CN102683365A - 固态摄像装置、制造固态摄像装置的方法以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固态摄像装置及其制造方法以及电子设备，所述固态摄像装置包括：各个像素区域包括具有光电转换单元的像素、与所述像素对应形成的滤色器、以及将入射光聚光至所述光电转换单元的微透镜；第一遮光部，其具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，且形成于所述多个像素区域中的各个像素区域的各个侧边部；以及第二遮光部，其具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，且其形成于像素区域的各个角部，从所述像素的表面到所述第二遮光部的第一端面的距离比到所述第一遮光部的第一端面的距离短。本发明可以抑制感光度的降低。

Description

固态摄像装置、制造固态摄像装置的方法以及电子设备
相关申请的交叉引用
本发明包含与2011年3月14日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-055630所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种固态摄像装置、制造固态摄像装置的方法以及电子设备。
背景技术
作为用于数码摄像机或数码照相机的固态摄像装置，相关技术中揭露了电荷耦合器件(CCD)型固态摄像装置或互补金属氧化物半导体(CMOS)型固态摄像装置。根据光入射至感光部的方向，这种固态摄像装置大多分为两类。
一类固态摄像装置是感应从半导体基板的形成有布线层的前表面侧入射的光的固态摄像装置(例如，参考日本未审查的专利申请公开公报第2002-314058号)。另一类固态摄像装置是感应从半导体基板的未形成有布线层的后表面侧入射的光的所谓后表面照射型固态摄像装置(例如，参考日本未审查的专利申请公开公报第2009-176949和2006-019653号以及日本专利第3050583号)。
在这种固态摄像装置中，设置遮光膜以在像素之间进行遮蔽。例如，在日本未审查的专利申请公开公报第2009-176949揭露的固态摄像装置中，遮光膜设置在与滤色器相同的平面上以减少相邻像素的混色。
当遮光膜设置于固态摄像装置时，可减少相邻像素的混色，但是存在的问题是一部分斜射光被遮光膜中断，从而使对斜射光的感光度降低。
日本未审查的专利申请公开公报第2002-314058号揭露了一种通过以多层方式设置的微透镜来聚光斜射光的方法，以便可靠地将光聚光到感光部。
然而，在日本未审查的专利申请公开公报第2002-314058号揭露的方法中，不仅需要设置微透镜，还必须设置层内微凹透镜，因而存在的问题是很难使从微透镜到感光部的厚度变小。
发明内容
本发明期望提供一种能够抑制感光度降低的固态摄像装置及其制造方法。
此外，本发明期望提供一种具有该固态摄像装置的电子设备。
根据本发明的实施例，揭露了一种固态摄像装置，其包括：多个像素区域，各个像素区域包括具有将入射光转换为电信号的光电转换单元的像素、与所述像素对应形成的滤色器、以及将入射光经由所述滤色器聚光至所述光电转换单元的微透镜；第一遮光部，其具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，且其形成于所述多个像素区域中的各个像素区域的各个侧边部；以及第二遮光部，其具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，且其形成于像素区域的各个角部，从所述像素的表面到所述第二遮光部的第一端面的距离比到所述第一遮光部的第一端面的距离短。
根据本发明该实施例的固态摄像装置，从所述像素的表面到形成于所述像素区域的各个角部的所述第二遮光部的微透镜侧端面的距离比到所述第一遮光部的微透镜侧端面的距离短。因此，来自所述微透镜的角部的入射光入射至所述光电转换单元而不被所述第二遮光部中断。其结果是，入射至所述光电转换单元的光增加了。
此外，根据本发明的另一实施例，提供了一种制造固态摄像装置的方法。该方法包括：形成像素，其具有将入射光转换为电信号的光电转换单元；形成滤色器，其与各个所述像素对应形成；形成微透镜，其将入射光经由所述滤色器聚光至所述光电转换单元；以及形成第一遮光部和第二遮光部，第一遮光部形成于包括所述像素、所述滤色器以及所述微透镜的像素区域的各个侧边部并且具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，第二遮光部具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面并且形成于像素区域的各个角部，从所述像素的表面到所述第二遮光部的第一端面的距离比到所述第一遮光部的第一端面的距离短。
根据本发明的又一实施例，提供了一种包括上述固态摄像装置、光学透镜以及信号处理电路的电子设备。
根据本发明的实施例可以抑制感光度的降低。
附图说明
图1是说明根据本发明第一实施例的固态摄像装置的示意图；
图2A和图2B是根据本发明第一实施例的固态摄像装置的横截面图；
图3A至图3D是说明根据本发明第一实施例的微透镜的示意图；
图4A至图4C是说明根据本发明第一实施例的遮光膜的示意图；
图5A至图5D是根据本发明第一实施例的固态摄像装置的横截面图；
图6是根据本发明第一实施例的固态摄像装置的横截面图；
图7A至图7F是根据本发明第一实施例的遮光膜的制造步骤图；
图8A至图8F是根据本发明第一实施例的遮光膜的制造步骤图；
图9A至图9C是说明根据本发明第一实施例的遮光膜的光致抗蚀剂的示意图；
图10A至图10C是根据本发明第一实施例的遮光膜的制造步骤图；
图11A至图11E是根据本发明第一实施例的滤色器的制造步骤图；
图12A至图12B是根据本发明第一实施例的滤色器的横截面图；
图13A至图13F是根据本发明第一实施例的微透镜的制造步骤图；
图14A和图14B是根据本发明第一实施例的第一变化例的固态摄像装置的横截面图；
图15A和图15B是根据本发明第一实施例的第二变化例的固态摄像装置的横截面图；
图16A和图16B是根据本发明第一实施例的第二变化例的固态摄像装置的横截面图；
图17A和图17B是根据本发明第一实施例的第二变化例的固态摄像装置的横截面图；
图18是说明根据本发明第二实施例的滤色器的示意图；
图19A至图19F是根据本发明第二实施例的滤色器的制造步骤图；
图20是说明根据本发明第二实施例的滤色器的光致抗蚀剂的示意图；
图21A和图21B是根据本发明第三实施例的固态摄像装置的横截面图；
图22A至图22F是根据本发明第三实施例的遮光膜的制造步骤图；
图23是说明根据本发明第三实施例的遮光膜的光致抗蚀剂的示意图；
图24A和图24B是根据本发明第三实施例的固态摄像装置的横截面图；
图25是根据本发明第四实施例的固态摄像装置的平面图；
图26A至图26D是根据本发明第四实施例的固态摄像装置的横截面图；以及
图27是说明根据本发明第五实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
(第一实施例)
图1是图示根据本发明第一实施例的固态摄像装置的示例的示意性配置图。图1所示的固态摄像装置1包括由硅形成的基板11、具有多个布置在基板11上的像素2的像素部3、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7、以及控制电路8。
