(57)【要約】【課題】固体撮像装置の光感度の低下を抑制する。【解決手段】入射光を電気信号に変換する光電変換部を有する画素２と、画素２に対応して形成されたカラーフィルタ１５と、カラーフィルタ１５を介して入射光を光電変換部ＰＤに集光するマイクロレンズ１６と、を含む複数の画素領域と、マイクロレンズ１６側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、前記画素領域の辺部に形成された第１遮光部１７と、マイクロレンズ１６側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、画素２の表面から第１の端面までの距離が、第１遮光部１７より短く、画素領域の角部に形成された第２遮光部１８と、を備える固体撮像装置を提供する。【選択図】図２
2012191136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を電気信号に変換する光電変換部を有する画素と、
前記画素に対応して形成されたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを介して前記入射光を前記光電変換部に集光するマイクロレンズと、
を含む複数の画素領域と、
前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、前記複数の画素領域の各画素領域の辺部に形成された第１遮光部と、
前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、前記画素の表面から、前記第１の端面までの距離が、前記第１遮光部より短く、前記画素領域の角部に形成された第２遮光部と、
を備える固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１遮光部の厚さは、前記第２遮光部の厚さより大きく、前記第１、２遮光部、及び前記カラーフィルタは同一平面上に形成された請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタと接する面側から所望の深さに形成されたトレンチ部を有するシリコン層をさらに備え、前記第２遮光部の少なくとも一部が前記トレンチ部内に設けられている請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１遮光部の少なくとも一部が前記トレンチ部内に設けられ、前記第１遮光部の前記トレンチ部内に設けられていない部分の厚さが、前記第２遮光部の前記トレンチ部内に設けられていない部分の厚さより大きい請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１、第２遮光部の少なくとも一方の前記トレンチ部内に設けられた部分と、前記第１、第２遮光部の少なくとも一方の前記トレンチ部内に設けられていない部分とで異なる材料を含む請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１遮光部は、突起部と、該突起部の面に設けられた遮光層とを有し、前記第２遮光部は、前記遮光層と同じ厚さを有する請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタの厚さは、前記第１遮光部の前記厚さより厚い請求項２または請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記カラーフィルタは、第１乃至第３色目フィルタ成分を有し、
前記第２及び第３色目フィルタ成分は前記第１色目フィルタで囲まれており、前記第１色目フィルタ成分には角部にホールが形成されている請求項１乃至請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記マイクロレンズは、前記画素領域の前記辺部の厚さが前記画素領域の前記角部の厚さより厚い請求項１乃至請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記画素部、前記カラーフィルタ、前記マイクロレンズは基板上に形成され、
前記基板の周辺部に設けられる前記マイクロレンズの中心は、対応する前記カラーフィルタ及び前記画素の中心に対し、前記基板の中心方向にずらして配置される請求項１乃至請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
入射光を電気信号に変換する光電変換部を有する画素を形成する工程と、
前記画素に対応して形成されたカラーフィルタを形成する工程と、
前記カラーフィルタを介して前記入射光を前記光電変換部に集光するマイクロレンズを形成する工程と、
前記画素、前記カラーフィルタ及び前記マイクロレンズで構成される画素領域の辺部に形成され、前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有する第１遮光部、及び前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、前記画素の表面から、前記第１の端面までの距離が、前記第１遮光部より短く、前記画素領域の角部に形成された第２遮光部を形成する工程と、
を備える固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程は、
前記画素または前記画素と前記カラーフィルタとの間に配置される層の前記カラーフィルタ側の面に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜の厚さより低い深さを有する開口部を、前記遮光膜の前記画素領域の角部に形成する工程と、
前記遮光膜の前記画素領域の辺部に前記第１遮光部の幅より広いレジストを形成し、前記遮光膜の前記画素領域の角部に前記開口部より小さいレジストを形成し、該レジストをマスクとして前記遮光膜をエッチングすることで前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程と、
を含む請求項１１記載の製造方法。
【請求項１３】
前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程は、
前記画素または前記画素と前記カラーフィルタとの間に配置されるシリコン層の前記カラーフィルタ側の面に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜の前記画素境界の内部に前記遮光膜の厚さと同じ深さを有する開口部を形成する工程と、
前記遮光膜の前記画素領域の内部及び辺部にレジストを形成し、該レジストをマスクとして前記遮光膜の厚さより浅く前記遮光膜をエッチングすることで前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程と、
を含む請求項１１記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程は、
前記画素または前記画素と前記カラーフィルタとの間に配置されるシリコン層の前記カラーフィルタ側の面に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜の前記画素領域の辺部に第１透過率を有するレジストを、前記画素領域の角部に第２透過率を有するレジストを、前記画素領域の内部に第３透過率を有するレジストを形成し、該レジストをマスクとして前記遮光膜をエッチングすることで前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程と、
を含む請求項１１記載の製造方法。
【請求項１５】
前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程は、
前記画素または前記画素と前記カラーフィルタとの間に配置されるシリコン層の前記カラーフィルタ側の面であって、前記画素領域の辺部に突起部を形成する工程と、
前記画素または前記シリコン層、及び前記突起部に前記遮光膜を形成する工程と、
前記画素領域の内側の遮光膜を除去する工程と、
を含む請求項１１記載の製造方法。
【請求項１６】
前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程は、
前記画素または前記画素と前記カラーフィルタとの間に配置されるシリコン層の前記カラーフィルタ側の面にトレンチ部を形成する工程と、
前記画素または前記シリコン層の前記カラーフィルタ側の面、及びトレンチ部の表面に遮光膜を形成する工程と、
前記画素領域の角部及び内部に形成されたレジストをマスクとして前記遮光膜をエッチングすることで前記第１遮光部及び前記第２遮光部を形成する工程と、
を含む請求項１１記載の製造方法。
【請求項１７】
前記カラーフィルタを形成する工程は、
前記カラーフィルタの厚さが前記第１遮光部の厚さより厚く形成される工程を含む請求項１１乃至請求項１６記載の製造方法。
【請求項１８】
前記カラーフィルタを形成する工程は、第１色目フィルタ成分で、第２色目フィルタ成分と第３色目フィルタ成分のそれぞれの周囲を囲んだカラーフィルタを形成する工程であり、
前記画素または前記カラーフィルタと前記画素との間に配置されるシリコン層に形成したマスクの開口部内に第１色目フィルタ成分、または第２色目フィルタ成分と第３色目フィルタ成分、のいずれかを形成する工程と、
前記マスクを除去して形成された開口部に残りの色フィルタ成分を形成する工程と、
前記第１色目フィルタ成分の前記画素領域の角部にホールを形成する工程と、
を含む請求項１１乃至請求項１７記載の製造方法。
【請求項１９】
入射光を電気信号に変換する光電変換部を有する画素と、
前記画素に対応して形成されたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを介して前記入射光を前記光電変換部に集光するマイクロレンズと、
とを含む複数の画素領域と、
前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、    前記複数の画素領域の各画素領域の辺部に形成された第１遮光部と、
前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、    前記画素の表面から、前記第１の端面までの距離が、前記第１遮光部より短く、前記画素領域の角部に形成された第２遮光部と、
を備える固体撮像装置と、
前記光電変換部に前記入射光を導く光学レンズと、
