JP4877215B2

JP4877215B2 - Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same

Info

Publication number: JP4877215B2
Application number: JP2007316988A
Authority: JP
Inventors: 博之松井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP2009141192A

Description

本発明は、固体撮像素子と撮像装置に係り、特に複数の受光部と微小な開口部を配した遮光層を備える固体撮像素子と、この固体撮像素子を使用した撮像装置に関する。 The present invention relates to a solid-state image pickup device and an image pickup apparatus, and more particularly to a solid-state image pickup device including a light shielding layer provided with a plurality of light receiving portions and minute openings, and an image pickup device using the solid-state image pickup device.

近年、静止画像、動画像を撮像するデジタルカメラ、ビデオカメラが様々な分野で普及してきている。これらのカメラには、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子が用いられているが、半導体技術の進歩とともに、固体撮像素子の画素の微細化が一段と進み、カメラ自体の小型化も進んできている。このような固体撮像素子には、受光部に入射する光量を増し、感度を向上させるためのマイクロレンズが各画素の受光部に対応して設けられている。
ここで、固体撮像素子には有効撮像領域周辺で感度が低下するシェーディングという現象がある。このシェーディングは、図１９に示されるように、カメラレンズから入射する光が、有効撮像領域中心ではほぼ垂直に入射するのに対し、有効撮像領域周辺に向うにつれて入射角度が大きくなり、有効撮像領域周辺での受光部５１に対する入射光量の低下が起こることにより生じる現象である。 In recent years, digital cameras and video cameras that capture still images and moving images have become widespread in various fields. These cameras use solid-state image sensors such as CCDs and CMOSs. However, with the advancement of semiconductor technology, the pixels of the solid-state image sensors have been further miniaturized, and the cameras themselves have been downsized. In such a solid-state imaging device, a microlens for increasing the amount of light incident on the light receiving portion and improving the sensitivity is provided corresponding to the light receiving portion of each pixel.
Here, the solid-state imaging device has a phenomenon called shading in which the sensitivity decreases around the effective imaging region. In this shading, as shown in FIG. 19, the light incident from the camera lens is incident substantially perpendicularly at the center of the effective imaging region, whereas the incident angle increases toward the periphery of the effective imaging region, and the effective imaging region This is a phenomenon caused by a decrease in the amount of incident light on the light receiving unit 51 at the periphery.

従来、シェーディングを防止するために、カメラレンズからの主光線入射角度を考慮して、有効撮像領域の中心ではマイクロレンズ５２を受光部５１の位置に配列し、有効撮像領域の周辺部では、受光部５１の位置とずらしてマイクロレンズ５２を配列することが行われている（図２０参照）。例えば、有効撮像領域の中心から周辺部へ向って微小スケーリングをかけてマイクロレンズを配列することにより、受光部の配列ピッチに対してマイクロレンズの配列ピッチをわずかに小さく設定することが行われている（特許文献１）。これにより、有効撮像領域中心では、受光部とマイクロレンズの位置にズレはないが、周辺に向うにつれて、対応する受光部位置に対しマイクロレンズの位置が徐々に有効撮像領域中心方向へずれたものとなる。また、画素毎に設けられている遮光層５３（図１９、図２０にて斜線を付して示す部材）の開口部の大きさを、有効撮像領域の中心から周辺部へ向って大きくすることによりシェーディングを補正することが提案されている（特許文献２）。ここでは、開口部の大きさを変化させることは提案されているが、大きさを変化させるための具体的手段の記述はない。また、マイクロレンズの大きさを有効撮像領域の中心から周辺部へ向って大きくし、かつ、受光部に対するマイクロレンズの位置を、有効撮像領域の中心から周辺部へ向うにつれて、有効撮像領域の中心寄りにずらすことが提案されている（特許文献３）。
特開平６−１４０６０９号公報特開平６−１４０６１２号公報特開２０００−３４９２６８号公報 Conventionally, in order to prevent shading, in consideration of the chief ray incident angle from the camera lens, the microlens 52 is arranged at the position of the light receiving unit 51 at the center of the effective imaging region, and light is received at the periphery of the effective imaging region. The micro lenses 52 are arranged so as to be shifted from the positions of the portions 51 (see FIG. 20). For example, the arrangement pitch of the microlenses is set slightly smaller than the arrangement pitch of the light receiving portions by arranging the microlenses by performing microscaling from the center of the effective imaging region toward the peripheral portion. (Patent Document 1). As a result, there is no deviation between the position of the light receiving unit and the microlens at the center of the effective imaging area, but the position of the microlens gradually shifts toward the center of the effective imaging area with respect to the corresponding position of the light receiving unit as it moves toward the periphery. It becomes. Further, the size of the opening of the light shielding layer 53 (a member shown by hatching in FIGS. 19 and 20) provided for each pixel is increased from the center of the effective imaging region toward the periphery. It is proposed that the shading is corrected by (Patent Document 2). Here, it has been proposed to change the size of the opening, but there is no description of specific means for changing the size. Further, as the size of the microlens increases from the center of the effective imaging area toward the periphery, and the position of the microlens with respect to the light receiving unit moves from the center of the effective imaging area toward the periphery, the center of the effective imaging area It has been proposed to shift it closer (Patent Document 3).
JP-A-6-140609 Japanese Patent Laid-Open No. 6-14612 JP 2000-349268 A