像素部3包括多个以二维阵列形状规则地排列的像素2。像素部3包括：有效像素区域以及黑基准像素区域(未图示)，有效像素区域实际上接收入射光、放大由光电转换生成的信号电荷、并将放大后的信号电荷读出至信号处理电路5，黑基准像素区域将成为黑电平的基准的光学黑(optical black)输出。该黑基准像素区域通常形成于所述有效像素区域的外周边部。
各个像素2包括光电转换元件(未图示，例如是光电二极管)和多个像素晶体管(未图示)。像素2以二维阵列形状规则地布置在基板11上。所述多个像素晶体管可包括四个MOS晶体管，即传输晶体管、复位晶体管、选择晶体管以及放大晶体管，或者可包括除选择晶体管之外的三个晶体管。
控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号以及主时钟生成时钟信号或控制信号，以作为垂直驱动电路4、列信号处理电路5以及水平驱动电路6的工作的基准。控制电路8使用该时钟信号或控制信号来控制垂直驱动电路4、列信号处理电路5以及水平驱动电路6。
垂直驱动电路4例如由移位晶体管构成，且在垂直方向上依次以行为单位选择性地扫描像素2。垂直驱动电路4经由垂直信号线9将基于响应于像素2的光电转换元件中接收的光量而生成的信号电荷的像素信号提供给列信号处理电路5。
例如，每个列信号处理电路5分别针对每列像素2而设置，列信号处理电路5根据从黑基准像素区域提供的信号，为各个像素列对从一行像素2输出的信号进行信号处理，该信号处理例如是噪声消除或者信号放大。在列信号处理电路5的输出端和水平信号线10之间的位置处，在列信号处理电路5的输出端设置有水平选择开关(未图示)。
水平驱动电路6例如由移位寄存器构成。水平驱动电路6依次输出水平扫描脉冲，依次选择各个列信号处理电路5，并将各个列信号处理电路5提供的像素信号输出至水平信号线10。
输出电路7对由各个列信号处理电路5通过水平线号线10依次提供的像素信号执行信号处理，并将处理后的信号输出至外部装置(未图示)。
接着，将参照图2A和图2B描述固态摄像装置1的详细情况。图2A是在像素部3的侧边方向上的固态摄像装置1的横截面图。图2B是在像素部3的对角线方向上的固态摄像装置1的横截面图。
如图2A和图2B所示，根据本实施例的固态摄像装置1包括基板11、形成于基板11的前表面侧的布线层26和支撑基板14、以及形成于基板11的后表面侧的滤色器15和微透镜16。
基板11为半导体基板，其厚度例如基本上为3～5微米，且由硅构成。多个像素2以二维阵列的状态形成于基板11中，各个像素包括光电转换元件PD和组成像素电路单元的多个像素晶体管Tr。此外，虽然在图2A和图2B中未图示，在形成于基板11中的像素2的周边区域处配置有周边电路单元。
所述光电转换元件PD例如为光电二极管，其生成与接收的入射光的光量相对应的信号电荷，并将所述信号电荷储存在其中。
像素晶体管Tr包括形成于基板11的前表面侧的源区和漏区(未图示)，以及隔着栅极绝缘膜29形成于基板11的前表面之上的栅极28。
此外，由从基板11的前表面延伸到其后表面的高浓度杂质区域所构成的隔离区24形成于彼此邻近的像素2之间。各个像素2由隔离区24电隔离。
布线层26形成于基板11的前表面侧，布线层26包括层叠为多层(在图2A和图2B中为三层)的布线25，且所述多层布线25之间隔着层间绝缘膜27。构成各个像素2的像素晶体管Tr通过形成于布线层26中的布线25工作。
支撑基板14形成于布线层26的与基板11接触的面相反的面上。支撑基板14用于在制造过程期间保证基板11的强度，并例如由硅基板构成。
滤色器15形成于基板11的后表面侧，滤色器15例如包括用于各个像素的第一滤色器组件、第二滤色器组件以及第三滤色器组件。在以下描述中，所述第一滤色器组件、所述第二滤色器组件以及所述第三滤色器组件分别称作绿色滤色器组件、红色滤色器组件以及蓝色滤色器组件，但并不仅限于此，也可由任意滤色器组件构成。此外，不仅可以使用滤色器组件，还可以例如使用透射可见光的透明树脂或者削弱可见光的滤色器组件，比如是通过在透明树脂中添加碳黑色素而形成的ND滤色器等。
具有期望波长的光透过滤色器15，并且，透过的光入射至基板11中的光电转换元件PD。
在滤色器15的各滤色器组件之间设置有第一遮光部17和第二遮光部18。在以下描述中，第一遮光部17和第二遮光部18统称为遮光膜。从像素2到第一遮光部17的最接近微透镜16的面(第一端面)的距离比到第二遮光部18的最接近微透镜16的面(第一端面)的距离要长。即是说，当将从像素2到第一遮光部17和第二遮光部18的最接近微透镜16的面的距离分别设为d1和d2时(d1和d2都大于0)，满足d1＞d2。遮光膜被设置用来减少到达相邻光电转换元件PD的入射光的混色。下面详细描述滤色器15和遮光膜。
微透镜16形成于滤色器15的与基板11接触的面相反的面上。微透镜16通过滤色器15的滤色器组件之一将入射光聚光至所述光电转换元件PD。
此外，在此处，虽然未在图中示出，但是可在基板11和遮光膜之间设置有绝缘膜，或者可在遮光膜和基板或绝缘膜之间设置阻障金属。
在该实施例中，在图2A和图2B中由点划线包围且包括像素2、滤色器15的滤色器组件以及微透镜16的部分称为像素区域。图2A和图2B中的虚线是各个像素区域的边界，被称为像素边界。根据该实施例的固态摄像装置1的像素区域的平面具有四边形形状，穿过该四边形形状的对边的中心的线段称为像素区域的侧边方向，连接该四边形形状的对角的线段称为对角线方向。
下面将参照图3A至图3D描述根据本实施例的微透镜16的详细情况。
一般有两种方法用于形成微透镜16。一种方法是隔着覆盖膜将感光树脂材料的微透镜材料涂覆到滤色器15上，在依次执行预烘干、曝光、显影以及漂白曝光之后，在等于或高于该感光树脂的热软化点的温度处执行热处理。具有凸出形状的微透镜16通过本方法形成于滤色器15上。当执行热处理时，设置一种条件以使得形成于相邻像素处的感光树脂图形不会彼此融合。这是因为，当经过热处理而流动的树脂彼此接触时，图形因为表面张力而向下流，从而使透镜的形状崩溃。
对于另一种方法，其是将微透镜材料形成于滤色器15上，将具有凹进形状的透镜形状的掩模层形成于该微透镜材料上，将该掩模层蚀刻转化至下层微透镜材料。
在该方法中，在微透镜材料形成于滤色器15上之后，将感光树脂涂覆到该微透镜材料上，在依次执行预烘干、曝光、显影以及漂白曝光之后，在等于或高于该感光树脂的热软化点的温度处执行热处理以形成具有凸出形状的透镜形状的掩模层。接着，将该掩模层蚀刻转化至下层微透镜材料从而形成微透镜16。根据该方法，当适当调节蚀刻条件时，在平面图中可以相对于该掩模层的尺寸增大微透镜16的尺寸，因此增大了微透镜16的有效面积，并可形成具有相对较高聚光特性的透镜。
图3A是对微透镜16进行蚀刻处理、直到相邻微透镜16的各个侧边彼此接触时的微透镜16的平面图。图3C是沿图3A所示微透镜16的线a-a′、线b-b′以及线c-c′所获得的横截面图。线a-a′和线b-b′与像素区域中的侧边方向相对应，线c-c′与像素区域中的对角线方向相对应。
如图3C所示，在进行蚀刻处理直到相邻微透镜16的各侧边彼此接触的情况下，沿线a-a′、b-b′以及c-c′所获得的横截面处的微透镜16的厚度h1彼此相同。此外，如图3A所示，微透镜16的各个角部敞开，即是说，对角线方向(c-c′)的间隙敞开。
此处，根据该实施例的微透镜16是在如图3B所示相邻微透镜16的各侧边彼此接触之后通过延长该蚀刻处理而形成的。因此，位于如图3A所示微透镜16各个角部的间隙变窄了。
图3B是对微透镜16进行蚀刻处理直到对角线方向上的间隙基本上彼此接触的微透镜16的平面图。即使当相邻微透镜16之间存在间隙时，在该间隙为200nm或更小的情况下，该值充分地小于光的波长，所以该间隙不会影响该固态摄像装置的敏感性能。因此，可以说相邻微透镜16基本上彼此接触。图3D是沿图3B所示微透镜16的线d-d′、线e-e′以及线f-f′所获得的横截面图。