前記電気信号を処理する信号処理回路と、
を備える電子機器。
【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及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラやビデオカメラに用いられる固体撮像装置として、ＣＣＤ型の固体撮像装置やＣＭＯＳ型の固体撮像装置が知られている。これらの固体撮像装置は、受光部に入射される光の方向によって大きく２種類に大別される。
【０００３】
ひとつは、配線層が形成された半導体基板の表面側から入射する光を受光する固体撮像装置である（例えば、特許文献１参照。）。もうひとつは、配線層が形成されていない半導体基板の裏面側から入射する光を受光する、いわゆる裏面照射型固体撮像装置である（例えば、特許文献２〜４参照。）。
【０００４】
これらの固体撮像装置には、画素間を遮光するために遮光膜が設けられている。例えば、特許文献２の固体撮像装置は、隣接画素への混色を低減するためにカラーフィルタと同一平面上に遮光膜が形成されている。
【０００５】
固体撮像装置に遮光膜を設けると隣接画素への混色を低減できるが、斜め入射光の一部が遮光膜に遮られてしまい斜め入射光に対して光感度が低下するという問題がある。
【０００６】
特許文献１では、マイクロレンズを多層とすることで斜め入射光を集光し、受光部に確実に集光する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１４０５８号公報
【特許文献２】特開２００９−１７６９４９号公報
【特許文献３】特許第３０５０５８３号公報
【特許文献４】特開２００６−０１９６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１で開示される方法では、マイクロレンズの他に、層内マイクロ凹レンズを設ける必要があり、マイクロレンズから受光部までの厚みを小さくすることが難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述の点を鑑みてなされたものであり、光感度の低下を抑制する固体撮像装置、その製造方法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、かかる固体撮像装置を備えた電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る固体撮像装置は、入射光を電気信号に変換する光電変換部を有する画素と、前記画素に対応して形成されたカラーフィルタと、前記カラーフィルタを介して前記入射光を前記光電変換部に集光するマイクロレンズと、を含む複数の画素領域と、前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、前記複数の画素領域の各画素領域の辺部に形成された第１遮光部と、前記マイクロレンズ側の第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、前記画素の表面から、前記第１の端面までの距離が、前記第１遮光部より短く、前記画素領域の角部に形成された第２遮光部と、を備える。
【００１２】
本発明に係る固体撮像装置では、画素領域の角部に形成された第２遮光部の前記画素の表面から前記マイクロレンズ側の端面までの距離が第１遮光部より短い。このため、マイクロレンズの角部からの入射光が第２遮光部に遮られることなく光電変換部に入射される。これにより、光電変換部に入射される光が増加する。
【００１３】
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、入射光を電気信号に変換する光電変換部を有する画素を形成する工程と、前記画素に対応して形成されたカラーフィルタを形成する工程と、前記カラーフィルタを介して前記入射光を前記光電変換部に集光するマイクロレンズを形成する工程と、前記画素、前記カラーフィルタ及び前記マイクロレンズで構成される画素領域の辺部に形成され、前記マイクロレンズと接する第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有する第１遮光部、及び前記マイクロレンズと接する第１の端面と該第１の端面と対向する第２の端面とを有し、前記画素の表面から、前記第１の端面までの距離が、前記第１遮光部より短く、前記画素領域の角部に形成された第２遮光部を形成する工程と、を備える。
【００１４】
本発明に係る電子機器は、上述した固体撮像装置と、光学レンズと、信号処理回路とを有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光感度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置１を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置１の断面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ１６を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る遮光膜を示す図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置１の断面図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置１の断面図。
【図７Ａ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図７Ｂ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図７Ｃ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図７Ｄ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図７Ｅ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図７Ｆ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図８Ａ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図８Ｂ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図８Ｃ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図８Ｄ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図８Ｅ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図８Ｆ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図９】本発明の第１実施形態に係る遮光膜のフォトレジストを示す図。
【図１０Ａ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図１０Ｂ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図１０Ｃ】本発明の第１実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図１１Ａ】本発明の第１実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１１Ｂ】本発明の第１実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１１Ｃ】本発明の第１実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１１Ｄ】本発明の第１実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１１Ｅ】本発明の第１実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るカラーフィルタ１５の断面図。
【図１３Ａ】本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ１６の製造工程図。
【図１３Ｂ】本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ１６の製造工程図。
【図１３Ｃ】本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ１６の製造工程図。
【図１３Ｄ】本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ１６の製造工程図。
【図１３Ｅ】本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ１６の製造工程図。
【図１３Ｆ】本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ１６の製造工程図。
【図１４】本発明の第１実施形態の変形例１に係る固体撮像装置１の断面図。
【図１５】本発明の第１実施形態の変形例２に係る固体撮像装置１の断面図。
【図１６】本発明の第１実施形態の変形例２に係る固体撮像装置１の断面図。
【図１７】本発明の第１実施形態の変形例２に係る固体撮像装置１の断面図。
【図１８】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５を示す図。
【図１９Ａ】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１９Ｂ】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１９Ｃ】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１９Ｄ】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１９Ｅ】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図１９Ｆ】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５の製造工程図。