デジタルカメラ、ビデオカメラ等の小型化が進むに伴い、カメラレンズ光学系も小型化、薄型化が進み、カメラレンズが固体撮像素子に接近して配設されるため、固体撮像素子の有効撮像領域周辺部では、カメラレンズより入射する主光線の入射角度はますます大きくなり、シェーディング補正をよりいっそう緻密に行うことが求められている。
ここで、画素数２５９２個×１９４４個（約５００万画素）、画素寸法２μｍの撮像素子を例として、特許文献２に開示されているように、遮光層の開口部の大きさを有効撮像領域の中心から周辺部へ向って大きくする方法を検討する。撮像素子に、その有効撮像領域の中心と最外周との間に非線形の感度差があり、これに対応するために、画素毎に設けられている遮光層の開口部の大きさを連続的に変化させるように個々の開口寸法を設計すると、１００万以上の開口寸法の設計が必要である。また、２μｍの画素サイズに対応して、例えば、図２１に示すような非線形の感度差（最大４０％）を遮光層の開口部の開口面積に置き換えて連続的に開口寸法を個々に変える場合、開口部（正方形）の最大寸法（一辺）を２μｍとすると、最小寸法（一辺）は１．５５μｍとなる。このサイズの差０．４５μｍを１２９６画素に亘って分配すると、隣接する画素間での開口部の開口寸法差は平均０．３４７２ｎｍとなる。これは５倍体フォトマスク上で１．７３６ｎｍとなり、フォトマスク描画時のグリッドが５ｎｍの場合、グリッドに適合せず、設計寸法を忠実にフォトマスク上に再現することが困難である。また、最小グリッド１ｎｍでマスク描画データを作成した場合、データ量が膨大となり、マスク描画時間の長時間化、マスク製造コストの増大を来たし好ましくない。 As miniaturization of digital cameras, video cameras, etc. progresses, the camera lens optical system also becomes smaller and thinner, and the camera lens is arranged close to the solid-state image sensor, so the effective imaging area of the solid-state image sensor In the peripheral area, the incident angle of the chief ray incident from the camera lens becomes larger and more precise shading correction is required.
Here, as disclosed in Patent Document 2, the size of the opening of the light shielding layer is set as an effective imaging region, taking as an example an imaging device having 2592 pixels × 1944 pixels (about 5 million pixels) and a pixel size of 2 μm. Consider how to increase from the center to the periphery. There is a non-linear sensitivity difference between the center of the effective imaging area and the outermost periphery of the image sensor. To cope with this, the size of the opening of the light shielding layer provided for each pixel is continuously set. Designing individual aperture dimensions to vary requires the design of aperture sizes of over one million. Further, in response to a pixel size of 2 μm, for example, when the non-linear sensitivity difference (up to 40%) as shown in FIG. 21 is replaced with the opening area of the opening of the light shielding layer, the opening dimensions are changed individually. If the maximum dimension (one side) of the opening (square) is 2 μm, the minimum dimension (one side) is 1.55 μm. When this size difference of 0.45 μm is distributed over 1296 pixels, the opening size difference between the adjacent pixels becomes 0.3472 nm on average. This is 1.736 nm on the pentloid photomask, and when the grid at the time of drawing the photomask is 5 nm, it does not conform to the grid and it is difficult to faithfully reproduce the design dimensions on the photomask. Further, when mask drawing data is created with a minimum grid of 1 nm, the amount of data becomes enormous, resulting in a long mask drawing time and an increased mask manufacturing cost.