如图3D所示，沿线d-d′和线e-e′所获得的横截面处的微透镜16的厚度h2彼此相同，沿线f-f′所获得的横截面处的微透镜16的厚度h3大于h2(h3＞h2)。这样，当执行该蚀刻处理直到相邻微透镜16的角部彼此接触时，在微透镜16的横截面方向上与微透镜16的侧边接触的底部的位置，形成在与角部接触的底部位置处具有大的膜厚度的微透镜16。
即使在相邻微透镜16的各侧边彼此接触之后延长该蚀刻处理时，将平面图中微透镜16的无效区域做小，从而可增大有效区域。
接着，将参照图4A至图4C描述根据该实施例的滤色器15和遮光膜。图4A是滤色器15和遮光膜的平面图。图4B仅示出沿图4A的线a-a′(在像素区域的侧边方向)所获得的横截面中的遮光膜，图4C仅示出沿线b-b′(在像素区域的对角线方向)所获得的横截面中的遮光膜。
如图4A所示，在滤色器15中，红色滤色器组件R、绿色滤色器组件G以及蓝色滤色器组件B以拜耳形式排列。即是说，滤色器15的图形是，绿色滤色器组件G设置为方格图形，而红色滤色器组件R和蓝色滤色器组件B以线序排列。
遮光膜在像素的边界处、即在像素区域附近形成于与滤色器15相同的平面中。如图4A所示，遮光膜形成为格子图形。
遮光膜具有形成于像素区域的各个侧边部的第一遮光部17和形成于像素边界的各个角部的第二遮光部18。
第一遮光部17形成于具有格子图形的遮光膜的各个侧边部。当从微透镜16观看时，像素区域具有大体为四边形的形状。包括具有大体为四边形的形状的侧边且具有恒定宽度的区域称为像素区域的侧边部。第一遮光部17在与滤色器15相同的平面中形成于像素区域的各个侧边部。第一遮光部17具有与微透镜16接触的端面(第一端面)，并且具有与该第一端面相反且与隔离区域24接触的端面(第二端面)。第一遮光部17具有预定的膜厚度d1且具有基本上为锥形的形状，其中，第一端面的宽度比第二端面的宽度窄。
第二遮光部18形成于具有格子图形的遮光部的各个交叉部。第二遮光部18具有预定的膜厚度d2且在平面图中具有十字形状。从微透镜16侧来看，像素区域具有四边形形状。包括具有十字形状的角且具有恒定宽度的区域称为角部。第二遮光部18在与滤色器15相同的平面中形成于像素区域的各个角部。第二遮光部18具有与微透镜16接触的端面(第一端面)和与该第一端面相反且与隔离区域24接触的端面(第二端面)。
滤色器15的各个滤色器组件形成于像素区域的除了像素区域的各个侧边部和角部之外的内侧。如图2A所示，由于第一遮光部17的膜厚度d1和滤色器15的膜厚度彼此相同，在像素区域的各个侧边部，第一遮光部17的位于微透镜16侧的端面和每个滤色器组件的位于微透镜16侧的面形成为彼此齐平。
如图2B所示，由于第二遮光部18的膜厚度d2比滤色器15的膜厚度小，每个滤色器组件形成为与第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面(第一端面)重叠。
此外，在根据该实施例的固态摄像装置1中，在基板11的后表面侧，滤色器15和遮光膜形成于像素2之上。因此，第一遮光部17的膜厚度和从像素2的表面到第一遮光部17的位于微透镜16侧的端面(第一端面)的距离彼此相同。此外，第二遮光部18的膜厚度和从像素2的表面到第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面(第一端面)的距离彼此相同。例如，在像素2、滤色器以及遮光膜之间设置有绝缘膜、基板等的情况下，第一遮光部17的膜厚度变得比从像素2的表面到第一遮光部17的位于微透镜16侧的端面(第一端面)的距离小。这对于第二遮光部18也适用。
接着，将参照图5A至5D描述使第二遮光部18的膜厚度d2比第一遮光部17的膜厚度d1小(d2＜d1)的效果。
图5A和图5B是说明根据该实施例的固态摄像装置1的微透镜16、滤色器15以及遮光膜的横截面的示意图。图5A是沿图3B中线d-d′(或线e-e′)和图4A中线a-a′所获得的固态摄像装置1的横截面图。图5B是沿图3B中线f-f′和图4A中线b-b′所获得的固态摄像装置1的横截面图。
图5C和图5D图示了在第二遮光部18的膜厚度d2等于第一遮光部17的膜厚度d1(d2＝d1)的情况下的固态摄像装置1。除第二遮光部18的膜厚度d2之外，如图5A和图5B所示的配置与图5C和图5D所示的配置相同。
在图5A至图5D中，在通过微透镜16聚光的光中，垂直入射的光用实线表示，而主光束倾斜且倾斜入射的光(倾斜入射光)用虚线表示。
如图5A和图5C所示，在穿过固态摄像装置1的微透镜16的中心且与像素边界平行的面(在像素区域的侧边方向上的横截面)中，光入射至滤色器15，倾斜入射光和垂直入射光都没有被遮光膜中断。
如图5D所示，在穿过固态摄像装置1的微透镜16的中心和像素区域的对角线的面(在像素区域的对角线方向上的横截面)中，入射光被遮光膜中断，并因此发生所谓的遮蔽。尤其是，在微透镜16的各个角部，垂直入射光和倾斜入射光都被遮光膜反射，从而使固态摄像装置1的感光度降低。
遮光膜是在基板11上形成遮光层之后通过使用光刻方法形成抗蚀图，并使用干蚀法进行蚀刻处理而形成的。在通过光刻法形成的抗蚀图中，开口部具有圆形形状以使开口在平面图(参照图4A)中很小。因此，遮光膜在对角线方向上的宽度w2形成为比遮光膜在侧边方向上的宽度w1相对较大。这样，由于第二遮光部18的线宽度w2变得比第一遮光部17的线宽度w1大，大部分从微透镜16角部入射的光被第二遮光部18反射，从而使固态摄像装置1的感光度降低。
另一方面，如图5B所示，当使第二遮光部18的膜厚度d2比第一遮光部17的膜厚度d1小时，一部分被遮光膜中断的入射光减少。尤其是，在微透镜16的角部，垂直入射光透过滤色器15，而不被遮光膜中断。此外，一部分倾斜入射光被遮光膜反射，但是，在图5D中未透过的倾斜入射光透过滤色器15。
这样，当使第二遮光部18的膜厚度d2变小时，可以减少被遮光膜反射的入射光，从而可抑制固态摄像装置1的感光度的降低。此外，使第一遮光部17的膜厚度d1具有与滤色器15相同的膜厚度，而不使膜厚度d1变小，从而可以减少入射光露入相邻光电转换元件PD引起的混色。
而且，当使第二遮光部18的膜厚度d2小于滤色器15的膜厚度时，存在第二遮光部18之上未形成滤色器15的区域。因此，如图6所示，微透镜16的角部可形成于第二遮光部18之上未形成滤色器15的区域中。即是说，从滤色器的位于光电转换元件PD一侧的面到微透镜16的角部的距离d3可短于滤色器15的膜厚度d1。因此，可实现该固态摄像装置的降低。
接着，将参照图7A至图7F描述根据该实施例的固态摄像装置1的制造方法。此外，可类似于相关技术形成像素部3，因而此处将省略对其的描述。
首先，将参照图7A至图7F描述用于制造固态摄像装置1的第一遮光部17和第二遮光部18的第一种方法。图7A至图7F中的(a)是像素区域在侧边方向上的横截面图，图7A至图7F中的(b)是像素区域在对角线方向上的横截面图。图7A至图7F中的虚线代表像素区域的边界。
如图7A所示，首先，在基板11(未图示)上形成绝缘膜30。绝缘膜30可形成为单层或多层。例如，绝缘膜30可形成为两层，这两层包括形成于基板11上的氧化硅膜和层叠在该氧化硅膜上的氧化铪膜。这种情况下，该氧化硅膜和该氧化铪膜分别形成为具有预定膜厚度以减少入射光的反射。
接着，在绝缘膜30上形成遮光膜31。遮光膜31由中断入射光的材料构成。例如，在导电材料用作遮光膜31的情况下，可以使用铝或钨等。此外，在有机材料用作遮光膜31的情况下，可以使用其中分散有黑色着色材料的材料，例如可以使用包括碳黑或钛黑的有机膜。
如图7B所示，在遮光膜31上形成第一光致抗蚀剂32。第一光致抗蚀剂32像第二遮光部18一样具有十字形状，且在像素区域的角部具有开口部，其中，第一光致抗蚀剂32的十字形状的宽度比第二遮光部18的十字形状的宽度大(图7B中为(b))。