【図２０】本発明の第２実施形態に係るカラーフィルタ１５のフォトレジストを示す図。
【図２１】本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置２００の断面図。
【図２２Ａ】本発明の第３実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図２２Ｂ】本発明の第３実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図２２Ｃ】本発明の第３実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図２２Ｄ】本発明の第３実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図２２Ｅ】本発明の第３実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図２２Ｆ】本発明の第３実施形態に係る遮光膜の製造工程図。
【図２３】本発明の第３実施形態に係る遮光膜のフォトレジストを示す図。
【図２４】本発明の第３実施形態に係る固体撮像装置２００の断面図。
【図２５】本発明の第４実施形態に係る固体撮像装置３００の平面図。
【図２６】本発明の第４実施形態に係る固体撮像装置３００の断面図。
【図２７】本発明の第５実施形態に係る電子機器４００を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の一例を示す概略構成図である。図１に示す固体撮像装置１は、シリコンで構成される基板１１と、基板１１上に配列された複数の画素２を有する画素部３と、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８と、を備える。
【００１８】
画素部３は、２次元アレイ状に規則的に複数配置された画素２を有する。画素部３は、実際に入射光を受光し光電変換によって生成された信号電荷を増幅してカラム信号処理回路５に読み出す有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒を出力するための黒基準画素領域（図示せず）とで構成される。黒基準画素領域は、通常有効画素領域の外周部に形成される。
【００１９】
画素２は、例えばフォトダイオードである光電変換素子（図示せず）と、複数の画素トランジスタ（図示せず）で構成される。画素２は、基板１１上に２次元アレイ状に規則的に複数配置される。複数の画素トランジスタは、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ、アンプトランジスタで構成される４つのＭＯＳトランジスタであっても、選択トランジスタを除いた３つのトランジスタであってもよい。
【００２０】
制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。制御回路８は、クロック信号や制御信号を用いて垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６を制御する。
【００２１】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタで構成され、画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査する。垂直駆動回路４は、画素２の光電変換素子での受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線を通してカラム信号処理回路５に供給する。
【００２２】
カラム信号処理回路５は、例えば画素２の列毎に配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列毎に黒基準画素領域からの信号によって、ノイズ除去や信号増幅などの信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には、図示しない水平選択スイッチが水平信号線１０との間に設けられている。
【００２３】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタで構成される。水平駆動回路６は、水平走査パルスを順次出力することで、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、各カラム信号処理回路５から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
【００２４】
出力回路７は、水平信号線１０を介して、各カラム信号処理回路５から順次供給される画素信号に対し信号処理を施して図示しない外部装置に出力する。
【００２５】
次に、図２を用いて、固体撮像装置１の詳細を説明する。図２（ａ）は、固体撮像装置１の画素部３の辺方向における断面図である。図２（ｂ）は、固体撮像装置１の画素部３の対角方向における断面図である。
図２に示すように、本実施形態の固体撮像装置１は、基板１１と、基板１１の表面側に形成された配線層２６、及び支持基板１４と、基板１１の裏面側に形成されたカラーフィルタ１５、及びマイクロレンズ１６と、を備える。
【００２６】
基板１１は、例えば３μｍ〜５μｍ程度の厚みを有し、シリコンで構成される半導体基板である。基板１１には光電変換素子ＰＤと、画素回路部を構成する複数の画素トランジスタＴｒとで構成される画素２が、二次元マトリクス状に複数形成されている。また、図２では図示を省略するが、基板１１に形成された画素２の周辺領域には、周辺回路部が構成されている。
【００２７】
光電変換素子ＰＤは、例えばフォトダイオードであり、入射光の受光量に応じた信号電荷が生成され、蓄積される。
画素トランジスタＴｒは、基板１１の表面側に形成された図示しないソース・ドレイン領域と、基板１１の表面上にゲート絶縁膜２９を介して形成されたゲート電極２８と、を有している。
【００２８】
また、隣接する画素２の間には、基板１１の表面から裏面にかけて高濃度不純物領域で構成される素子分離領域２４が形成されている。素子分離領域２４により、各画素２は電気的に分離されている。
配線層２６は、基板１１の表面側に形成されており、層間絶縁膜２７を介して複数層（図２では３層）に積層された配線２５を有する。配線層２６に形成される配線２５を介して、画素２を構成する画素トランジスタＴｒが駆動される。
【００２９】
支持基板１４は、配線層２６の基板１１に面する側とは反対側の面に形成されている。支持基板１４は、製造段階で基板１１の強度を確保するために構成されるものであり、例えばシリコン基板で構成される。
【００３０】
カラーフィルタ１５は、基板１１の裏面側に形成されており、画素毎に例えば、第１色目、第２色目、及び第３色目フィルタ成分を有する。以下の説明では、第１色目フィルタ成分、第２色目フィルタ成分及び３色目フィルタ成分を、それぞれグリーンフィルタ成分、レッドフィルタ成分及びブルーフィルタ成分としているが、これに限らず、任意の色フィルタ成分とすることが可能である。また、色フィルタ成分以外でも、例えば可視光を透過する透明樹脂や、例えば透明樹脂中にカーボンブラック色素を添加して形成されるＮＤフィルタのように可視光を減衰するフィルタ成分を用いることも可能である。
カラーフィルタ１５では、所望の波長の光が透過され、透過した光が基板１１内の光電変換素子ＰＤに入射する。
【００３１】
カラーフィルタ１５の各色フィルタ成分の間には、第１遮光部１７と第２遮光部１８が設けられている。以下の説明では、第１遮光部１７と第２遮光部１８とを合わせて遮光膜とも称する。第１遮光部１７は、画素２からマイクロレンズ１６に最も近い面（第１の端面）までの距離が、第２遮光部１８よりも長くなっている。つまり、第１遮光部１７及び第２遮光部１８の画素２からマイクロレンズ１６に最も近い面までの距離をそれぞれｄ１、ｄ２（ｄ１、ｄ２＞０）とすると、ｄ１＞ｄ２となる。遮光膜は、入射光が隣接する光電変換素子ＰＤに漏れる混色を低減するために設けられている。カラーフィルタ１５及び遮光膜の詳細は後述する。
【００３２】
マイクロレンズ１６は、カラーフィルタ１５の基板１１に面する側とは反対側の面に形成されている。マイクロレンズ１６は、カラーフィルタ１５の各色フィルタ成分の１つを介して入射光を光電変換素子ＰＤに集光する。
【００３３】
なお、ここでは図示しないが、基板１１と遮光膜との間に絶縁膜を設けてもよく、遮光膜と、基板または絶縁膜との間にバリアメタルを設けてもよい。
【００３４】
本実施形態では、図２の一点鎖線から一点鎖線で囲まれた部分であって、画素２、カラーフィルタ１５の色フィルタ成分、マイクロレンズ１６を含む領域を画素領域と称する。各画素領域の境界である図２の波線を画素境界と称する。本実施形態に係る固体撮像装置１の画素領域の平面は四角形状をしており、該四角形状の対向する辺の中点を通る線分を画素領域の辺方向、四角形状の対角線を結ぶ線分を画素領域の対角方向と称する。
【００３５】
図３を用いて本実施形態に係るマイクロレンズ１６の詳細を説明する。
一般的に用いられるマイクロレンズ１６の形成方法は二通りある。ひとつは、感光性樹脂からなるマイクロレンズ材を、カバー膜を介してカラーフィルタ１５上に塗布した後、プリベーク、露光、現像、ブリーチング露光処理を順次行った後に感光性樹脂の熱軟化点以上の温度で熱処理を行う方法である。この方法により、凸形状を持ったマイクロレンズ１６がカラーフィルタ１５上に形成される。熱処理を行う際、隣接する画素に形成された感光性樹脂パターン同士が融着しないように条件設定を行う。これは、熱処理により流動した樹脂が接触すると、表面張力によりパターンが流れてしまい、レンズ形状が崩れてしまうからである。
【００３６】
もうひとつの方法として、カラーフィルタ１５上にマイクロレンズ材を形成し、このマイクロレンズ材の上に凸形状を持ったレンズ形状のマスク層を形成し、該マスク層を下地のマイクロレンズ材にエッチング転写する方法がある。
この方法では、カラーフィルタ１５にマイクロレンズ材を形成した後に、マイクロレンズ材の上に感光性樹脂を塗布、プリベーク、露光、現像処理を順次行った後に感光性樹脂の熱軟化点以上の温度で熱処理を行い、凸形状を持ったレンズ状のマスク層を形成する。次に、マスク層を下地のマイクロレンズ材にエッチングすることでマイクロレンズ１６を形成する。この方法によれば、エッチング条件を適宜調整することで、マスク層の寸法よりも平面的に大きく形成することが可能となり、マイクロレンズ１６の有効面積が広がり、より集光性の高いレンズが形成可能となる。