一方、遮光層の開口部の開口面積を段階的に変化させてシェーディング補正を行うこともできる。この場合、例えば、シェーディング補正のために、図２２に示すような遮光層の開口率変化が必要であるとする。このような遮光層の開口率変化を得るためには、図２３に示すように、有効撮像領域を複数に分割した部分領域を設定し、これらの部分領域間で段階的に開口面積を変化させることになる。尚、図２３の鎖線は、図２２で示した遮光層の開口率を示す。しかし、部分領域間には、異なる開口面積の開口部が存在する境界線（集光効率が段階的に変化する部位）が必ず発生し、このような境界線上には微妙に感度の異なる受光部の隣接する部分が連続し、これが線状の感度ムラとなり製品品質を大きく損なうという問題がある。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、シェーディングを防止した固体撮像素子と、このような固体撮像素子を使用した撮像装置を提供することを目的とする。 On the other hand, shading correction can also be performed by changing the opening area of the opening of the light shielding layer stepwise. In this case, for example, it is assumed that a change in the aperture ratio of the light shielding layer as shown in FIG. 22 is necessary for shading correction. In order to obtain such a change in the aperture ratio of the light shielding layer, as shown in FIG. 23, partial areas obtained by dividing the effective imaging area into a plurality of areas are set, and the aperture area is gradually changed between these partial areas. It will be. 23 indicates the aperture ratio of the light shielding layer shown in FIG. However, a boundary line (a part where the light collection efficiency changes stepwise) always exists between the partial areas, and the light receiving parts having slightly different sensitivities are formed on the boundary line. There is a problem in that adjacent portions are continuous, which causes linear sensitivity unevenness and greatly impairs product quality.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that prevents shading and an imaging apparatus that uses such a solid-state imaging device.

このような目的を達成するために、本発明の固体撮像素子は、所定のピッチで２次元配置された複数の受光部と、個々の前記受光部に対応させて配置された複数の開口部を有する遮光層とを少なくとも備えている固体撮像素子において、遮光層を構成する開口部は、開口面積が異なる２種以上の矩形の開口部からなり、開口面積が異なる開口部間の一辺の寸法差は０．２ｎｍ以上であり、有効撮像領域は中心から周辺に向って複数の部分領域に分割され、個々の部分領域内の遮光層は開口面積が同じ開口部を有し、開口部の開口面積が異なる部分領域が隣接する境界部には、隣接する部分領域における各々の開口面積の開口部を混在させて有する遮光層を備えた中間帯状部が存在するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記中間帯状部での開口面積が異なる開口部の混在比率は１：０〜０：１の範囲内で連続的に変化するような構成とした。 In order to achieve such an object, a solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of light receiving portions that are two-dimensionally arranged at a predetermined pitch and a plurality of openings that are arranged corresponding to the light receiving portions. In a solid-state imaging device including at least a light-shielding layer, the opening constituting the light-shielding layer is composed of two or more types of rectangular openings having different opening areas, and a dimensional difference between one side between openings having different opening areas. Is 0.2 nm or more, the effective imaging region is divided into a plurality of partial regions from the center toward the periphery, the light-shielding layer in each partial region has an opening having the same opening area, and the opening area of the opening In the boundary portion where the partial regions having different sizes are adjacent to each other, there is an intermediate band-shaped portion including a light shielding layer having a mixture of openings having respective opening areas in the adjacent partial regions.
As another aspect of the present invention, the mixture ratio of the openings having different opening areas in the intermediate band-like portion is continuously changed within a range of 1: 0 to 0: 1.

また、本発明の固体撮像素子は、所定のピッチで２次元配置された複数の受光部と、個々の前記受光部に対応させて配置された複数の開口部を有する遮光層とを少なくとも備えている固体撮像素子において、遮光層を構成する開口部は、開口面積が異なる２種以上の矩形の開口部からなり、開口面積が異なる開口部間の一辺の寸法差は０．２ｎｍ以上であり、有効撮像領域は中心から周辺に向って複数の部分領域に分割され、該複数の部分領域には、開口面積の異なる開口部を混在させて有する遮光層を備えた部分領域が存在するような構成とした。
本発明の他の態様として、部分領域内での開口面積の異なる開口部の混在比率は、該部分領域内において有効撮像領域の中心から周辺に向う方向に沿って変化しているような構成とした。
本発明の他の態様として、部分領域内での開口面積の異なる開口部の混在比率は、該部分領域内においてほぼ均一であるような構成とした。 In addition, the solid-state imaging device of the present invention includes at least a plurality of light receiving portions arranged two-dimensionally at a predetermined pitch and a light shielding layer having a plurality of openings arranged corresponding to the individual light receiving portions. In the solid-state imaging device, the opening constituting the light shielding layer is composed of two or more types of rectangular openings having different opening areas, and the dimensional difference of one side between the openings having different opening areas is 0.2 nm or more, The effective imaging area is divided into a plurality of partial areas from the center toward the periphery, and the plurality of partial areas includes a partial area having a light shielding layer having a mixture of openings having different opening areas. It was.
As another aspect of the present invention, the mixture ratio of the openings having different opening areas in the partial region is changed along the direction from the center of the effective imaging region to the periphery in the partial region. did.
As another aspect of the present invention, the mixture ratio of the openings having different opening areas in the partial region is configured to be substantially uniform in the partial region.