将第一光致抗蚀剂32用作掩模，对作为第一光致抗蚀剂32的下层的遮光膜31进行干式蚀刻(参照图7C)。此处，如图7C中(b)所示进行干式蚀刻，以在等于或小于遮光膜31厚度的深度处终止该蚀刻。因此，在遮光膜31中形成凹孔。
当干式蚀刻终止时，去除第一光致抗蚀剂32，并将第二光致抗蚀剂33形成于遮光膜31上。第二光致抗蚀剂33形成于像素区域的各个侧边部以具有与第一遮光部17相同的形状，并且第二光致抗蚀剂33还形成于像素区域的各个角部以具有与第二遮光部18相同的形状。因此，第二光致抗蚀剂33中形成于像素区域角部的部分位于遮光膜31的凹孔的内侧(参照图7D中的(b))。
如图7E所示，将第二光致抗蚀剂33用作掩模，对作为第二光致抗蚀剂33的下层的遮光膜31进行干式蚀刻，并且如图7F所示，当去除第二光致抗蚀剂33时，形成第一遮光部17和第二遮光部18。
这样，分别进行了两次光致抗蚀剂图形化和两次干式蚀刻，因此可以形成具有不同厚度的第一遮光部17和第二遮光部18。
接着，将参照图8A至图8F描述用于制造固态摄像装置1的第一遮光部17和第二遮光部18的不同方法(第二种制造方法)。图8A至图8F中的(a)是侧边方向上像素区域的横截面图，图8A至图8F中的(b)是对角线方向上像素区域的横截面图。图8A至图8F中的虚线代表像素区域的边界。图8A基本上与图7A相同，此处不再对其进行重复描述。
如图8B所示，将第一光致抗蚀剂34形成于遮光膜31上。第一光致抗蚀剂34形成于像素区域的边界处且具有恒定厚度的格子形状。
将第一光致抗蚀剂34用作掩模(参照图8C)，对作为第一光致抗蚀剂34的下层的遮光膜31进行干式蚀刻。此处，在等于遮光膜31厚度的深度处终止该蚀刻，这一点与图7C中的(b)不同。因此，遮光膜31具有恒定厚度的格子形状。
当干式蚀刻终止时，去除第一光致抗蚀剂34，并将第二光致抗蚀剂35形成于遮光膜31上。第二光致抗蚀剂35在像素区域的各个角部具有像第二遮光部18一样的十字形状的开口部。
将第二光致抗蚀剂35用作掩模，对作为第二光致抗蚀剂35的下层的遮光膜31进行干式蚀刻。此处，遮光膜31被蚀刻为比第一遮光部17薄。因此，形成膜厚度小于第一遮光部17的第二遮光部18。
如图8F所示，干式蚀刻之后去除第二光致抗蚀剂35，因此形成第一遮光部17和第二遮光部18。
这样，可首先形成具有格子形状的遮光膜31，然后可形成具有不同厚度的第一遮光部17和第二遮光部18。
下面将参照图9A至图9C描述用于制造第一遮光部17和第二遮光部18的第三种方法。图9A是光致抗蚀剂46的平面图，图9B是侧边方向上的横截面图，图9C是对角线方向上的横截面图。形成遮光膜31的方法与图7A所示相同。
要在遮光膜31上形成图9A至图9C所示的光致抗蚀剂46的光致抗蚀剂46包括：第一抗蚀剂48，其形成于像素区域的各个侧边部且具有恒定厚度；以及第二抗蚀剂49，其形成于像素区域的各个角部且具有比第一抗蚀剂48的厚度小的厚度。通过将光致抗蚀剂46用作掩模并调节遮光膜31的干式蚀刻条件(光致抗蚀剂46和遮光膜31的蚀刻选择比)来形成第一遮光部17和第二遮光部18。因此，通过一次干式蚀刻，可以形成具有不同厚度的第一遮光部17和第二遮光部18。
接着，将参照图10A至图10C描述用于制造第一遮光部17和第二遮光部18的第四种方法。该第四种制造方法与第一～三种制造方法的不同之处在于在形成遮光膜31之前形成突出部40。
图10A至图10C中的(a)是当从即将形成微透镜的方向上看像素区域时的平面图，图10A至图10C中的(b)是侧边方向上(图10A中的a-a′方向)像素区域的横截面图，图10A至图10C中的(c)是对角线方向上(图10A中的b-b′方向)像素区域的横截面图。图10A至图10C中的虚线代表像素区域的边界。
首先，突出部40形成于其中形成有像素部3的基板11上(参照图10A)。突出部40例如由氧化硅膜等构成。在基板11上像素区域的各个侧边部，突出部40形成于为恒定厚度的矩形平行六面体形状。
接着，将绝缘膜31形成于基板11和突出部40上(参照图10B)。形成绝缘膜31之后，去除形成于像素区域内侧的绝缘膜31(参照图10C)。
这样，在像素区域的侧边部形成与突出部40的厚度和遮光膜31的厚度具有相等厚度的第一遮光部17，而在像素区域的各个角部形成与遮光膜31具有相同厚度的第二遮光部18。
在通过第一～第四种方法形成第一遮光部17和第二遮光部18之后，形成滤色器15。在下文中，将参照图11A至图11E描述用于形成滤色器15的方法的示例。图11A至图11E中的(a)是侧边方向上像素区域的横截面图，图11A至图11E中的(b)是对角线方向上像素区域的横截面图。
如图11A所示，将添加有多种色素(这里为绿色)以具有第一滤色器组件(此处为绿色滤色器组件)的光谱特性的光聚合负型光致抗蚀剂(绿色光致抗蚀剂41)涂覆到绝缘膜30、以及第一遮光部17和第二遮光部18上。
接着，使用光刻法将绿色光致抗蚀剂41图形化。此处，将被第一遮光部17和第二遮光部18包围的绿色光致抗蚀剂41图形化，以排列为方格图形。如图11B中的(a)和(b)所示，绿色光致抗蚀剂41的图形边缘形成于第一遮光部17和第二遮光部18的位于微透镜16侧的各个端面上。即是说，绿色光致抗蚀剂41部分地与第一遮光部17和第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面接触。
如图11C所示，将添加有多种色素(此处为蓝色)以具有第二滤色器组件(此处为蓝色滤色器组件)的光谱特性的光聚合负型光致抗蚀剂(蓝色光致抗蚀剂42)涂覆到绝缘膜30、第一遮光部17和第二遮光部18、以及绿色光致抗蚀剂41上。
接着，使用光刻法将蓝色光致抗蚀剂42图形化。此处，使被第一遮光部17和第二遮光部18包围的蓝色光致抗蚀剂42图形化，以进行线序布置。
结果，形成添加有多种色素(此处为红色)以具有第三滤色器组件(此处为红色滤色器组件)的光谱特性的光聚合负型光致抗蚀剂(红色光致抗蚀剂)。形成红色光致抗蚀剂的方法与形成蓝色光致抗蚀剂42的方法相同，因此不再对其进行重复描述。
如图11E所示，使用化学机械抛光(CMP)或干式蚀刻法对绿色、蓝色以及红色光致抗蚀剂进行平坦化处理。进行该平坦化处理，直到滤色器15具有与第一遮光部17相同的膜厚度。在使用CMP将各个光致抗蚀剂平坦化的情况下，第一遮光部17的位于微透镜16侧的端面用作抛光阻止物。
此外，如图12A所示，在图11B中的绿色光致抗蚀剂41的图形粘附性差的情况下，可连接像素区域的对角线方向上的绿色光致抗蚀剂41。因此，增大了绿色光致抗蚀剂41的粘附面积。
例如，当进行绿色光致抗蚀剂41的图形化时，将位于光掩模的连接部处的线宽度(当被分节器(stepper)减小时候的线宽度)设为0.3微米或更小，然后进行i射线曝光。因此，在绿色光致抗蚀剂41中，位于像素区域的角部(该光掩模的连接部)的膜厚度变得比在像素区域的内侧的膜厚度小(参照图12A(a))。
这是因为绿色光致抗蚀剂41是光聚合负型光致抗蚀剂。当该光掩模的连接部的线宽度设为0.3微米或更小时，从绿色光致抗蚀剂41的分辨率的观点来看，该分辨率是进行i射线曝光等时候的分辨率，绿色光致抗蚀剂41可能不会得到足够的曝光能量，不会促进抗蚀膜中的充分光聚合反应。因此，在绿色光致抗蚀剂41中，其在像素区域的角部(该光掩模的连接部)的膜厚度变得比在像素区域的内侧的膜厚度小。
此外，如图12B所示，当图11C中的蓝色光致抗蚀剂42被图形化时，蓝色光致抗蚀剂42可被图形化为与绿色光致抗蚀剂41重叠(具体地参照图12B中的“B”)。这是因为，由于图11E所示的平坦化处理，将位于高于第一遮光部17的位于微透镜16侧的端面的位置中的滤色器15去除了。