【００３７】
図３（ａ）に、上述した方法を用いて、隣接するマイクロレンズ１６の各辺が接触するまでエッチング処理を行ったマイクロレンズ１６の平面図を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すマイクロレンズ１６のａ−ａ’、ｂ−ｂ’、ｃ−ｃ’における断面図である。ａ−ａ’、ｂ−ｂ’が画素領域における辺方向にあたり、ｃ−ｃ’が画素領域における対角方向にあたる。
【００３８】
図３（ｃ）に示すように、隣接するマイクロレンズ１６の辺が接触するまでエッチング処理を行った場合、ａ−ａ’、ｂ−ｂ’、ｃ−ｃ’におけるマイクロレンズ１６の厚さｈ１は同一となる。また、図３（ａ）に示すように、マイクロレンズ１６の角部、すなわち対角方向（ｃ−ｃ’）に隙間が空いた状態となる。
【００３９】
ここで、本実施形態に係るマイクロレンズ１６は、図３（ｂ）のように隣接するマイクロレンズ１６の辺が接触した後もエッチング処理を延長して形成する。これにより、図３（ａ）に示すマイクロレンズ１６の角部に存在していた隙間が小さくなる。
【００４０】
図３（ｂ）に、対角方向の隙間が実質的に接触するまでエッチング処理を行ったマイクロレンズ１６の平面図を示す。隣接するマイクロレンズ１６に隙間があっても、この隙間が２００ｎｍ以下であれば、光の波長より十分小さく固体撮像装置の感度特性に影響を与えないため、隣接するマイクロレンズ１６は、実質的に接触しているとする。図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示すマイクロレンズ１６のｄ−ｄ’、ｅ−ｅ’、ｆ−ｆ’における断面図である。
図３（ｄ）に示すように、ｄ−ｄ’、ｅ−ｅにおけるマイクロレンズ１６の厚さｈ２は同一となり、ｆ−ｆ’におけるマイクロレンズ１６の厚さｈ３は、ｈ２より厚く（ｈ３＞ｈ２）となる。このように、隣接するマイクロレンズ１６の角部が接触するまでエッチング処理を行った場合、マイクロレンズ１６の断面方向につき、マイクロレンズ１６の辺に接触するボトム位置に対して、角部に接触するボトム位置の膜厚が厚いマイクロレンズ１６が形成される。
【００４１】
隣接するマイクロレンズ１６の辺が接触した後もエッチング処理を延長することで、平面的にマイクロレンズ１６の無効領域を小さくし、有効領域を大きくすることが可能となる。
【００４２】
次に図４を用いて、本実施形態に係るカラーフィルタ１５及び遮光膜について説明する。図４（ａ）は、カラーフィルタ１５及び遮光膜の平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のａ−ａ’ （画素領域の辺方向）、図４（ｃ）は、ｂ−ｂ’（画素領域の対角方向）における断面のうち遮光膜のみを示した図である。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、カラーフィルタ１５は、レッドフィルタ成分Ｒと、グリーンフィルタ成分Ｇと、ブルーフィルタ成分Ｂが、いわゆるベイヤー配列されている。つまり、カラーフィルタ１５は、グリーンフィルタ成分Ｂが市松状に配列され、レッドフィルタ成分Ｒ及びブルーフィルタ成分Ｂが線順次に配列されたパターンを有する。
【００４４】
遮光膜は、画素境界上、すなわち画素領域の周囲であってカラーフィルタ１５と同一平面上に形成される。遮光膜は、図４（ａ）の通り格子状に形成される。
遮光膜は、画素領域の辺部に形成された第１遮光部１７と、画素境界の角部に形成された第２遮光部１８と、を有する。
【００４５】
第１遮光部１７は、格子状の遮光膜の辺部に形成される。画素領域はマイクロレンズ１６側からみて略四角形状をしている。略四角形状の辺を含み一定の幅を持った領域を画素領域の辺部と称する。第１遮光部１７は、カラーフィルタ１５と同一平面上であって画素領域の辺部に形成される。第１遮光部１７は、マイクロレンズ１６と接する端面（第１の端面）と、第１の端面と対向し素子分離領域２４と接する端面（第２の端面）とを有する。第１遮光部１７は、所定の膜厚がｄ１を有し、第１の端面の幅が第２の端面の幅より狭い略テーパ形状を有する。
【００４６】
第２遮光部１８は、格子状の遮光膜の交差部に形成される。第２遮光部１８は、所定の膜厚がｄ２を有し、平面視で十字形状を有する。画素領域はマイクロレンズ１６側からみて四角形状をしている。該四角形状の角を含み一定の幅を持った領域を画素領域の角部と称する。第２遮光部１８は、カラーフィルタ１５と同一平面上であって画素領域の角部に形成される。第２遮光部１８は、マイクロレンズ１６と接する端面（第１の端面）と、第１の端面と対向し素子分離領域２４と接する端面（第２の端面）とを有する。
【００４７】
カラーフィルタ１５の各色フィルタ成分は、画素領域の辺部及び角部を除く画素領域の内部に形成される。図２（ａ）に示すように第１遮光部１７の膜厚ｄ１とカラーフィルタ１５の膜厚は同じであるため、画素領域の辺部では第１遮光部１７のマイクロレンズ１６側の端面と各色フィルタ成分のマイクロレンズ１６側の面とが同一平面となるよう形成される。
【００４８】
図２（ｂ）に示すように第２遮光部１８の膜厚ｄ２はカラーフィルタ１５の膜厚より薄いため、各色フィルタ成分は、第２遮光部１８のマイクロレンズ１６側の端面（第１の端面）上にオーバーラップして形成される。
【００４９】
なお、本実施形態に係る固体撮像装置１は、基板１１の裏面側に画素２の上にカラーフィルタ１５及び遮光膜が形成されている。そのため第１遮光部１７の膜厚と、画素２表面からマイクロレンズ１６側の第１遮光部１７の端面（第１の端面）までの距離が等しい。また第２遮光部１８の膜厚と、画素２表面からマイクロレンズ１６側の第２遮光部１８の端面（第１の端面）までの距離も等しい。例えば、画素２とカラーフィルタ及び遮光膜との間に絶縁膜や基板等が設けられている場合は、第１遮光部１７の膜厚は、画素２表面からマイクロレンズ１６側の第１遮光部１７の端面（第１の端面）までの距離より短くなる。第２遮光部１８も同様である。
【００５０】
次に、図５を用いて第２遮光部１８の膜厚ｄ２を第１遮光部１７の膜厚ｄ１より薄く（ｄ２＜ｄ１）としたことによる効果を説明する。
図５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置１のマイクロレンズ１６、カラーフィルタ１５及び遮光膜の断面を示す図である。図５（ａ）は、図３（ｃ）のｄ−ｄ’（またはｅ−ｅ’）及び図４（ａ）のａ−ａ’における固体撮像装置１の断面図である。図５（ｂ）は、図３（ｃ）のｆ−ｆ’及び図４（ａ）のｂ−ｂ’における固体撮像装置１の断面図である。
【００５１】
図５（ｃ）、（ｄ）は、第２遮光部１８の膜厚ｄ２を第１遮光部１７の膜厚ｄ１と同じ（ｄ１＝ｄ２）とした場合の固体撮像装置１を示している。第２遮光部１８の膜厚ｄ２以外は、図５（ａ）、（ｂ）と同じ構成である。
図５では、マイクロレンズ１６を介して集光される入射光のうち垂直に入射した光を実線で、主光線が傾き、斜めに入射した光（斜め入射光）を破線で示している。
【００５２】
図５（ａ）、（ｃ）に示すように、固体撮像装置１のマイクロレンズ１６の中心を通り、画素境界と平行な面（画素領域の辺方向における断面）では、光は垂直入射光、斜め入射光共に、遮光膜に遮られることなくカラーフィルタ１５に入射されている。
【００５３】
図５（ｄ）に示すように、固体撮像装置１のマイクロレンズ１６の中心、及び画素領域の対角線を通る面（画素領域の対角方向における断面）では、入射光は遮光膜に遮られてしまい、いわゆるケラレが生じている。特に、マイクロレンズ１６の角部では、垂直入射光、斜め入射光ともに遮光膜で反射してしまい、固体撮像装置１の光感度が低下してしまう。
【００５４】
遮光膜は、基板１１上に遮光層の成膜を行った後にリソグラフィー法を用いてレジストパターンを形成し、次いでドライエッチ法を用いてエッチングを行うことで形成される。リソグラフィー法で形成されたレジストパターンは、平面的に開口が小さくなるよう開口部がラウンド形状を持つ（図４（ａ）参照）。従って、遮光膜の辺方向の幅ｗ１に対して対角方向の幅ｗ２がより広く形成されてしまう。このように、第２遮光部１８の線幅ｗ２は、第１遮光部１７の線幅ｗ１より広くなってしまうため、マイクロレンズ１６の角部から入射された光の多くが第２遮光部１８で反射してしまい、固体撮像装置１の光感度が低下してしまう。
【００５５】
一方、図５（ｂ）に示すように、第２遮光部１８の膜厚ｄ２を第１遮光部１７の膜厚ｄ１より薄くすると、遮光膜に遮られる入射光が減少する。特に、マイクロレンズ１６の角部では、垂直入射光が遮光膜に遮られることなくカラーフィルタ１５を通過している。また斜め入射光も一部は遮光膜で反射してしまうが、図５（ｄ）では通過できなかった斜め入射光Ｌがカラーフィルタ１５を通過している。
【００５６】
このように、第２遮光部１８の膜厚ｄ２を低くすることで、遮光膜で反射する入射光を減らすことができるため、固体撮像装置１の光感度の低下を抑制することができる。また第１遮光部１７の膜厚ｄ１を低くせず、カラーフィルタ１５と同じ膜厚としているため、入射光が隣接する光電変換素子ＰＤに漏れる混色を低減することができる。
【００５７】
さらに、第２遮光部１８の膜厚ｄ２をカラーフィルタ１５の膜厚より薄くすることで、第２遮光部１８の上部にカラーフィルタ１５が形成されない領域が生じる。これにより、図６に示すように、マイクロレンズ１６の角部を第２遮光部１８の上部のカラーフィルタ１５が形成されない領域に形成するようにしてもよい。つまり、カラーフィルタ１５の光電変換素子ＰＤ側の面からマイクロレンズ１６の角部までの距離ｄ３を、カラーフィルタ１５の膜厚ｄ１より短くしてよい。これにより、固体撮像装置を低背化することが可能となる。
【００５８】
次に、図７Ａ〜Ｆを用いて本実施形態に係る固体撮像装置１の製造方法を説明する。なお、画素部３は従来技術と同様に形成できるため、説明を省略する。
まず図７Ａ〜Ｆを用いて固体撮像装置１の第１、第２遮光部１７，１８を製造する第１の方法について説明する。図７Ａ〜Ｆの（ａ）は画素領域の辺方向における断面図を、（ｂ）は画素領域の対角方向における断面図を示す。図７中の波線は、画素領域の境界を示す。
【００５９】
図７Ａに示すように、まず図示しない基板１１上に絶縁膜３０を形成する。絶縁膜３０は、単層でも多層でもよい。例えば、絶縁膜３０は、基板１１上にシリコン酸化膜、その上にハフニウム酸化膜を積層した２層膜としてもよい。この場合、シリコン酸化膜及びハフニウム酸化膜はそれぞれ入射光の反射を低減するように所定な膜厚で形成される。