本発明の他の態様として、部分領域内にて、開口面積の異なる開口部がランダムに配置されているような構成とした。
本発明の他の態様として、同一の部分領域において隣接して配置される開口部の開口面積の差が１０％以下であるような構成とした。
本発明の他の態様として、部分領域毎の開口部の開口面積の平均的大きさが、有効撮像領域の中心から周辺に向って大きくなる傾向であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記部分領域はモザイク状であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記部分領域は有効撮像領域中心を中心とする同心の環状領域であるような構成とした。
本発明の撮像装置は、上述の固体撮像素子を備えるような構成とした。 As another aspect of the present invention, the configuration is such that openings having different opening areas are randomly arranged in the partial region.
As another aspect of the present invention, the configuration is such that the difference in opening area between adjacent openings arranged in the same partial region is 10% or less.
As another aspect of the present invention, the configuration is such that the average size of the opening area of each partial region tends to increase from the center of the effective imaging region toward the periphery.
As another aspect of the present invention, the partial region has a mosaic shape.
As another aspect of the present invention, the partial area is configured to be a concentric annular area centered on the center of the effective imaging area.
The imaging apparatus of the present invention is configured to include the above-described solid-state imaging device.

このような本発明の固体撮像素子は、開口部を有する遮光層を、カメラレンズの主光線入射角と像高の関係等のレンズ特性に適合した最適なもの、例えば、開口面積を非線形に変化させた開口部を有する遮光層とすることができ、緻密なシェーディング補正が可能であり、かつ、開口面積の異なる二種以上の開口部の一辺の寸法差が０．２ｎｍ以上であるので、電子線描画による５倍体マスクの作製が可能であり、遮光層のマスク設計段階で全領域の開口部の寸法を個別に設計するという煩雑な操作が不要であり、緻密なシェーディング補正を容易に行えるという効果が奏される。
本発明の撮像装置は、シェーディングが防止され、有効撮像領域内で、斜め入射に起因するケラレ等のロスが少なく、入射光量に対しての効率分布の少ない高品位のものであり、小型化、薄型化が可能である。 In such a solid-state imaging device of the present invention, the light-shielding layer having an aperture is optimally suited to the lens characteristics such as the relationship between the chief ray incident angle of the camera lens and the image height, for example, the aperture area is changed nonlinearly. Since the light-shielding layer having the apertures formed can be subjected to precise shading correction, and the dimensional difference of one side of two or more apertures having different aperture areas is 0.2 nm or more, It is possible to fabricate a pentaploid mask by line drawing, and there is no need for a complicated operation of individually designing the size of the opening in the entire region at the mask design stage of the light shielding layer, and precise shading correction can be easily performed. The effect is played.
The image pickup apparatus of the present invention is of high quality with low loss of vignetting and the like due to oblique incidence within the effective image pickup area, and with a low efficiency distribution with respect to the amount of incident light. Thinning is possible.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［固体撮像素子］
図１は本発明の固体撮像素子の一例を示す概略構成図である。図１において、固体撮像素子１は、一定の配置ピッチで設けられた複数の受光部３と金属電極４を備える基板２と、遮光層６を備えたパッシベーション層５を介して基板２と対向するように積層された下平坦化層７、カラーフィルタ８、上平坦化層９、および、マイクロレンズアレイ１０を有している。遮光層６は、個々の受光部３に対応して配置された複数の開口部６ａを有するものである。そして、一定の配置ピッチで設けられた複数の受光部３に対して、遮光層６を構成する開口部６ａは、開口面積が異なる２種以上の矩形の開口部からなるものである。尚、本発明の固体撮像素子は、図１に示す構成に限定されるものではない。例えば、金属電極４の上面（マイクロレンズアレイ１０側）に遮光膜を備えるものであってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Solid-state imaging device]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a solid-state imaging device of the present invention. In FIG. 1, the solid-state imaging device 1 faces the substrate 2 through a substrate 2 including a plurality of light receiving portions 3 and metal electrodes 4 provided at a constant arrangement pitch, and a passivation layer 5 including a light shielding layer 6. The lower planarization layer 7, the color filter 8, the upper planarization layer 9, and the microlens array 10 are stacked. The light shielding layer 6 has a plurality of openings 6 a arranged corresponding to the individual light receiving portions 3. And with respect to the several light-receiving part 3 provided with the fixed arrangement | positioning pitch, the opening part 6a which comprises the light shielding layer 6 consists of two or more types of rectangular opening parts from which opening area differs. In addition, the solid-state image sensor of this invention is not limited to the structure shown in FIG. For example, a light shielding film may be provided on the upper surface of the metal electrode 4 (microlens array 10 side).

