である。図１４に示される撮像装置６００は、被写体を撮像し、その被写体の画像を電気信号として出力する装置である。
【０１６５】
図１４に示されるように撮像装置６００は、光学部６１１、CMOSセンサ６１２、A/D変換器６１３、操作部６１４、制御部６１５、画像処理部６１６、表示部６１７、コーデック処理部６１８、および記録部６１９を有する。
【０１６６】
光学部６１１は、被写体までの焦点を調整し、焦点が合った位置からの光を集光するレンズ、露出を調整する絞り、および、撮像のタイミングを制御するシャッタ等よりなる。光学部６１１は、被写体からの光（入射光）を透過し、CMOSセンサ６１２に供給する。
【０１６７】
CMOSセンサ６１２は、入射光を光電変換して画素毎の信号（画素信号）をA/D変換器６１３に供給する。
【０１６８】
A/D変換器６１３は、CMOSセンサ６１２から、所定のタイミングで供給された画素信号を、デジタルデータ（画像データ）に変換し、所定のタイミングで順次、画像処理部６１６に供給する。
【０１６９】
操作部６１４は、例えば、ジョグダイヤル（商標）、キー、ボタン、またはタッチパネル等により構成され、ユーザによる操作入力を受け、その操作入力に対応する信号を制御部６１５に供給する。
【０１７０】
制御部６１５は、操作部６１４により入力されたユーザの操作入力に対応する信号に基づいて、光学部６１１、CMOSセンサ６１２、A/D変換器６１３、画像処理部６１６、表示部６１７、コーデック処理部６１８、および記録部６１９の駆動を制御し、各部に撮像に関する処理を行わせる。
【０１７１】
画像処理部６１６は、A/D変換器６１３から供給された画像データに対して、例えば、混色補正や、黒レベル補正、ホワイトバランス調整、デモザイク処理、マトリックス処理、ガンマ補正、およびYC変換等の各種画像処理を施す。画像処理部６１６は、画像処理を施した画像データを表示部６１７およびコーデック処理部６１８に供給する。
【０１７２】
表示部６１７は、例えば、液晶ディスプレイ等として構成され、画像処理部６１６から供給された画像データに基づいて、被写体の画像を表示する。
【０１７３】
コーデック処理部６１８は、画像処理部６１６から供給された画像データに対して、所定の方式の符号化処理を施し、得られた符号化データを記録部６１９に供給する。
【０１７４】
記録部６１９は、コーデック処理部６１８からの符号化データを記録する。記録部６１９に記録された符号化データは、必要に応じて画像処理部６１６に読み出されて復号される。復号処理により得られた画像データは、表示部６１７に供給され、対応する画像が表示される。
【０１７５】
以上のような撮像装置６００のCMOSセンサ６１２に上述した本技術を適用する。すなわち、CMOSセンサ６１２には、本技術を適用した撮像素子１００が用いられる。したがって、CMOSセンサ６１２は、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、その集光レンズとフィルタやフォトダイオードとの間に形成されるシリコン化合物からなる保護膜を有し、低背化が実現されて感度やシェーディング特性が向上し、精度良く高屈折率のマイクロレンズ（集光レンズ１０６）が形成され、さらに、カラーフィルタ１０５の分光変動の発生やフォトダイオード１０２の暗電流や白点の発生が抑制される。したがって、CMOSセンサ６１２は、撮像画像の画質劣化を抑制することができる。したがって撮像装置６００は、被写体を撮像することにより、より高画質な画像を得ることができる。
【０１７６】
なお、本技術を適用した撮像装置は、上述した構成に限らず、他の構成であってもよい。例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラだけでなく、携帯電話機、スマートホン、タブレット型デバイス、パーソナルコンピュータ等の、撮像機能を有する情報処理装置であってもよい。また、他の情報処理装置に装着して使用される（若しくは組み込みデバイスとして搭載される）カメラモジュールであってもよい。
【０１７７】
なお、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０１７８】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、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。
【０１７９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）  金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、
シリコン基板に形成される、外部から前記集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜と
を備える撮像素子。
（２）  前記保護膜の少なくとも前記集光レンズ側の面は、非平坦である
（１）、（３）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（３）  前記シリコン化合物は、二酸化シリコン（SiO2）、酸窒化シリコン（SiON）、若しくは窒化シリコン（SiN）である
（１）、（２）、（４）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（４）  前記保護膜の膜厚は、20nm以上である
（１）乃至（３）、（３）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）  前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタをさらに備え、
前記保護膜は、前記集光レンズと前記光学フィルタとの間に形成される
（１）乃至（４）、（６）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）  前記光学フィルタは、少なくともジオキサン系顔料を含むカラーフィルタを含む
（１）乃至（５）、（７）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）  前記カラーフィルタは、青色のカラーフィルタである
（１）乃至（６）、（８）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）  前記光学フィルタと前記シリコン基板との間に形成される平坦化膜をさらに備え、
前記保護膜は、さらに、前記光学フィルタと前記平坦化膜との間にも形成される
（１）乃至（７）、（９）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）  前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
（１）乃至（８）、（１０）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０）  前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成される
（１）乃至（９）、（１１）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１１）  前記光学フィルタと前記シリコン基板との間に形成される平坦化膜をさらに備え、
前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