【００６０】
次に、絶縁膜３０の上に遮光膜３１を形成する。遮光膜３１は、入射光を遮る材料で形成される。例えば、遮光膜３１として導電性の材料を用いる場合は、アルミニウム、タングステンなどを用いる。また遮光膜３１として有機材料を用いる場合は、カーボンブラックや、チタンブラックを含む有機膜など黒色の色材を分散した材料を用いる。
【００６１】
図７Ｂに示すように、遮光膜３１上に第１のフォトレジスト３２を形成する。第１のフォトレジスト３２は、第２遮光部１８と同様に十字形状を有し、該十字形状の幅が第２遮光部１８よりも大きい開口部を画素領域の角部に有する（図７ＢのＡ）。
【００６２】
第１のフォトレジスト３２をマスクとして、その下地の遮光膜３１をドライエッチングする（図７Ｃ参照）。ここでは、図７ＣのＢに示すように、遮光膜３１の厚さ以下でエッチングが終了するようにドライエッチングが行われる。これにより、遮光膜３１には凹状の穴が形成される。
【００６３】
ドライエッチングが終了すると、第１のフォトレジスト３２が除去され、遮光膜３１上に第２のフォトレジスト３３が形成される。第２のフォトレジスト３３は、画素領域の辺部に第１遮光部１７と、画素領域の角部に第２遮光部１８と同様の形状になるように形成される。従って、第２のフォトレジスト３３のうち画素領域の角部に形成される部分は、遮光膜３１の凹状の穴の内側に形成される（図７ＤのＣ参照）。
【００６４】
図７Ｅに示すように、第２のフォトレジスト３３をマスクとして、その下地の遮光膜３１をドライエッチングし、図７Ｆに示すように、第２のフォトレジスト３３を除去することで、第１遮光部１７、第２遮光部１８が形成される。
このように、フォトレジストパータン及びドライエッチングをそれぞれ２回行うことで、厚さの異なる第１遮光部１７と第２遮光部１８を形成することができる。
【００６５】
次に図８Ａ〜Ｆを用いて、本実施形態に係る固体撮像装置１の第１、第２遮光部１７，１８の別の製造方法（第２の製造方法）について説明する。図８Ａ〜Ｆの（ａ）は画素領域の辺方向における断面図を、（ｂ）は画素領域の対角方向における断面図を示す。図８中の波線は、画素領域の境界を示す。図８Ａは、図７Ｂと同じであるため説明を省略する。
【００６６】
図８Ｂに示すように、遮光膜３１上に第１のフォトレジスト３４を形成する。第１のフォトレジスト３４は、画素領域の境界に形成され、厚さが一定の格子形状を有する。
【００６７】
第１のフォトレジスト３４をマスクとして、その下地の遮光膜３１をドライエッチングする（図８Ｃ参照）。ここでは、図７ＣのＢと異なり、遮光膜３１と同じ厚さでエッチングが終了する。これにより、遮光膜３１は、厚さが一定の格子形状となる。
【００６８】
ドライエッチングが終了すると、第１のフォトレジスト３４が除去され、遮光膜３１上に第２のフォトレジスト３５が形成される。第２のフォトレジスト３５は、画素領域の角部に、第２遮光部１８と同じ十字形状の開口部を有する。
第２のフォトレジスト３５をマスクとして、その下地の遮光膜３１をドライエッチングする。ここでは、遮光膜３１を、第１遮光部１７より薄くなるようにエッチングが行われる。これにより、第１遮光部１７より膜厚が薄い第２遮光部１８を形成する。
【００６９】
図８Ｆに示すように、ドライエッチング後、第２のフォトレジスト３５を除去することで第１遮光部１７、第２遮光部１８が形成される。
このように、先に格子状の遮光膜３１を形成してから厚さの異なる第１遮光部１７と第２遮光部１８を形成することもできる。
【００７０】
図９を用いて、第１，第２遮光部１７，１８の第３の製造方法について説明する。図９（ａ）はフォトレジスト４６の平面図、図９（ｂ）は辺方向の断面図、図９（ｃ）は対角方向の断面図である。遮光膜３１を形成する方法は、図７Ａと同じである。
【００７１】
遮光膜３１上に図９に示すフォトレジスト４６を形成するフォトレジスト４６は、画素領域の辺部に形成され一定の厚さを有する第１レジスト４８と、画素領域の角部に形成され第１レジスト４８より薄い第２レジスト４９とを有する。フォトレジスト４６をマスクとし、遮光膜３１のドライエッチング条件（フォトレジスト４６と遮光膜３１のエッチング選択比）を調整することで、第１、第２遮光部１７，１８を形成する。これにより、１回のドライエッチングで厚さの異なる第１遮光部１７と第２遮光部１８を形成することができる。
【００７２】
次に図１０Ａ〜Ｃを用いて、第１，２遮光部１７，１８の第４の製造方法について説明する。第４の製造方法では、遮光膜３１を形成する前に、突起部４０を形成する点が第１〜第３の製造方法と異なる。
【００７３】
図１０Ａ〜Ｃの（ａ）は、画素領域をマイクロレンズが形成される方向から見た平面図、（ｂ）は画素領域の辺方向（図１０（ａ）のａ−ａ’方向）の断面図、（ｃ）は画素領域の対角方向（図１０（ａ）のｂ−ｂ’方向）の断面図である。図１０中の波線は画素領域の境界を示す。
【００７４】
まず画素部３が形成された基板１１上に突起部４０を形成する（図１０Ａ）。突起部４０は、例えばシリコン酸化膜などで形成される。突起部４０は、基板１１上の画素領域の辺部に一定の厚みを持った直方体形状に形成される。
次に、基板１１及び突起部４０の上に絶縁膜３０を形成する（図１０Ｂ）。絶縁膜３０を形成した後、画素領域の内部の絶縁膜３０を除去する（図１０Ｃ）。
【００７５】
これにより、画素領域の辺部には突起部及び遮光膜３１の厚さと同じ膜厚を有する第１遮光部１７が、画素領域の角部には遮光膜３１の厚さと同じ膜厚を有する第２遮光部１８が形成される。
【００７６】
第１〜第４の方法などで第１、２遮光部１７，１８を形成した後に、カラーフィルタ１５を形成する。以下、図１１Ａ〜Ｅを用いてカラーフィルタ１５の形成方法の一例を説明する。図１１Ａ〜Ｅの（ａ）は画素領域の辺方向の断面図、（ｂ）は画素領域の対角方向の断面図である。
【００７７】
図１１Ａに示すように、第１色目フィルタ成分（ここではＧｒｅｅｎ）の分光特性を有するように複数の顔料が添加された光重合ネガ型フォトレジスト（Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１）が絶縁膜３０及び第１，２遮光部１７，１８の上に塗布される。
【００７８】
次に、フォトリソグラフィー法を用いてＧｒｅｅｎフォトレジスト４１をパターニングする。ここでは、第１，２遮光部１７，１８に囲まれたＧｒｅｅｎフォトレジスト４１が市松模様に配置されるようにパターニングする。図１１ＢのＡ，Ｂに示すように、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１のパターンエッジは、第１，２遮光部１７，１８のマイクロレンズ１６側の端面上で形成される。すなわち、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１は、第１，２遮光部１７，１８のマイクロレンズ１６側の端面と一部接している。
【００７９】
図１１Ｃに示すように、第２色目フィルタ成分（ここではＢｌｕｅ）の分光特性を有するように複数の顔料が添付された光重合ネガ型フォトレジスト（Ｂｌｕｅフォトレジスト４２）が絶縁膜３０、第１，２遮光部１７，１８、及びＧｒｅｅｎフォトレジスト４１の上に塗布される
【００８０】
次に、フォトリソグラフィー法を用いてＢｌｕｅフォトレジスト４２をパターニングする。ここでは、第１，２遮光部１７，１８に囲まれたＢｌｕｅフォトレジスト４２が線順次に配列されるようにパターニングする。
続いて、第３色目フィルタ成分（ここではＲｅｄ）の分光特性を有するように複数の顔料が添付された光重合ネガ型フォトレジスト（Ｒｅｄフォトレジスト）を形成する。Ｒｅｄフォトレジストを形成する方法は、Ｂｌｕeフォトレジスト４２を形成する方法と同じであるため説明を省略する。
【００８１】
図１１Ｅに示すように、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）やドライエッチング法を用いて、Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ，Ｒｅｄフォトレジストに対して平滑化処理を施す。平滑化処理は、カラーフィルタ１５が第１遮光部１７と同じ膜厚になるまで行われる。ＣＭＰを用いて各フォトレジストを平滑化した場合、第１遮光部１７のマイクロレンズ１６側の端面が研磨ストッパーとなる。
【００８２】
なお、図１２（ａ）に示すように、図１１ＢでＧｒｅｅｎフォトレジスト４１のパターン密着性が悪い場合は、画素領域の対角方向のＧｒｅｅｎフォトレジスト４１を連結してもよい。これによりＧｒｅｅｎフォトレジスト４１の密着面積が拡大する。
【００８３】
例えばＧｒｅｅｎフォトレジスト４１のパターニングを行う際、フォトマスクの連結部分の線幅（ステッパーで縮小される際の線幅）が０．３ミクロン以下とし、ｉ−線露光を行う。これにより、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１の膜厚は、画素領域の内部よりも画素領域の角部（フォトマスクの連結部）が薄くなる（図１２（ａ）のＡ参照。）。
【００８４】
これは、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１が光重合ネガ型フォトレジストであるためである。Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１の解像度及びｉ−線露光の際の分解能等の観点から、フォトマスクの連結部分の線幅を０．３ミクロン以下とすると、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１は十分な露光エネルギーを得ることができず、レジスト膜中で十分な光重合反応が促進しない。従って、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１の膜厚は、画素領域の内部よりも画素領域の角部（フォトマスクの連結部）が薄くなる。
【００８５】
また、図１２（ｂ）に示すように、図１１ＣでＢｌｕｅフォトレジスト４２をパターニングする際に、Ｂｌｕｅフォトレジスト４２は、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１とオーバーラップするようにパターニングしてもよい（特に図１２（ｂ）のＢ参照。）。これは、図１１Ｅに示すように平滑化処理を行うため、第１遮光部１７のマイクロレンズ１６の端面より高い位置のカラーフィルタ１５が消失するためである。
【００８６】