本発明の固体撮像素子１では、遮光層６において、上記の開口面積が異なる開口部間の一辺の寸法差が０．２ｎｍ以上である。また、有効撮像領域を中心から周辺に向って複数の部分領域に分割し、個々の部分領域内における遮光層６には開口面積が同じ開口部が配置されている。さらに、開口部の開口面積が異なる部分領域が隣接する境界部には、隣接する部分領域における各々の開口面積の開口部を混在して有する遮光層６が設けられた中間帯状部を備えている。
上記の本発明の固体撮像素子を、シェーディング補正のために図２２に示すように遮光層６の開口率を変化させる場合を例として説明する。この場合、図２に示すように、有効撮像領域のＸ軸方向を（１）〜（９）の９個の部分領域に分割し、図２に実線で示される開口率となるように、各部分領域内の遮光層には、開口面積が同じ開口部が配置されている。そして、部分領域が隣接する境界部には、隣接する部分領域における各々の開口面積の開口部を混在して有する遮光層６を備えた中間帯状部を設ける。 In the solid-state imaging device 1 of the present invention, in the light shielding layer 6, the dimensional difference on one side between the openings having different opening areas is 0.2 nm or more. Further, the effective imaging region is divided into a plurality of partial regions from the center toward the periphery, and openings having the same opening area are arranged in the light shielding layer 6 in each partial region. Furthermore, an intermediate band-like portion provided with a light shielding layer 6 having a mixture of openings of the respective opening areas in the adjacent partial regions is provided at the boundary between adjacent partial regions having different opening areas. .
The solid-state imaging device of the present invention will be described by taking as an example a case where the aperture ratio of the light shielding layer 6 is changed as shown in FIG. 22 for shading correction. In this case, as shown in FIG. 2, the X-axis direction of the effective imaging region is divided into nine partial regions (1) to (9), and each aperture ratio shown by the solid line in FIG. An opening having the same opening area is arranged in the light shielding layer in the partial region. Then, an intermediate band portion including a light shielding layer 6 having a mixture of openings having respective opening areas in the adjacent partial regions is provided at a boundary portion where the partial regions are adjacent to each other.

尚、部分領域の大きさは適宜設定することができ、例えば、幅を１００〜１０，０００μｍの範囲、あるいは、幅方向の画素数を５０〜２，０００個の範囲となるように設定することができる。以下、部分領域の大きさについて更に説明する。上述の図２では、有効撮像領域のＸ軸方向を（１）〜（９）の９個の部分領域に分割しており、それぞれの部分領域の幅は約２００画素〜４００画素に渡っている（有効撮像領域中心を含む部分領域では約７００画素）。このような例を含めて、部分領域の幅が約１００〜９００画素の幅を有するとした場合、画素ピッチを２μｍとすれば部分領域の幅は２００〜１８００μｍ、画素ピッチを１μｍとすれば部分領域の幅は１００〜９００μｍ、画素ピッチを６μｍとすれば部分領域の幅は６００〜５４００μｍとなる。これらの幅は、使用するカメラレンズにも依存しており、像高変化に対する主光線入射角度変化の値が小さいカメラレンズを用いる場合は、部分領域の幅はより大きくなる。したがって、部分領域の大きさとして、上記の範囲（幅１００〜１０，０００μｍ、あるいは、幅方向の画素数５０〜２，０００個）を挙げることができる。 The size of the partial region can be set as appropriate. For example, the width can be set in a range of 100 to 10,000 μm, or the number of pixels in the width direction can be set in a range of 50 to 2,000. Can do. Hereinafter, the size of the partial area will be further described. In FIG. 2 described above, the X-axis direction of the effective imaging area is divided into nine partial areas (1) to (9), and the width of each partial area ranges from about 200 pixels to 400 pixels. (About 700 pixels in the partial area including the center of the effective imaging area). Including such an example, if the width of the partial region is about 100 to 900 pixels, the partial region width is 200 to 1800 μm and the partial pitch is 1 μm if the pixel pitch is 2 μm. If the width of the region is 100 to 900 μm and the pixel pitch is 6 μm, the width of the partial region is 600 to 5400 μm. These widths also depend on the camera lens to be used. When a camera lens having a small change in chief ray incident angle with respect to a change in image height is used, the width of the partial region becomes larger. Therefore, the above-mentioned range (width 100 to 10,000 μm or the number of pixels 50 to 2,000 in the width direction) can be given as the size of the partial region.