此外，虽然未图示，红色光致抗蚀剂也可与绿色光致抗蚀剂41和蓝色光致抗蚀剂42重叠。红色光致抗蚀剂和绿色光致抗蚀剂41彼此重叠在第一遮光部17的位于微透镜16侧的端面之上。红色光致抗蚀剂和蓝色光致抗蚀剂42彼此重叠在第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面之上。
在形成滤色器15的上述示例中，滤色器组件以绿色、蓝色以及红色的顺序形成，但是滤色器组件的形成次序不限于此。
下面将参照图13A至图13F描述形成微透镜16的方法。图13A至图13F中的(a)是侧边方向上像素区域的横截面图，图13A至图13F中的(b)是对角线方向上像素区域的横截面图。
如图13A所示，在形成滤色器15之后，在滤色器15之上形成微透镜基材43。可使用聚苯乙烯树脂、酚醛清漆树脂、这些树脂的共聚树脂、将芳香环应用到丙烯树脂的侧链而得到的树脂等作为微透镜基材43。
如图13B所示，将正型光致抗蚀剂44涂覆到微透镜基材43上。作为正型光致抗蚀剂44，例如使用酚醛清漆树脂作为主成份。
接着，使用光刻法对应于各个像素以将正型光致抗蚀剂44图形化(参照图13C)。
图形化后的正型光致抗蚀剂44在高于其热软化点的温度处经受热处理，由此形成透镜形状的正型光致抗蚀剂44(参照图13D)。正型光致抗蚀剂44在像素区域的侧边方向(w1)上的线宽度比在像素区域的对角线方向(w2)上的线宽度要窄。
通过将透镜形状的正型光致抗蚀剂44用作掩模，利用干式蚀刻方法，透镜形状被图形转印至作为下层的透镜基材43(参照图13E)。由于正型光致抗蚀剂44在像素区域的侧边方向(w1)上的线宽度比在对角线方向(w2)上的线宽度要窄，在像素区域的侧边方向上彼此相邻的透镜基本上不具有间隙，但是在对角线方向上彼此相邻的透镜则具有间隙。
在根据该实施例的固态摄像装置1中，为了消除在对角线方向上彼此相邻的透镜之间的间隙，连续地进行蚀刻。如图13F所示，即使是在侧边方向上彼此相邻的透镜之间的间隙基本上消失之后也连续地进行蚀刻，从而使在对角线方向上彼此相邻的透镜之间的间隙基本上变为0。
当如上述所示形成微透镜16时，在微透镜16中，其在像素边界的各个侧边部处的厚度h4变得比在各个角部处的厚度h5大。即是说，各个微透镜16中顶面的高度变得相等，并且形成于像素区域各个角部的微透镜16的底面(相邻微透镜16彼此接触的地方)位于比形成于像素区域各个侧边部的微透镜16的底面低的位置(相对靠近滤色器15的位置)。
如上所述，根据与第一实施例相关的固态摄像装置1，第一遮光部17设置在像素区域的各个侧边部，比第一遮光部17薄的第二遮光部18设置在像素区域的各个角部，从而在使用除了微透镜16之外的透镜的情况下，可以减少被遮光膜反射的入射光，因此可以抑制固态摄像装置1的感光度的降低。此外，在不使第一遮光部17的膜厚度变小的情况下，第一遮光部17具有与滤色器15相同的膜厚度，从而可以减少入射光漏至相邻光电转换元件PD的混色。
在根据该实施例的固态摄像装置1中，从滤色器15的位于光电转换元件PD侧的面到微透镜16的角部的距离d3可比滤色器15的膜厚度d1短，从而可能形成具有相对小厚度的微透镜16。因此，可将固态摄像装置1做得更薄。
第一变化例
接着，将参照图14A和图14B描述第一实施例的第一变化例。
如图11A至图11E所示，将滤色器15的膜厚度做得跟第一遮光部17的膜厚度相等可能很困难。一般来说，使用光刻法形成滤色器15。将添加有着色剂(色素或染料)的感光树脂(所谓的光致抗蚀剂)作为滤色器15的材料。
在将含有感光树脂作为基础成分的光聚合负型光致抗蚀剂用作滤色器15的材料的情况下，可在滤色器15的固体含量中包含着色剂、分散树脂、单体、光聚合引发剂、添加剂等。
滤色器15的光谱特性在各个滤色器组件中有所不同，从而可通常使用相同的色素，但是色素的种类或者往固体含量中添加的色素的添加量在各种情况下都不同。
由于色素的种类及其添加量在各种情况下都不同，那么包含在滤色器15的固体含量中的分散树脂、单体、光聚合引发剂、添加剂等等的添加量或者其种类都可能不同。
通常使用紫外线(例如，i射线)对添加有色素的感光树脂进行图形化曝光。由于色素吸收紫外线，在对含有感光树脂作为基础成分的光聚合负型抗蚀剂进行图形化曝光的情况下，在曝光部分处的聚合反应不会有效地进行。
至于普通感光树脂，通过更多考虑其图形化特性来确定其材料组成，但是由于所添加的色素的影响，保证加入了色素的感光树脂的图形化特性是很难的。
此外，为了改善固态摄像装置1的特性，有必要使从微透镜16到像素部3的厚度变小。优选地使滤色器15的膜厚度变小。为了在保持光谱特性的同时使滤色器15的膜厚度变小，有必要将滤色器15中包含的色素的浓度变浓。
当滤色器15的色素的浓度变浓时，紫外线的吸收增加，因此保证图形化特性变得更加困难。
因此，在该变化例中，将描述不进行滤色器15的平坦化处理、并且将滤色器15的膜厚度做得比第一遮光部17的膜厚度更大的示例。
形成滤色器15的方法与图11A至图11D所示相似。然而，在绿色光致抗蚀剂41、蓝色光致抗蚀剂42以及红色光致抗蚀剂形成为彼此重叠的情况下，可进行平坦化处理，直至各个光致抗蚀剂不会彼此重叠的程度。
图14A和图14B是在不对滤色器15进行平坦化处理的情况下固态摄像装置1的横截面图。图14A是在像素区域的侧边方向上固态摄像装置1的横截面图，图14B是在对角线方向上固态摄像装置1的横截面图。
如图14A和图14B所示，即使当不对滤色器15进行平坦化处理时，也可以获得与第一实施例相同的效果。
第二变化例
接着，将参照图15A和图15B描述第一实施例的第二变化例。图15A是在侧边方向上根据该变化例的固态摄像装置的横截面图，图15B是在对角线方向上固态摄像装置的横截面图。
根据该变化例的固态摄像装置与第一实施例的不同之处在于，在遮光膜和滤色器15之间设有比滤色器15具有更低折射率的膜59。例如，可将氧化硅膜(SiO)、碳氧化硅膜(SiOC)、丙烯树脂等等作为膜59的材料。
在第一遮光部17和第二遮光部18形成之后形成膜59。例如，在膜59由氧化硅膜、碳氧化硅膜等等构成的情况下，可使用等离子体CVD法形成膜59，在膜59由丙烯树脂等等构成的情况下，使用涂覆方法形成膜59。
此外，图16A和图16B示出了第二变化例的另一示例。可通过层叠多个膜来形成膜59。在图16A和图16B中，将其中层叠有两层的膜用作膜59，这两层包括由丙烯树脂构成的膜591和由氧化硅膜(SiO)、碳氧化硅膜(SiOC)等等构成的膜592。
而且，图17A和图17B示出了第二变化例的又一示例。在图17A和图17B中，膜592设置在第一遮光部17和第二遮光部18中的每一个的第一端面上，该配置与图16A和图16B所示的固态摄像装置的配置不同。如图17A和图17B所示，膜592设置在第一遮光部17和第二遮光部18中的每一个的第一端面上，可以在保持滤色器15的期望膜厚度的同时实现该固态摄像装置高度的降低。
如上所述，在形成遮光膜之后，形成比滤色器15具有更低折射率的膜59以形成滤色器15，入射光变得容易被膜59全部反射，从而可提高该固态摄像装置的聚光速率。此外，可改善滤色器15与绝缘膜之间的粘附性。
第二实施例
下面将参照图18至图20描述根据本发明的第二实施例的固态摄像装置100。根据该实施例的固态摄像装置100除了滤色器之外与根据第一实施例的固态摄像装置1具有相同的配置，并可以第一实施例中相同的制造方法进行制造，所以将类似的附图标记给予具有基本上相同功能的类似部件，并将省略对其的赘述。
在根据该实施例的固态摄像装置100的滤色器50中，第二和第三滤色器组件被第一滤色器组件包围，且第一滤色器组件具有形成于像素区域各个角部的孔。