なお、図示しないが、Ｒｅｄフォトレジストも同様に、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１及びＢｌｕｅフォトレジスト４２にオーバーラップして形成してもよい。ＲｅｄフォトレジストとＧｒｅｅｎフォトレジスト４１は、第１遮光部１７のマイクロレンズ１６側の端面上でオーバーラップする。ＲｅｄフォトレジストとＢｌｕeフォトレジスト４２は、第２遮光部１８のマイクロレンズ１６側の端面上でオーバーラップする。
【００８７】
上述したカラーフィルタ１５の形成例では、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ｒｅｄの順に色目フィルタ成分を形成したが、色目フィルタ成分の形成順はこれに限られない。
【００８８】
図１３Ａ〜Ｆを用いてマイクロレンズ１６の形成方法を説明する。図１３のＡ〜Ｆの（ａ）は画素領域の辺方向の断面図、（ｂ）は画素領域の対角方向の断面図である。
【００８９】
図１３Ａに示すように、カラーフィルタ１５を形成した後、カラーフィルタ１５上にマイクロレンズ母材４３を形成する。マイクロレンズ母材には、ポリスチレン系樹脂、ノボラック系樹脂、これら樹脂とアクリル系樹脂の共重合系樹脂、或いはアクリル系樹脂の側鎖に芳香環を付与した樹脂などが用いられる。
【００９０】
図１３Ｂに示すように、マイクロレンズ母材４３の上にポジ型フォトレジスト４４を塗布する。ポジ型フォトレジスト４４には、例えば主成分としてノボラック樹脂が用いられる。
【００９１】
次に、ポジ型フォトレジスト４４を、フォトリソグラフィー法を用いて各画素に対応してパターニングする（図１３Ｃ）。
パターン形成したポジ型フォトレジスト４４を熱軟化点より高い温度で熱処理を行い、レンズ形状のポジ型フォトレジスト４４を形成する（図１３Ｄ）。ポジ型フォトレジスト４４の線幅は、画素領域の辺方向（ｗ１）が対角方向（ｗ２）より狭くなる。
【００９２】
レンズ形状のポジ型フォトレジスト４４をマスクとして、ドライエッチング法を用いて該レンズ形状を下地のマイクロレンズ母材４３にパターン転写する（図１３Ｅ）。ポジ型フォトレジスト４４の線幅は、画素領域の辺方向（ｗ１）が対角方向（ｗ２）より狭いため、画素領域の辺方向で隣接するレンズは実質的に間隔がないが、対角方向で隣接するレンズは間隔がある。
【００９３】
本実施形態に係る固体撮像装置１では、対角方向で隣接するレンズの間隔をなくすため、エッチングを継続して行う。図１３Ｆに示すように、辺方向で隣接するレンズの間隔が実質的になくなった後もエッチングを継続して行うことで、対角方向で隣接するレンズの間隔が実質的にゼロとなる。
【００９４】
上述したようにマイクロレンズ１６を形成することで、マイクロレンズ１６は、画素境界の辺部の厚さｈ４が、角部の厚さｈ５より厚くなる。つまり、マイクロレンズ１６は、上面の高さが同一で、画素領域の角部に形成されたマイクロレンズ１６の底面（隣接するマイクロレンズ１６が接する箇所）より、辺部に形成されたマイクロレンズ１６の底面が低い位置（カラーフィルタ１５により近い位置）に形成される。
【００９５】
以上のように、第１実施形態に係る固体撮像装置１によると、画素領域の辺部に第１遮光部１７を、画素領域の角部に第１遮光部１７より薄い第２遮光部１８を設けることで、マイクロレンズ１６以外のレンズを用いることなく遮光膜で反射する入射光を減らすことができ、固体撮像装置１の光感度の低下を抑制することができる。また第１遮光部１７の膜厚を低くせず、カラーフィルタ１５と同じ膜厚としているため、入射光が隣接する光電変換素子ＰＤに漏れる混色を低減することができる。
【００９６】
本実施形態に係る固体撮像装置１は、カラーフィルタ１５の光電変換素子ＰＤ側の面からマイクロレンズ１６の角部までの距離ｄ３を、カラーフィルタ１５の膜厚ｄ１より短くすることができ、マイクロレンズ１６をより薄く形成することが可能となる。このため、固体撮像装置１をさらに薄くすることが可能となる。
【００９７】
（変形例１）
次に、図１４を用いて第１実施形態の変形例１を説明する。
カラーフィルタ１５の膜厚を、図１１に示すように第１遮光部１７と同一とすることが難しい場合がある。カラーフィルタ１５は通常フォトリソグラフィー法を用いて形成される。色素（染料や顔料）を添加した感光性樹脂（いわゆるフォトレジスト）がカラーフィルタ１５の材料となる。
【００９８】
カラーフィルタ１５の材料として、感光性樹脂をベース組成とした光重合ネガ型フォトレジストを用いた場合、その固形分中には、色素、分散樹脂、モノマー、光重合開始剤や添加剤などが含まれる。
【００９９】
カラーフィルタ１５は、各色目フィルタ成分で分光特性が異なるため、同じ顔料が共通で使用される場合もあるが、主にその固形分中に添加される顔料種やその添加量が異なる。
顔料種やその添加量が異なるため、カラーフィルタ１５の固形分中に含まれる分散樹脂、モノマー、光重合開始剤や添加剤などの添加量やその種類も異なる場合がある。
【０１００】
顔料を添加した感光性樹脂は、通常紫外線（例えばｉ−線）を用いてパターニング露光される。顔料は紫外線を吸収するため、感光性樹脂をベース組成とした光重合ネガ型レジストをパターン露光する場合、露光された部分の重合反応が効率よく進行しない。
【０１０１】
通常の感光性樹脂は、パターニング特性を重視してその材料組成が決定されるが、顔料が添加された感光性樹脂は、添加された顔料の影響でパターニング特性を確保することが難しい。
【０１０２】
また、固体撮像装置１の特性を向上させるためには、マイクロレンズ１６から画素部３までの厚みを小さくする必要がある。カラーフィルタ１５の膜厚も薄膜化が望まれている。分光特性を維持したままカラーフィルタ１５の膜厚を薄く形成するためには、カラーフィルタ１５に含まれる顔料濃度を濃くしなければならない。
カラーフィルタ１５の顔料濃度を濃くすると、紫外線の吸収が増大し、パターニング特性の確保がさらに困難となってしまう。
【０１０３】
そこで、本変形例では、カラーフィルタ１５の平滑化処理を行わず、カラーフィルタ１５の膜厚を第１遮光部１７より厚くする場合の例を説明する。
カラーフィルタ１５の形成方法は、図１１（１）〜（４）と同じである。ただし、Ｇｒｅｅｎフォトレジスト４１、Ｂｌｕｅフォトレジスト４２、及びＲｅｄフォトレジストをオーバーラップして形成している場合は、各フォトレジストがオーバーラップしない程度まで平滑化処理を行ってもよい。
【０１０４】
図１４に、カラーフィルタ１５の平滑化処理を行わない場合の固体撮像装置１の断面図を示す。図１４（ａ）は、画素領域の辺方向における固体撮像装置１の断面図、図１４（ｂ）は、対角方向における固体撮像装置１の断面図を示す。
【０１０５】
図１４に示すように、カラーフィルタ１５の平滑化処理を行わない場合も第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
（変形例２）
次に、図１５を用いて第１実施形態の変形例２を説明する。図１５（ａ）は、本変形例に係る固体撮像装置の辺方向における断面図、図１５（ｂ）は、対角方向における断面図を示す。
本変形例に係る固体撮像装置は、遮光膜とカラーフィルタ１５の間にカラーフィルタ１５よりも屈折率の低い膜５９を形成している点で第１実施形態と異なる。膜５９の材料としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）やシリコン酸化炭化膜（ＳｉＯＣ）や、アクリル系樹脂などが挙げられる。
膜５９は、第１遮光部１７及び第２遮光部１８形成後に形成される。例えば、膜５９がシリコン酸化膜やシリコン酸化炭化膜などの場合はプラズマＣＶＤ法を、アクリル系樹脂などの場合は塗布法を用いて、膜５９が形成される。
【０１０７】
また、変形例２の別の例を図１６に示す。膜５９は、複数の膜を積層して形成してもよい。図１６では、膜５９として、アクリル系樹脂などで形成された膜５９１と、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）やシリコン酸化炭化膜（ＳｉＯＣ）などで形成された膜５９２との２層を積層した膜を用いている。
【０１０８】
さらに、変形例２の別の例を図１７に示す。図１７では、膜５９２を、第１遮光部１７及び第２遮光部１８の第１の端面に設けている点で図１６の固体撮像装置と異なる。図１７に示すように、膜５９２を、第１遮光部１７及び第２遮光部１８の第１の端面に設けることで、カラーフィルタ１５を所望の膜厚としつつ固体撮像装置の低背化が図れる。
【０１０９】
以上のように、遮光膜形成後、カラーフィルタ１５より屈折率の低い膜５９を形成し、カラーフィルタ１５を形成することで、入射した光が膜５９によって全反射しやすくなり、固体撮像装置の集光率が向上する。また、カラーフィルタ１５と絶縁膜との密着性を向上させることができる。
【０１１０】
（第２実施形態）
図１８〜図２０を用いて本発明の第２実施形態に係る固体撮像装置１００を説明する。本実施形態に係る固体撮像装置１００はカラーフィルタが異なる点を除き、第１実施形態に係る固体撮像装置１と同じ構成を有し、同様の製造方法で製造できるため、同一符号を付し重ねての説明を省略する。
本実施形態に係る固体撮像装置１００のカラーフィルタ５０は、第２及び第３色目フィルタ成分が第１色目フィルタで囲まれており、第１色目フィルタ成分には画素領域の角部にホールが形成されている。
【０１１１】
図１８は、カラーフィルタ５０の平面図である。図１８の波線は、画素領域の境界を示す。カラーフィルタ５０は、ホール５１が形成されたグリーンフィルタ成分２Ｇと、ブルーフィルタ成分２Ｂと、レッドフィルタ成分２Ｒとを有する。
【０１１２】
カラーフィルタ５０は、ブルーフィルタ成分２Ｂとレッドフィルタ成分２Ｒが、周囲をグリーンフィルタ成分２Ｇで囲まれるようなパターンに形成される。すなわち、グリーンフィルタ成分２Ｇ、ブルーフィルタ成分２Ｂ及びレッドフィルタ成分２Ｒは、それぞれ略正四角形状に形成される。そのうち、グリーンフィルタ成分２Ｇは、隣接する四隅部５２が接触して全体として連続一体に形成される。従って、ブルーフィルタ成分２Ｂとレッドフィルタ成分２Ｒは、それぞれ単位フィルタ成分でみると、グリーンフィルタ成分２Ｇより面積が小さく、それぞれグリーンフィルタ成分２Ｇに囲まれて独立に形成される。
【０１１３】
グリーンフィルタ成分２Ｇの四隅部５２は、画素領域の角部に形成される。グリーンフィルタ成分２Ｇの四隅部５２には、ホール５１が形成される。
【０１１４】