上記の中間帯状部での開口面積が異なる開口部の混在比率は、例えば、１：１とした場合には、図２に実線で示されるように、隣接する部分領域の中間的な開口面積をもつ開口部が配設された遮光層が中間帯状部に出現する。これにより、９個の部分領域における階段状変化は細分化され、部分領域間の境界線上に微妙に感度の異なる受光部が形成されることが防止され、線状の感度ムラ等の欠陥を防止することができる。
また、中間帯状部における開口面積が異なる開口部の混在比率を連続的に、すなわち、１：０〜０：１に変化させた場合には、図２に鎖線で示されるように、遮蔽層の開口部の開口面積変化を更にスムースなものとすることができる。
尚、中間帯状部の幅は適宜設定することができ、例えば、部分領域の幅の１〜５０％の範囲で、あるいは、２０〜５，０００μｍの範囲で設定することができる。
また、本発明では、固体撮像素子１を、遮光層６が有する開口部について、開口面積が異なる開口部間の一辺の寸法差を０．２ｎｍ以上とし、有効撮像領域を中心から周辺に向って複数の部分領域に分割し、これらの複数の部分領域には、開口面積の異なる開口部を混在させて有する遮光層を備えた部分領域が存在するものであってもよい。 For example, when the mixture ratio of the openings having different opening areas in the intermediate band-shaped portion is 1: 1, the intermediate opening area between adjacent partial regions is set as shown by a solid line in FIG. A light shielding layer in which an opening having the same appears appears in the intermediate band-shaped portion. As a result, the step-like changes in the nine partial areas are subdivided, and it is possible to prevent the light receiving portions having slightly different sensitivities on the boundary lines between the partial areas, and to prevent defects such as linear sensitivity unevenness. can do.
Further, when the mixture ratio of the openings having different opening areas in the intermediate belt-like portion is changed continuously, that is, from 1: 0 to 0: 1, as shown by a chain line in FIG. The change in the opening area of the opening can be made smoother.
The width of the intermediate strip portion can be set as appropriate. For example, it can be set in the range of 1 to 50% of the width of the partial region, or in the range of 20 to 5,000 μm.
Further, in the present invention, the solid-state imaging device 1 has an opening of the light shielding layer 6 with a dimensional difference of one side between openings having different opening areas being 0.2 nm or more, and an effective imaging region from the center toward the periphery. The plurality of partial regions may be divided into a plurality of partial regions, and each of the partial regions may include a partial region including a light shielding layer having a mixture of openings having different opening areas.

このような本発明の固体撮像素子について、シェーディング補正のために図２２に示すように遮光層６の開口率を変化させる場合を例として説明する。この場合、図３に示すように、有効撮像領域のＸ軸方向を（１）〜（１０）の１０個の部分領域に分割する。そして、この図３から、部分領域（１）では、部分領域（１）を示す左側鎖線と開口率の補正曲線の交点ａでの開口率を９７％、右側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｂでの開口率を８９％とし、以下、部分領域（２）では、部分領域（２）を示す右側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｃでの開口率を８１％とし、部分領域（３）では、部分領域（３）を示す右側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｄでの開口率を７４％とし、部分領域（４）では、部分領域（４）を示す右側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｅでの開口率を６８％とし、部分領域（５）では一律６８％とする。さらに、部分領域（６）では、部分領域（６）を示す左側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｆでの開口率を６８％とし、部分領域（７）では、部分領域（７）を示す左側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｇでの開口率を７３％とし、部分領域（８）では、部分領域（８）を示す左側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｈでの開口率を７９％とし、部分領域（９）では、部分領域（９）を示す左側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｉでの開口率を８５％とし、部分領域（１０）を示す左側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｊでの開口率を９３％、右側鎖線と開口率の補正曲線の交点ｋでの開口率を１０１％とする。尚、この例では、有効撮像領域の中心からＸ軸両方向への部分領域の数が等しくなっていないが、これは、図２１の非線形の感度差、図２２の開口面積補正に対応して部分領域を設定したからである。本発明では、有効撮像領域の中心からＸ軸両方向、あるいはＹ軸両方向への部分領域の数は、等しくてもよく、また、異なるものであってもよい。 Such a solid-state imaging device of the present invention will be described by taking as an example a case where the aperture ratio of the light shielding layer 6 is changed as shown in FIG. 22 for shading correction. In this case, as shown in FIG. 3, the X-axis direction of the effective imaging area is divided into 10 partial areas (1) to (10). From FIG. 3, in the partial area (1), the opening ratio at the intersection point a between the left chain line indicating the partial area (1) and the aperture ratio correction curve is 97%, and the intersection point between the right chain line and the aperture ratio correction curve. The aperture ratio at b is 89%. Hereinafter, in the partial area (2), the aperture ratio at the intersection c of the right-hand chain line indicating the partial area (2) and the correction curve for the aperture ratio is 81%, and the partial area (3 ), The aperture ratio at the intersection d of the right chain line indicating the partial area (3) and the correction curve of the aperture ratio is 74%, and in the partial area (4), the right chain line indicating the partial area (4) and the aperture ratio The aperture ratio at the intersection e of the correction curve is 68%, and the partial area (5) is uniformly 68%. Further, in the partial area (6), the aperture ratio at the intersection f of the left chain line indicating the partial area (6) and the correction curve of the aperture ratio is 68%, and the partial area (7) indicates the partial area (7). The aperture ratio at the intersection g of the left chain line and the aperture ratio correction curve is 73%, and in the partial area (8), the aperture ratio at the intersection h of the left chain line and the aperture ratio correction curve indicating the partial area (8) is 79%, and in the partial area (9), the aperture ratio at the intersection point i between the left chain line indicating the partial area (9) and the aperture ratio correction curve is 85%, and the left chain line indicating the partial area (10) and the aperture ratio. The aperture ratio at the intersection j of the correction curve is 93%, and the aperture ratio at the intersection k of the right-hand chain line and the aperture ratio correction curve is 101%. In this example, the number of partial areas in the X-axis both directions from the center of the effective imaging area is not equal, but this corresponds to the nonlinear sensitivity difference in FIG. 21 and the opening area correction in FIG. This is because the area is set. In the present invention, the number of partial areas from the center of the effective imaging area in both the X-axis direction or the Y-axis direction may be equal or different.