图18是滤色器50的平面图。图18中的虚线代表各个像素区域的边界。滤色器50包括其中形成有孔51的绿色滤色器组件2G、蓝色滤色器组件2B以及红色滤色器组件2R。
滤色器50形成于蓝色滤色器组件2B和红色滤色器组件2R被绿色滤色器组件2G包围的图形中。即是说，绿色滤色器组件2G、蓝色滤色器组件2B以及红色滤色器组件2R形成为各自具有基本上为方形的形状。在这些滤色器组件之间，作为一个整体，绿色滤色器组件2G的四个相邻角部52彼此接触，从而使绿色滤色器组件2G连续地整体形成。因此，蓝色滤色器组件2B和红色滤色器组件2R分别具有比绿色滤色器组件2G窄的面积，并且就单位滤色器组件方面而言，分别独立地形成为被绿色滤色器组件2G包围。
绿色滤色器组件2G的四个角部52形成于像素区域的角部。绿色滤色器组件2G的四个角部52分别具有孔51。
可使用材料固体成分中不包含光敏成分的材料作为形成各个滤色器组件2R、2G以及2B的材料。滤色器组件材料可由包括色素分散剂、粘结树脂、单体、光聚合引发剂以及溶剂的光固化材料构成。此外，滤色器组件材料可由包括色素分散剂、粘结树脂、热固剂以及溶剂的热固性型材料构成。
可使用例如丙烯树脂、酚醛清漆树脂、聚苯乙烯树脂、或者这些树脂的共聚树脂作为粘结树脂。可使用例如三聚氰胺硬化剂、尿素硬化剂、环氧硬化剂等等作为热固剂。可使用例如乳酸乙酯和二甲基甲酰胺作为溶剂。
接着，将参照图19A至图20描述根据该实施例的固态摄像装置100的制造方法。此外，除了制造滤色器50的方法之外，根据该实施例的固态摄像装置100的制造方法与第一实施例相同。图19A至图19F中的(a)是沿图18中线a-a′获得的滤色器50的横截面图。图19A至图19F中的(b)是沿图18中线b-b′获得的滤色器50的横截面图。图19A至图19F中的(c)是沿图18中线c-a′获得的滤色器50的横截面图。图19A至图19F中的(d)是沿图18中线c-c′获得的滤色器50的横截面图。
首先，如图19A所示，蓝色滤色器组件2B形成于基板11上。将添加有多种色素以具有蓝色滤色器组件2B的光谱特性的光聚合负型光致抗蚀剂(蓝色光致抗蚀剂)涂覆到基板11上。接着，使用光刻法将蓝色光致抗蚀剂图形化，以将蓝色滤色器组件2B按照图18排列。蓝色光致抗蚀剂的各个图形边缘形成于第一遮光部17和第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面上。即是说，蓝色光致抗蚀剂部分地与第一遮光部17和第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面接触。
如图19B所示，红色滤色器组件2R形成于基板11上。将添加有多种色素以具有红色滤色器组件2R的光谱特性的光聚合负型光致抗蚀剂(红色光致抗蚀剂)涂覆到基板11上。接着，使用光刻法将红色光致抗蚀剂图形化，以将红色滤色器组件2R按照图18排列。红色光致抗蚀剂的各个图形边缘形成于第一遮光部17和第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面上。即是说，红色光致抗蚀剂部分地与第一遮光部17和第二遮光部18的位于微透镜16侧的端面接触。此外，形成红色滤色器组件2R和蓝色滤色器组件2B的次序可彼此交换。即是说，可在形成红色滤色器组件2R之后形成蓝色滤色器组件2B。
如图19C所示，在形成蓝色滤色器组件2B和红色滤色器组件2R之后形成无机膜53，可使用例如氧化硅膜、氮氧化硅膜等等作为无机膜53。此外，虽然未图示，在将氮氧化硅膜最用作无机膜53的情况下，通过调节膜形成条件，可以调节无机膜53使其与微透镜16具有相同的折射率。因此，无机膜53中的界面反射降低，因此可改善固态摄像装置100的聚光特性。
如图19D所示，将绿色滤色器组件2G形成于无机膜53上。此处，绿色滤色器组件2G是使用光刻法通过将绿色光致抗蚀剂图形化而形成的。
接着，如图19E所示，孔51形成于绿色滤色器组件2G中。孔51是通过使用具有遮光部54的掩模55而形成的，如图20所示，遮光部54在四个角部52(即像素区域的角部)具有宽度w。孔51是由光刻法使用掩模55通过形成图形而形成的。由于绿色光致抗蚀剂是光聚合负型光致抗蚀剂，孔51是通过使用掩模55在像素区域的角部(四个角部52)通过形成图形而形成的。此外，由于在掩模55的开口区域(曝光的光穿过的区域)处将除了孔51之外的区域曝光，所以光聚合反应充分进行。因此，绿色光致抗蚀剂被固化，并因此将绿色滤色器组件2G形成于无机膜53上。
形成于绿色滤色器组件2G中的孔51的尺寸(直径或深度)通过调节遮光部54的宽度w或曝光量来确定。图19E图示了一个示例，其中，孔51形成于第二遮光部18的上部，但孔51可由第二遮光部18上剩余的绿色滤色器组件2G构成(未图示)。在这种情况下，在所形成的孔51中，绿色滤色器组件2G的横截面为凹进形状。
如图19F所示，使用化学机械抛光(CMP)或干式蚀刻法对绿色、蓝色以及红色光致抗蚀剂进行平坦化处理。进行该平坦化处理，直到滤色器15与第一遮光部17具有相同的膜厚度。在使用CMP对各个光致抗蚀剂进行平坦化的情况下，第一遮光部17的位于微透镜16侧的端面用作抛光阻止物。
如述，根据该实施例的固态摄像装置100能够获得与根据第一实施例的固态摄像装置1相同的效果，并且绿色滤色器组件2G各自的四个角部52彼此接触，从而将绿色滤色器组件2G连续地整体形成。因此，滤色器50几乎不会脱落。而且，孔51形成于第二遮光部18之上，从而可以使固态摄像装置100与图6所示示例一样薄。此外，无机膜53覆盖了第一遮光部17和第二遮光部18，从而使第一遮光部17和第二遮光部18表面上的反射降低，因此可实现固态摄像装置100的闪光的减少。
此外，使用硬掩模可将蓝色滤色器组件2B和红色滤色器组件2R形成为自动与绿色滤色器组件2G对齐。
第三实施例
接着，将参照图21A至图23描述根据第三实施例的固态摄像装置200。除了一部分遮光膜掩埋在基板11中之外，根据该实施例的固态摄像装置200具有与根据第一实施例的固态摄像装置1相同的配置，并可由与第一实施例相同的制造方法制造，所以类似的附图标记赋予具有基本上相同功能的类似部件，并将省略对其的赘述。
图21A是根据第三实施例的固态摄像装置200在侧边方向上的横截面图，图21B是固态摄像装置200在对角线方向上的横截面图。
如图21A和图21B所示，固态摄像装置200包括设置在像素2和滤色器15之间且其中形成有沟槽部62的基板63、和形成于基板63的后表面上的膜60。
基板63具有形成于基板63的后表面侧以具有期望深度的沟槽部62。该沟槽部62形成于基板63的像素区域的各个角部，以具有相似于第二遮光部18的十字形状。
第二遮光部61形成于沟槽部62内部。第二遮光部61的位于微透镜侧的端面(第一端面)配置为与基板63齐平。第二遮光部61的厚度d2可以等于、或大于或小于第一遮光部17的厚度d1。第二遮光部61的材料与第一遮光部17的材料相同。
由于第二遮光部61的位于微透镜侧的端面配置为与基板63齐平，从像素2到第二遮光部61的位于微透镜侧的端面的距离变得与基板63的厚度相同。另一方面，第一遮光部17形成于基板63上，从而使从像素2到第一遮光部17的位于微透镜侧的端面的距离便是基板63的厚度和第一遮光部17的厚度之总和。因此，从像素2到第一遮光部17的最接近微透镜16的面(第一端面)的距离比到第二遮光部18的最接近微透镜16的面(第一端面)的距离要长。
此外，虽然未图示，与第一实施例相似，可在第二遮光部61和膜60之间设置阻障金属。
例如，可将氧化硅膜(SiO)、碳氧化硅膜(SiOC)、丙烯树脂等等作为膜60的材料的例子，可通过等离子体CVD法或涂覆法形成膜60。