各フィルタ成分２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを形成する材料としては、材料固形分中に感光成分を含まない材料を用いてもよい。フィルタ成分材料としては、顔料分散液とバインダー樹脂とモノマーと光重合開始剤と溶剤とから成る光硬化型材料で構成することができる。あるいは、フィルタ成分材料としては、顔料分散液とバインダー樹脂と熱硬化剤と溶剤とから成る熱硬化型材料で構成することができる。
【０１１５】
バインダー樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ノボラック系樹脂、スチレン系樹脂や、それらの共重合系樹脂を用いることができる。熱硬化剤としては、例えばメラミン系硬化剤、尿素系硬化剤、エポキシ系硬化剤などを用いることができる。溶剤としては、例えば乳酸エチル及びジメチルホルムアミドを用いることができる。
【０１１６】
次に、図１９、図２０を用いて本実施形態に係る固体撮像装置１００の製造方法を説明する。なお、カラーフィルタ５０の製造方法以外は第１実施形態と同じである。図１９Ａ〜Ｆの（ａ）は、図１８のａ−ａ’におけるカラーフィルタ５０の断面図である。図１９Ａ〜Ｆの（ｂ）は、図１８のｂ−ｂ’におけるカラーフィルタ５０の断面図である。図１９Ａ〜Ｆの（ｃ）は、図１８のｃ−ａ’におけるカラーフィルタ５０の断面図である。図１９Ａ〜Ｆの（ｄ）は、図１８のｃ−ｃ’におけるカラーフィルタ５０の断面図である。
【０１１７】
まず、図１９Ａに示すように、基板１１の上にブルーフィルタ成分２Ｂを形成する。ブルーフィルタ成分２Ｂの分光特性を有するように複数の顔料が添加された光重合ネガ型フォトレジスト（Ｂｌｕｅフォトレジスト）が基板１１の上に塗布される。次に、図１８に示すようにブルーフィルタ成分２Ｂが配置されるよう、フォトリソグラフィー法を用いてＢｌｕｅフォトレジストをパターニングする。Ｂｌｕｅフォトレジストのパターンエッジは、第１，２遮光部１７，１８のマイクロレンズ１６側の端面上で形成される。すなわち、Ｂｌｕｅフォトレジストは、第１，２遮光部１７，１８のマイクロレンズ１６側の端面と一部接している。
【０１１８】
図１９Ｂに示すように、基板１１の上にレッドフィルタ成分２Ｒを形成する。レッドフィルタ成分２Ｒの分光特性を有するように複数の顔料が添加された光重合ネガ型フォトレジスト（Ｒｅｄフォトレジスト）が基板１１の上に塗布される。次に、図１８に示すようにレッドフィルタ成分２Ｒが配置されるよう、フォトリソグラフィー法を用いてＲｅｄフォトレジストをパターニングする。Ｒｅｄフォトレジストのパターンエッジは、第１，２遮光部１７，１８のマイクロレンズ１６側の端面上で形成される。すなわち、Ｒｅｄフォトレジストは、第１，２遮光部１７，１８のマイクロレンズ１６側の端面と一部接している。なお、レッドフィルタ成分２Ｒ及びブルーフィルタ成分２Ｂの形成順は入れ替えてもよい。すなわち、レッドフィルタ成分２Ｒを形成した後にブルーフィルタ成分２Ｂを形成してもよい。
【０１１９】
図１９Ｃに示すように、ブルーフィルタ成分２Ｂ及びレッドフィルタ成分２Ｒを形成した後に無機膜５３を形成する。無機膜５３としては、例えばシリコン酸化膜や、シリコン酸化窒化膜などが用いられる。なお、図示は省略するが、無機膜５３として、シリコン酸化窒化膜を用いた場合、成膜条件を調整して屈折率をマイクロレンズ１６と同じになるよう調整してもよい。これにより、無機膜５３での界面反射が低減し、固体撮像装置１００の集光特性を向上させることができる。
【０１２０】
図１９Ｄに示すように、無機膜５３の上にグリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。ここでは、フォトリソグラフィー法を用いてＧｒｅｅｎフォトレジストをパターニングすることで、グリーンフィルタ成分２Ｇを形成する。
【０１２１】
次に、図１９Ｅに示すようにグリーンフィルタ成分２Ｇにホール５１を形成する。図２０に示す、画素領域の角部である四隅部５２に幅ｗの遮光部５４を有するマスク５５を用いてホール５１を形成する。マスク５５を用いてリソグラフィー法でパターンを形成することでホール５１は形成される。Ｇｒｅｅｎフォトレジストは、光重合ネガ型フォトレジストであるため、マスク５５を用いてパターンを形成することで、画素領域の角部（四隅部５２）にホール５１が形成される。また、ホール５１以外の領域は、マスク５５の開口領域（露光される光が透過する領域）で露光されるため、光重合反応が充分進行する。これにより、Ｇｒｅｅｎフォトレジストが硬化し、無機膜５３上にグリーンフィルタ成分２Ｇが形成される。
【０１２２】
遮光部５４の幅ｗや露光量を調整することで、グリーンフィルタ成分２Ｇに形成されるホール５１の大きさ（径や深さ）が決定される。図１９Ｅでは、第２遮光部１８上部までホール５１が形成された例を示しているが、第２遮光部１８上にグリーンフィルタ成分２Ｇを残してホール５１を形成してもよい（図示せず）。この場合、グリーンフィルタ成分２Ｇの断面が凹形状を示すホール５１が形成される。
【０１２３】
図１９Ｆに示すように、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）やドライエッチング法を用いて、Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ，Ｒｅｄフォトレジストに対して平滑化処理を施す。平滑化処理は、カラーフィルタ１５が第１遮光部１７と同じ膜厚になるまで行われる。ＣＭＰを用いて各フォトレジストを平滑化した場合、第１遮光部１７のマイクロレンズ１６側の端面が研磨ストッパーとなる。
【０１２４】
以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置１００は、第１実施形態に係る固体撮像装置１と同様の効果が得られるとともに、グリーンフィルタ成分２Ｇの各四隅部５２が接触して連続一体に形成されるので、カラーフィルタ５０が剥離しにくくなる。さらに、第２遮光部１８の上にホール５１を形成することで、図６に示す例と同様に固体撮像装置１００を薄くすることができる。また、無機膜５３が第１，２遮光部１７，１８を覆うことで、第１，２遮光部１７，１８表面の反射が低減し、固体撮像装置１００のフレアの低減等を図ることができる。
【０１２５】
なお、ブルーフィルタ成分２Ｂ及びレッドフィルタ成分２Ｒは、ハードマスクを利用して、グリーンフィルタ成分２Ｇに対してセルフアライメントで形成してもよい。
【０１２６】
（第３実施形態）
次に、図２１〜図２３を用いて第３実施形態に係る固体撮像装置２００を説明する。本実施形態に係る固体撮像装置２００は、遮光膜の一部を基板１１に埋め込んでいる点を除き第１実施形態に係る固体撮像装置１と同じ構成を有し、同様の製造方法で製造できるため、同一符号を付し重ねての説明を省略する。
【０１２７】
図２１（ａ）は、第３実施形態に係る固体撮像装置２００の辺方向の断面図、図２１（ｂ）は対角方向の断面図である。
【０１２８】
図２１に示すように、固体撮像装置２００は、画素２とカラーフィルタ１５との間に設けられ、トレンチ部６２が形成された基板６３と、基板６３の裏面に形成された膜６０とを有する。
【０１２９】
基板６３は、基板６３の裏面側に所望の深さに形成されたトレンチ部６２を有している。トレンチ部６２は、基板６３の画素領域の角部に、第２遮光部１８と同じ十字形状を有するように形成される。
【０１３０】
トレンチ部６２の内部には第２遮光部６１が形成される。第２遮光部６１のマイクロレンズ側の端面（第１の端面）は、基板６３と面一に構成される。第２遮光部６１の厚さｄ２は、第１遮光部１７の厚さｄ１と同じであっても、長くても短くてもよい。第２遮光部６１の材料は、第１遮光部１７と同じである。
【０１３１】
第２遮光部６１のマイクロレンズ側の端面は、基板６３と面一に構成されるため、画素２から第２遮光部６１のマイクロレンズ側の端面までの距離は、基板６３の厚さと同じになる。一方、第１遮光部１７は、基板６３上に形成されるため、画素２から第１遮光部１７のマイクロレンズ側の端面までの距離は、基板６３の厚さと第１遮光部１７の厚さとを合わせたものとなる。従って、第１遮光部１７は、画素２からマイクロレンズ１６に最も近い面（第１の端面）までの距離が、第２遮光部１８よりも長くなっている。
【０１３２】
なお、ここでは図示しないが、第１実施形態と同様に第２遮光部６１と、膜６０との間にバリアメタルを設けてもよい。
【０１３３】
膜６０は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ）やシリコン酸化炭化膜（ＳｉＯＣ）や、アクリル系樹脂などを材料とし、プラズマＣＶＤ法や塗布法を用いて形成される。
【０１３４】
次に、図２２を用いて本実施形態に係る固体撮像装置２００の製造方法を説明する。図２２Ａ〜Ｆの（ａ）は固体撮像装置２００の辺方向の断面図、（ｂ）は固体撮像装置２００の対角方向の断面図である。
【０１３５】
図２２Ａに示すように画素２上の基板６３の裏面にフォトレジスト５６を形成し、素子分離領域２４の第２遮光部６１を形成する領域に開口部が形成されるように露光、現像する。
【０１３６】
図２２Ｂに示すように、所望の形状にパターニングされたフォトレジストをマスクとしてドライエッチングすることで基板６３の裏面から所望の深さに達するトレンチ部６２を形成する。トレンチ部６２の深さｄ２は、基板６３の裏面側から入射する斜め入射光を受光面側で遮光できる程度の深さに形成されればよく、本実施形態では、基板６３の裏側から例えば５００ｎｍ〜１０００ｎｍの深さでトレンチ部６２を形成する。
【０１３７】
次に、基板６３の裏面上に膜６０を、例えばプラズマＣＶＤ法や塗布法を用いて形成する（図２２Ｃ）。膜６０を形成後、膜６０上に遮光膜３１を形成する（図２２Ｄ）。
【０１３８】
遮光膜３１の上に図２３に示すフォトレジスト６４を形成する（図２２Ｅ）。図２３の波線は、画素領域の境界を示す。図２３に示すようにフォトレジスト６４は、第１遮光部１７と同様に四角形状を有し、画素領域の辺部に形成される。
【０１３９】
フォトレジスト６４をマスクとして、その下地の遮光膜をドライエッチングする。ここでは、画素領域の内部に基板６３の表面が露出するよう、第１遮光部１７の厚さｄ１と同じ深さまで遮光膜がドライエッチングされる。
【０１４０】
図２２Ｆに示すように、ドライエッチング後フォトレジストを除去することで、第１遮光部１７、第２遮光部６１が形成される。
【０１４１】