そして、最大開口面積１０１％を１．８μｍ×１．８μｍの矩形とすると、部分領域（１）での遮光層には、１．７６４μｍ×１．７６４μｍと１．６９０μｍ×１．６９０μｍの２種の開口面積の開口部を混在させて配置することになる。そして、部分領域（１）の左側鎖線では１．７６４μｍ×１．７６４μｍの開口部の混在比率を１００％とし、右側（有効撮像領域の中心方向）へ向って１．６９０μｍ×１．６９０μｍの開口部の混在比率を徐々に高め、部分領域（１）の右側鎖線では１．６９０μｍ×１．６９０μｍの開口部の混在比率を１００％とする。以下、部分領域（２）では１．６９０μｍ×１．６９０μｍと１．６１２μｍ×１．６１２μｍの２種の開口面積の開口部、部分領域（３）では１．６１２μｍ×１．６１２μｍと１．５４１μｍ×１．５４１μｍの２種の開口面積の開口部、部分領域（４）では１．５４１μｍ×１．５４１μｍと１．４７７μｍ×１．４７７μｍの２種の開口面積の開口部、部分領域（５）では１．４７７μｍ×１．４７７μｍの１種の開口面積の開口部、部分領域（６）では１．４７７μｍ×１．４７７μｍと１．５３０μｍ×１．５３０μｍの２種の開口面積の開口部、部分領域（７）では１．５３０μｍ×１．５３０μｍと１．５９２μｍ×１．５９２μｍの２種の開口面積の開口部、部分領域（８）では１．５９２μｍ×１．５９２μｍと１．６５１μｍ×１．６５１μｍの２種の開口面積の開口部、部分領域（９）では１．６５１μｍ×１．６５１μｍと１．７２７μｍ×１．７２７μｍの２種の開口面積の開口部、部分領域（１０）では１．７２７μｍ×１．７２７μｍと１．８００μｍ×１．８００μｍの２種の開口面積の開口部を、部分領域（１）と同様に混在させて配置する。 When the maximum opening area 101% is a rectangle of 1.8 μm × 1.8 μm, the light shielding layer in the partial region (1) has two types of 1.764 μm × 1.764 μm and 1.690 μm × 1.690 μm. Therefore, the openings having the opening area are mixed and arranged. In the left-side chain line of the partial area (1), the mixture ratio of the 1.76 μm × 1.764 μm opening is set to 100%, and the opening of 1.690 μm × 1.690 μm toward the right side (center direction of the effective imaging area). The mixing ratio of the portions is gradually increased, and the mixing ratio of the opening portion of 1.690 μm × 1.690 μm is set to 100% in the right chain line of the partial region (1). Hereinafter, in the partial region (2), openings having two types of opening areas of 1.690 μm × 1.690 μm and 1.612 μm × 1.612 μm, and in the partial region (3), 1.612 μm × 1.612 μm and 1.541 μm. × 1.541 μm of two opening areas, partial area (4), 1.541 μm × 1.541 μm and 1.477 μm × 1.477 μm of two opening areas, partial area (5) Is an opening portion of one kind of opening area of 1.477 μm × 1.477 μm, and in the partial region (6), an opening portion of two kinds of opening areas of 1.477 μm × 1.477 μm and 1.530 μm × 1.530 μm, a part In the region (7), openings with two opening areas of 1.530 μm × 1.530 μm and 1.592 μm × 1.592 μm, and in the partial region (8), 1.592 μm × 1.592 μm and 1.651 μm × 1. 651 μm An opening with a kind of opening area, 1.651 μm × 1.651 μm and 1.727 μm × 1.727 μm in the opening of the partial area (9), and 1.727 μm × 1 in the opening of the partial area (10) .., 727 .mu.m and 1.800 .mu.m.times.1.800 .mu.m are arranged in a mixed manner in the same way as the partial region (1).