接着，将参照图22A至图22F描述根据该实施例的固态摄像装置200的制造方法。图22A至图22F中的(a)是固态摄像装置200在侧边方向上的横截面图，图22A至图22F中的(b)是固态摄像装置200在对角线方向上的横截面图。
如图22A所示，光致抗蚀剂56形成于像素2之上的基板63的后表面上，进行曝光和显影处理，以在形成有隔离区域24的第二遮光部61的区域处形成开口部。
如图22B所示，将图形化为期望形状的光致抗蚀剂用作掩模来进行干式蚀刻，从而形成从基板63的后表面延伸到期望深度的沟槽部62。沟槽部62的深度d2能够遮蔽从基板63的位于感光表面侧的后表面侧入射的倾斜入射光。在该实施例中，形成从基板63的后侧具有例如为500到1000nm的深度的沟槽部62。
接着，例如使用等离子体CVD法或涂覆法将膜60形成于基板63的后表面上(参照图22C)。形成膜60之后，将遮光膜31形成于膜60上(参照图22D)。
将图23所示的光致抗蚀剂64形成于遮光膜31上(参照图22E)。图23中的虚线代表像素区域的边界。如图23所示，光致抗蚀剂64具有与第一遮光部17相似的四边形形状且形成于像素区域的各个侧边部。
将光致抗蚀剂64用作掩模，对作为下层的遮光膜进行干式蚀刻。此处，遮光膜被干式蚀刻为与第一遮光部17的厚度d1具有相同的深度，从而使得基板63的位于像素区域内侧的表面曝光。
如图22F所示，干式蚀刻之后去除光致抗蚀剂，从而形成第一遮光部17和第二遮光部61。
如上所述，根据该实施例的固态摄像装置200可获得与第一实施例相同的效果，并且第二遮光部61掩埋在基板63中，从而使第二遮光部61的厚度可大于图2A和图2B所示固态摄像装置1的第二遮光部18的厚度。因此，可以提高降低入射光漏入相邻光电转换元件PD的混色的效果。
此外，与该实施例有关的第二遮光部61形成为使得其微透镜侧端面与基板63的后表面齐平，但是如图24B所示，该端面可配置为从该后表面突出。此外，如图24A所示，第一遮光部17的一部分可形成为掩埋在基板63中。此外，遮光膜可掩埋在像素2的隔离区域24中，而不是将基板63设置在像素2上并形成遮光膜。
在这种情况下，第一遮光部17和第二遮光部61各自设置在沟槽部62内部的部分(图24A和图24B中的A)以及其未设置在沟槽部62内部的部分(图24A和图24B中的B)都可包含在各种情况下不同的黑色色素。例如，设置在沟槽部62中的部分A可由导电材料构成，设置在沟槽部62外的部分B可由分散有黑色着色剂的有机材料构成。
在遮光膜掩埋在像素2的隔离区域24中的情况下，从像素2到第一遮光部17和第二遮光部61的最接近微透镜16的各个面(第一端面)的距离便是图24A和图24B中部分B的厚度，并且与第二遮光部61相比，第一遮光部17中的距离更长。
在该实施例中，沟槽部62设置在基板63的隔离区域24处，但是，例如，当在像素2的表面和滤色器15之间设置硅层的情况下，该沟槽部可设置在该硅层中。形成有沟槽部62的硅区域统称为硅层。沟槽部62形成为从硅层的与滤色器15接触的表面侧具有期望的深度。
在该实施例中，描述了一个示例，其中，图2A和图2B中所示固态摄像装置1的第二遮光部18掩埋在基板11中，但是图14A和图14B中所示固态摄像装置100的第二遮光部18可掩埋在基板11中。
第四实施例
随后，将参照图25至图26D描述根据本发明第四实施例的固态摄像装置300。固态摄像装置300是对根据第一实施例的固态摄像装置1执行瞳孔校正的装置。其他的与固态摄像装置1相同，所以具有基本上相同功能的类似部件赋予类似的附图标记，并将省略对其的赘述。
垂直入射光大量入射至固态摄像装置300的基板11的中心像素，倾斜入射光大量入射至周边像素。如图5D所示，当像素2、滤色器15以及微透镜呈直线排列时，针对倾斜入射光的感光度降低。
因此，在根据该实施例的固态摄像装置300中，如图25所示，使用于排列滤色器15的间距比用于排列微透镜16的间距P2小。图25是从微透镜侧来看固态摄像装置300的平面图。虽然未图示，用于排列像素2的间距与滤色器15的间距相等。
图26A和图26B是基板11的周边像素(图25中的XXVI)的横截面图。图26A是周边像素在侧边方向上的横截面图，图26B是周边像素在对角线方向上的横截面图。此外，中心像素的横截面图与图5A和图5B所示的相同，因而将省略对其的描述。
图26C和图26D图示了在使图26A和图26B所示第二遮光部18的膜厚度d2等于第一遮光部17的膜厚度d1的情况下的固态摄像装置。即是说，对图5C和图5D所示固态摄像装置执行瞳孔校正。
如图26A和图26B所示，微透镜16的中心c2布置为朝着基板11的中心方向相对于滤色器15的中心c1偏离。
如图26D所示，在使第二遮光部18的膜厚度d2等于第一遮光部17的膜厚度d1的情况下，即使当执行瞳孔校正时，所有倾斜入射光L1和倾斜入射光L2被遮蔽。这样，当使第二遮光部18的膜厚度等于滤色器15的膜厚度时，很难获得瞳孔校正效果。
另一方面，如图26B所示，当使第二遮光部18的膜厚度d2小于第一遮光部17的膜厚度d1时，所有倾斜入射光L1和倾斜入射光L2入射至滤色器15。此外，在像素中心被遮蔽的倾斜入射光L2(参照图5B)入射至在周边像素处的滤色器15而没有被遮蔽。
如上所述，根据该实施例的固态摄像装置300可获得与第一实施例相同的效果，并且通过执行瞳孔校正，进一步减少了设置在基板周边部的像素中的阴影，从而可提高尤其是在周边像素处的固态摄像装置300的感光度。
在该实施例中，由于执行了瞳孔校正，微透镜16和滤色器15的中心彼此偏离，这些可由于制造差异而偏离。而且，由于用于制造半导体的设备(比如干式蚀刻设备或曝光设备)的制造差异，第一遮光部17和第二遮光部18的线宽度或形成位置可有偏离。当第一遮光部17和第二遮光部18的线宽度或形成位置偏离时，遮光膜和微透镜16之间的相对位置关系改变，因此可改变噪声生成的量或可降低感光度。
然而，如该实施例所示，使第二遮光部18的膜厚度d2小于第一遮光部17的膜厚度，从而如图26B所示，由第二遮光部18遮蔽的入射光减少，因此可改善固态摄像装置300的特性。
此外，在该实施例中，描述了对根据第一实施例的固态摄像装置1执行瞳孔校正的情况，但是，即使当对根据第一和第二变化例、以及第二和第三实施例的固态摄像装置执行相同瞳孔校正时，可获得相同的效果。
第五实施例
接着，在本发明的第五实施例中，将参照图27描述固态摄像装置1的应用示例。图27是将固态摄像装置1应用到电子设备400的示例。可将例如数码相机、移动电话等等的摄像头、扫描仪、监控摄像头等等作为电子设备400的例子，但是此处描述电子设备400为数码相机的情况。
根据本实施例的电子设备400包括固态摄像装置1、光学透镜210、快门装置211、驱动电路212以及信号处理电路213。
光学透镜210将来自物体的图像光(入射光)聚光至固态摄像装置1的摄像平面。因此，信号电荷在固态摄像装置1中被存储预定的时间段。
快门装置211针对固态摄像装置1控制光照射时常和光遮蔽时常。驱动电路212提供驱动信号以控制固态摄像装置1的传输操作和快门装置211的快门操作。
固态摄像装置1基于该驱动信号输出存储在光电转换元件PD中的信号电荷。
信号处理电路213执行多种信号处理。信号处理电路213对从固态摄像装置1输出的电信号执行信号处理以生成视频信号，并将该视频信号输出至存储介质，比如输出至存储器(未图示)、监视器等等(未图示)。
如上所述，在根据该实施例的电子设备400中，安装有根据第一实施例的固态摄像装置1，从而可提高感光度，因此可提高视频信号的质量。
此处，描述了将根据第一实施例的固态摄像装置1安装在电子设备400中的示例，但是根据第一和第二变化例、以及第二至第四实施例的固态摄像装置也可安装在电子设备400中。
此外，在上述各个实施例中，将CMOS型的后表面照射型固态摄像装置描述为固态摄像装置的示例，但是不言而喻，本发明适用于CCD型固态摄像装置或前表面照射型固态摄像装置。