以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置２００は、第１実施形態と同じ効果を得られるととともに、第２遮光部６１を基板６３に埋め込むことで、第２遮光部６１の厚さを図２に示す固体撮像装置１の第２遮光部１８より厚くすることができる。これにより、入射光が隣接する光電変換素子ＰＤに漏れる混色の低減効果を向上させることができる。
【０１４２】
なお、本実施形態に係る第２遮光部６１は、マイクロレンズ側の端面が基板６３の裏面と面一になるよう形成しているが、図２４（ｂ）に示すように裏面から突出しているように構成してもよい。また、図２４（ａ）に示すように第１遮光部１７の一部も基板６３に埋め込むように形成してもよい。また、画素２上に基板６３を設け遮光膜を形成するのではなく、画素２の素子分離領域２４に遮光膜を埋め込むようにしてもよい。
【０１４３】
この場合、第１遮光部１７、第２遮光部６１のトレンチ部６２内に設けられている部分（図２４のＡ）と、トレンチ部６２内に設けられていない部分（図２４のＢ）とで異なる黒色顔料を含むようにしてもよい。例えば、トレンチ部６２内に設けられている部分Ａを導電性の材料で構成し、トレンチ部６２外に設けられている部分Ｂを黒色の色材を分散した有機材料で構成してもよい。
【０１４４】
画素２の素子分離領域２４に遮光膜を埋め込む場合、第１，２遮光部１７、６１の画素２からマイクロレンズ１６に最も近い面（第１の端面）までの距離は図２４のＢの部分の厚さとなり、第１遮光部１７の方が第２遮光部１８よりも長くなっている。
【０１４５】
本実施形態では、トレンチ部６２を基板６３の素子分離領域２４に設けているが、例えば画素２の表面とカラーフィルタ１５の間にシリコン層が存在する場合は、該シリコン層にトレンチ部を設けてもよい。これらトレンチ部６２が設けられるシリコンの領域をまとめてシリコン層と称する。トレンチ部６２は、シリコン層のカラーフィルタ１５と接する面側から所望の深さに形成される。
【０１４６】
本実施形態では、図２に示す固体撮像装置１の第２遮光部１８を基板１１に埋め込んだ例について説明したが、図１４に示す固体撮像装置１００の第２遮光部１８を基板１１に埋め込んでもよい。
【０１４７】
（第４実施形態）
続いて、図２５及び図２６を用いて本発明の第４実施形態に係る固体撮像装置３００を説明する。固体撮像装置３００は、第１実施形態に係る固体撮像装置１に瞳補正をおこなったものである。それ以外の点は、固体撮像装置１と同じであるため同一符号を付し重ねての説明を省略する。
【０１４８】
固体撮像装置３００の基板１１の中央画素では垂直入射光が多く入射し、周辺画素では斜め入射光が多く入射する。図５（Ｄ）に示すように、画素２、カラーフィルタ１５及びマイクロレンズ１６を一直線上に配置すると斜め入射光に対して光感度が低下する。
【０１４９】
そこで、本実施形態に係る固体撮像装置３００では、図２５に示すように、カラーフィルタ１５を配置するピッチＰ１よりもマイクロレンズ１６を配置するピッチＰ２を小さくしている。図２５は、固体撮像装置３００のマイクロレンズ側からみた平面図である。図示しないが、画素２を配置するピッチは、カラーフィルタ１５と同じであるものとする。
【０１５０】
図２６（ａ）、（ｂ）に、基板１１の周辺画素（図２５のＡ）の断面図を示す。図２６（ａ）は周辺画素の辺方向における断面図、図２６（ｂ）は周辺画素の対角方向における断面図を示す。なお、中心画素の断面図は図５（ａ）、（ｂ）と同じであるため説明を省略する。
【０１５１】
図２６（ｃ）、（ｄ）は、図２６（ａ）、（ｂ）の第２遮光部１８の膜厚ｄ２を第１遮光部１７の膜厚ｄ１と同じとした場合の固体撮像装置を示している。すなわち、図５（ｃ）、（ｄ）に示す固体撮像装置に瞳補正を行っている。
【０１５２】
図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、マイクロレンズ１６の中心ｃ２は、カラーフィルタ１５の中心ｃ１に対し、基板１１の中心方向にずらして配置される。
【０１５３】
図２６（ｄ）に示すように、第２遮光部１８の膜厚ｄ２を第１遮光部１７の膜厚ｄ１と同じとした場合、瞳補正を行っても斜め入射光Ｌ１，Ｌ２ともにケラレてしまっている。このように、第２遮光部１８の膜厚をカラーフィルタ１５と同じ高さにしてしまうと、瞳補正の効果が得られにくい。
【０１５４】
一方、図２６（ｂ）に示すように、第２遮光部１８の膜厚ｄ２を第１遮光部１７の膜厚ｄ１より薄くすると、斜め入射光Ｌ１，Ｌ２ともにカラーフィルタ１５に入射される。また、画素中心ではケラレていた斜め入射光Ｌ２（図５（ｂ）参照）が、周辺画素ではケラレずにカラーフィルタ１５に入射されていることがわかる。
【０１５５】
以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置３００は、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、瞳補正を行うことで基板の周辺部に設けられる画素でのケラレがさらに減少するため、特に周辺画素での固体撮像装置３００の光感度を向上させることができる。
【０１５６】
本実施形態では、瞳補正を行うためマイクロレンズ１６とカラーフィルタ１５の中心をずらしているが、製造ばらつきによりずれてしまう場合がある。さらにドライエッチング装置や露光装置などの半導体製造装置の製造ばらつきにより第１遮光部１７、第２遮光部１８の線幅や形成位置がばらついてしまう可能性がある。第１遮光部１７、第２遮光部１８の線幅や形成位置がばらつくと、遮光膜とマイクロレンズ１６との相対的な位置関係が変わり、ノイズの発生量がばらついたり光感度が低下したりする可能性がある。
しかしながら、本実施形態に示すように、第２遮光部１８の膜厚ｄ２を第１遮光部１７より薄くすることで、図２６（ｂ）に示したように第２遮光部１８でケラレる入射光を少なくし、固体撮像装置３００の特性を向上させることができる。
【０１５７】
なお、本実施形態では、第１実施形態の固体撮像装置１に対して瞳補正を行う場合について説明したが変形例１，２、第２、第３実施形態の固体撮像装置に対して同様の瞳補正を行っても同様の効果が得られる。
【０１５８】
（第５実施形態）
次に、図２７を用いて、本発明の第５実施形態では、固体撮像装置１の応用例を説明する。図２７は、固体撮像装置１を電子機器４００に応用した例を示す。電子機器４００としては、例えばデジタルカメラや、携帯電話機等のカメラ、スキャナ、監視カメラ等が挙げられるが、ここでは電子機器４００がデジタルカメラである場合について説明する。
【０１５９】
本実施形態に係る電子機器４００は、固体撮像装置１と、光学レンズ２１０と、シャッタ装置２１１と、駆動回路２１２と、信号処理回路２１３とを有する。
【０１６０】
光学レンズ２１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上に結像させる。これにより固体撮像装置１内に一定期間信号電荷が蓄積される。
シャッタ装置２１１は、固体撮像装置１への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路２１２は、固体撮像装置１の転送動作およびシャッタ装置２１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。
【０１６１】
固体撮像装置１は、駆動信号に基づき光電変換素子ＰＤに蓄積された信号電荷を電気信号として出力する。
信号処理回路２１３は、各種の信号処理を行う。信号処理回路２１３は、固体撮像装置１が出力する電気信号に対して信号処理を施して映像信号を生成し、逗子市内メモリなどの記憶媒体やモニタ等に出力する。
【０１６２】
以上のように、本実施形態に係る電子機器４００は、第１実施形態に係る固体撮像装置１を搭載しているため、光感度を向上させることができ、映像信号の画質を向上させることができる。
【０１６３】
ここでは、電子機器４００に第１実施形態に係る固体撮像装置１を搭載する例を示したが、電子機器４００に変形例１，２、第２〜第４実施形態に係る固体撮像装置を搭載してもよい。
【０１６４】
なお、上述した各実施形態では、固体撮像装置としてＣＭＯＳ型の裏面照射型固体撮像装置を例に説明したが、ＣＣＤ型の固体撮像装置であっても表面照射型固体撮像装置であっても本発明を適用できることは言うまでもない。
【０１６５】
最後に、上述した各実施形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１６６】
１，１００，２００，３００…固体撮像装置
２…画素
３…画素部
４…垂直駆動回路
５…カラム信号処理回路
６…水平駆動回路
７…出力回路
８…制御回路
１１，６３…基板
１４…支持基板
１５，５０…カラーフィルタ
１６…マイクロレンズ
１７…第１遮光部
１８，６１…第２遮光部
２４…素子分離領域
３０…絶縁膜
３１…遮光膜
４０…突起部
５１…ホール
６２…トレンチ部
２１０…光学レンズ
２１１…シャッタ装置
２１２…駆動回路
２１３…信号処理回路
【図１】
2012191136.tif 000003
【図２】
2012191136.tif 000004
【図４】
2012191136.tif 000005
【図５】
2012191136.tif 000006
【図６】
2012191136.tif 000007
【図７Ａ】
2012191136.tif 000008
【図７Ｂ】
2012191136.tif 000009
【図７Ｃ】
2012191136.tif 000010
【図７Ｄ】
2012191136.tif 000011
【図７Ｅ】
2012191136.tif 000012
【図７Ｆ】
2012191136.tif 000013
【図８Ａ】
2012191136.tif 000014
【図８Ｂ】
2012191136.tif 000015
【図８Ｃ】
2012191136.tif 000016
【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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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１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２２Ｆ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図３】
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