（１）乃至（１０）、（１２）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１２）  前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成される
（１）乃至（１１）、（１３）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１３）  前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、
前記保護膜は、一部の光学フィルタと前記集光レンズの間、前記一部の光学フィルタとその他の光学フィルタとの間、並びに、前記その他の光学フィルタと前記平坦化膜との間に形成される
（１）乃至（１２）、（１４）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１４）  前記一部の光学フィルタは、ジオキサン系顔料を含むカラーフィルタである
（１）乃至（１３）、（１５）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１５）  前記カラーフィルタは、青色のカラーフィルタである
（１）乃至（１４）、（１６）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１６）  前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
（１）乃至（１５）、（１７）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１７）  前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成される
（１）乃至（１６）、（１８）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１８）  前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、
前記保護膜は、前記光学フィルタと前記平坦化膜との間に形成される
（１）乃至（１７）、（１９）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（１９）  前記保護膜は、さらに、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間にも形成される
（１）乃至（１８）、（２０）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２０）  前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成される
（１）乃至（１９）、（２１）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２１）  前記集光レンズと前記シリコン基板との間に、自身を透過する前記入射光の波長帯域を制限する光学フィルタと平坦化膜とをさらに備え、
前記保護膜は、前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される
（１）乃至（２０）、（２２）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２２）  前記平坦化膜と前記シリコン基板との間の画素周縁部に形成される、前記入射光の隣接画素への進入を抑制する遮光膜をさらに備え、
前記平坦化膜と前記シリコン基板との間に形成される前記保護膜は、前記平坦化膜と、前記遮光膜および前記シリコン基板との間に形成される
（１）乃至（２１）、（２３）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２３）  前記金属微粒子を含有する樹脂は、共重合系の樹脂に金属化合物の粒子を添加し、分散させたものである
（１）乃至（２２）、（２４）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２４）  前記共重合系の樹脂は、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、若しくはシラン系樹脂である
（１）乃至（２３）、（２５）乃至（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２５）  前記金属化合物は、チタン（Ti）、マグネシウム（Mg）、アルミニウム（Al）、若しくは亜鉛（Zn）である
（１）乃至（２４）、（２６）、（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２６）  前記金属微粒子を含有する樹脂の波長500nmにおける屈折率は、1.6乃至2.0である
（１）乃至（２５）、（２７）のいずれかに記載の撮像素子。
（２７）  前記金属微粒子を含有する樹脂の波長400nm乃至700nmの帯域において透過率90%以上である
（１）乃至（２６）のいずれかに記載の撮像素子。
（２８）    金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズと、
シリコン基板に形成される、外部から前記集光レンズを介して入射する入射光を光電変換する光電変換素子と、
前記集光レンズと前記シリコン基板との間に形成される、シリコン化合物からなる保護膜と
を備える撮像素子と、
前記撮像素子により得られる撮像画像データを画像処理する画像処理部と
を備える撮像装置。
（２９）  撮像素子を製造する製造装置であって、
入射光を光電変換する光電変換素子をシリコン基板に形成する光電変換素子形成部と、
シリコン化合物からなる保護膜を、前記光電変換素子形成部により前記光電変換素子が形成された前記シリコン基板の前記入射光が入射する側に形成する保護膜形成部と、
前記入射光を集光する、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズを、前記保護膜形成部により形成された前記保護膜の、前記シリコン基板と反対側に形成する集光レンズ形成部と
を備える製造装置。
（３０）  撮像素子を製造する製造装置の製造方法であって、
入射光を光電変換する光電変換素子をシリコン基板に形成し、
シリコン化合物からなる保護膜を、前記光電変換素子が形成された前記シリコン基板の前記入射光が入射する側に形成し、
前記入射光を集光する、金属微粒子を含有する樹脂からなる集光レンズを、前記保護膜の前記シリコン基板と反対側に形成する
製造方法。
【符号の説明】
【０１８０】
１００  撮像素子，  １０１  シリコン基板，  １０２  フォトダイオード，  １０３  遮光膜，  １０４  平坦化膜，  １０５  カラーフィルタ，  １０６  集光レンズ，  １１０  保護膜，  ２００  製造装置，  ２０１  制御部，  ２０２  製造部，  ２３１  フォトダイオード形成部，  ２３２  配線層形成部，  ２３３  遮光膜形成部，  ２３４  平坦化膜形成部，  ２３５  フィルタ形成部，  ２３６  集光レンズ形成部，  ２３７  保護膜形成部，  ６００  撮像装置，  ６１２  CMOSセンサ
【図１】
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【図２】
2015032590.tif 000004
【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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