最后，对各个实施例的描述仅是本发明的示例，本发明不限于上述实施例。即使当偏离上述各个实施例时，在不脱离本发明的范围的前提下，可通过设计等等获得多种变化例。

Claims (19)

1.一种固态摄像装置，其包括：
多个像素区域，各个所述像素区域包括：
像素，其具有将入射光转换为电信号的光电转换单元，
滤色器，其与所述像素对应形成，
微透镜，其将所述入射光经由所述滤色器聚光至所述光电转换单元；
第一遮光部，其具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，并且所述第一遮光部形成于所述多个像素区域中的各个像素区域的各个侧边部；以及
第二遮光部，其具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，并且所述第二遮光部形成于所述像素区域的各个角部，从所述像素的表面到所述第二遮光部的第一端面的距离比到所述第一遮光部的第一端面的距离短。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述第一遮光部的厚度大于所述第二遮光部的厚度，以及
所述第一遮光部、第二遮光部以及所述滤色器彼此形成于同一平面中。
3.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其还包括：
具有沟槽部的硅层，所述沟槽部形成为从所述硅层的与所述滤色器接触的表面侧具有期望的深度，
其中，所述第二遮光部的至少一部分设置在所述沟槽部中。
4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，
各个所述第一遮光部的至少一部分设置在所述沟槽部中，以及
所述第一遮光部的未设置在所述沟槽部中的部分的厚度大于所述第二遮光部的未设置在所述沟槽部中的部分的厚度。
5.根据权利要求4所述的固态摄像装置，其中，
所述第一遮光部和第二遮光部中的至少一个的设置在所述沟槽部中的部分和所述第一遮光部和第二遮光部中的至少一个的未设置在所述沟槽部中的部分由彼此不同的材料制成。
6.根据权利要求2所述的固态摄像装置，其中，
所述第一遮光部具有突出部和形成于所述突出部表面上的遮光层，并且
所述第二遮光部与所述遮光层具有相同的厚度。
7.根据权利要求2或4所述的固态摄像装置，其中，所述滤色器的厚度大于所述第一遮光部的厚度。
8.根据权利要求1～6之一所述的固态摄像装置，其中，
所述滤色器包括第一滤色器组件、第二滤色器组件以及第三滤色器组件，以及
所述第二滤色器组件和第三滤色器组件被所述第一滤色器组件包围，所述第一滤色器组件具有形成于其角部的孔。
9.根据权利要求1～6之一所述的固态摄像装置，其中，
所述微透镜在所述像素区域的侧边部的厚度大于在所述像素区域的角部的厚度。
10.根据权利要求1～6之一所述的固态摄像装置，其中，
所述像素部、所述滤色器以及所述微透镜形成于基板上，
设置在所述基板的周边部的所述微透镜的中心布置为在所述基板的中心方向上相对于对应滤色器和像素的中心偏离。
11.一种制造固态摄像装置的方法，其包括：
形成像素，所述像素具有将入射光转换为电信号的光电转换单元；
形成滤色器，所述滤色器与各个所述像素对应地形成；
形成微透镜，所述微透镜将入射光经由所述滤色器聚光至所述光电转换单元；以及
形成第一遮光部和第二遮光部，所述第一遮光部形成于包括所述像素、所述滤色器以及所述微透镜的像素区域的各个侧边部并且具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面，所述第二遮光部具有位于所述微透镜侧的第一端面和与所述第一端面相反的第二端面并且形成于所述像素区域的各个角部，从所述像素的表面到所述第二遮光部的第一端面的距离比到所述第一遮光部的第一端面的距离短。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述第一遮光部和所述第二遮光部包括：
在所述像素或布置在所述像素和所述滤色器之间的层的滤色器侧的表面上形成遮光膜，
在所述遮光膜中的所述像素区域的各个角部形成深度浅于所述遮光膜的厚度的开口部，以及
在位于所述像素区域的各个侧边部的所述遮光膜上形成宽度宽于所述第一遮光部的宽度的抗蚀剂，在位于所述像素区域的各个角部的所述遮光膜上形成宽度窄于所述开口部的宽度的抗蚀剂，并使用所述抗蚀剂作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻，以形成所述第一遮光部和所述第二遮光部。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述第一遮光部和所述第二遮光部包括：
在所述像素或布置在所述像素和所述滤色器之间的硅层的滤色器侧的表面上形成遮光膜，
在位于各个像素边界内侧的所述遮光膜中形成深度等于所述遮光膜的厚度的开口部，以及
在所述像素区域的内侧和各个侧边部形成抗蚀剂，并且使用所述抗蚀剂作为掩模，将所述遮光膜蚀刻至小于所述遮光膜厚度的厚度，以形成所述第一遮光部和所述第二遮光部。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述第一遮光部和所述第二遮光部包括：
在所述像素或布置在所述像素和所述滤色器之间的硅层的滤色器侧的表面上形成遮光膜，
在所述遮光膜上形成在所述像素区域的各个侧边部具有第一透射率的抗蚀剂、在所述像素区域的各个角部具有第二透射率的抗蚀剂、以及在所述像素区域的内侧具有第三透射率的抗蚀剂，并使用所述抗蚀剂作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻，以形成所述第一遮光部和所述第二遮光部。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述第一遮光部和所述第二遮光部包括：
在所述像素区域的各个侧边部处，并在所述像素或布置在所述像素和所述滤色器之间的硅层的滤色器侧的表面上形成突出部，
在所述像素或所述硅层、以及所述突出部上形成所述遮光膜，以及
去除位于所述像素区域内侧的所述遮光膜。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述第一遮光部和所述第二遮光部包括：
在所述像素或布置在所述像素和所述滤色器之间的硅层的滤色器侧的表面中形成沟槽部，
在所述像素或所述硅层的滤色器侧的表面上、以及所述沟槽部的表面上形成遮光膜，以及
使用形成于所述像素区域的各个角部和所述像素区域的内侧的抗蚀剂作为掩模对所述遮光膜进行蚀刻，以形成所述第一遮光部和所述第二遮光部。
17.根据权利要求11～16之一所述的方法，其中，形成滤色器包括：所述滤色器形成为其厚度大于所述第一遮光部的厚度。
18.根据权利要求11～16之一所述的方法，其中，
进行所述滤色器的形成步骤以形成所述滤色器，以便包围第一滤色器组件、第二滤色器组件以及第三滤色器组件中的每一个的周边，以及
其中，形成所述滤色器包括：
在形成于所述像素或布置在所述滤色器和所述像素之间的硅层上的掩模的开口部中，形成所述第一滤色器组件、所述第二滤色器组件以及所述第三滤色器组件中的任何一个，
在通过去除所述掩模而形成的开口部中形成余下的滤色器组件，以及
在所述第一滤色器组件中的所述像素区域的角部形成孔。
19.一种电子设备，其包括：
如权利要求1～10之一所述的固态摄像装置；
光学透镜，其用于将入射光导入光电转换单元；以及
信号处理电路，其用于处理电信号。
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