これにより、遮光層において、ほぼ連続的に図２２の開口率の補正曲線に準じた開口面積の変化、すなわち、部分領域毎の開口部の開口面積の平均的大きさが、有効撮像領域の中心から周辺に向って大きくなるような変化が、図４の実線で示すように実現可能となる（図４の鎖線は図２２の開口率の補正曲線と同じ）。このとき、５倍体マスクの製造時の電子線描画グリッドは１ｎｍであるので、電子線描画が可能であり、かつ、本来マスク描画に乗らない１ｎｍ未満の開口面積の変化を表現できる。
尚、本発明では、同一の部分領域において隣接して配置される開口部の開口面積の差が１０％以下、好ましくは５％以下とすることがノイズ防止の点から望ましい。
ここで、本発明における平均的大きさとは、ある画素に着目した際の、その画素を含む近傍の連続した画素の集合での遮光層が有する開口部の開口面積の平均値である。 Thereby, in the light shielding layer, the change in the opening area almost continuously according to the correction curve for the aperture ratio in FIG. 22, that is, the average size of the opening area for each partial area is the center of the effective imaging area. As shown by the solid line in FIG. 4, a change that increases from the distance toward the periphery can be realized (the chain line in FIG. 4 is the same as the correction curve for the aperture ratio in FIG. 22). At this time, since the electron beam drawing grid at the time of manufacturing the pentaploid mask is 1 nm, the electron beam drawing is possible, and a change in the opening area of less than 1 nm which is not originally on the mask drawing can be expressed.
In the present invention, it is desirable from the viewpoint of noise prevention that the difference in opening area between adjacent openings arranged in the same partial region is 10% or less, preferably 5% or less.
Here, the average size in the present invention is an average value of the opening area of the opening of the light shielding layer in a set of adjacent pixels including the pixel when attention is paid to a certain pixel.

次に、本発明の固体撮像素子について実施形態を挙げて説明する。
（第１の実施形態）
図５は、本発明の固体撮像素子の一実施形態における遮光層の開口部の配置を説明するための図である。本実施形態の固体撮像素子は、開口部の開口面積を２種以上で設定し、矩形の開口部の一辺の寸法差を０．２ｎｍ以上とする。さらに、有効撮像領域を中心から周辺に向って複数の部分領域に分割し、個々の部分領域内の遮光層には開口面積が同じ開口部を配置し、開口部の開口面積が異なる部分領域が隣接する境界部には、隣接する部分領域における各々の開口面積の開口部を混在して有する遮光層を備えた中間帯状部を設ける。すなわち、図５に示されるように、複数の開口部を有する遮光層において、有効撮像領域が中心（０，０）から周辺に向ってＸ軸方向に３分割、Ｙ軸方向に３分割され、モザイク状に（１）〜（９）までの９種の部分領域に分割されている。そして、隣接する部分領域には鎖線で示すような中間帯状部が設定されている。 Next, the solid-state imaging device of the present invention will be described with reference to embodiments.
(First embodiment)
FIG. 5 is a diagram for explaining the arrangement of the openings of the light shielding layer in one embodiment of the solid-state imaging device of the present invention. In the solid-state imaging device of the present embodiment, the opening area of the opening is set to two or more, and the dimensional difference of one side of the rectangular opening is set to 0.2 nm or more. Furthermore, the effective imaging area is divided into a plurality of partial areas from the center toward the periphery, and openings having the same opening area are arranged in the light shielding layer in each partial area, and the partial areas having different opening areas are arranged. An adjacent strip portion is provided with an intermediate band-like portion including a light shielding layer having a mixture of openings having respective opening areas in adjacent partial regions. That is, as shown in FIG. 5, in the light shielding layer having a plurality of openings, the effective imaging region is divided into three in the X-axis direction and three in the Y-axis direction from the center (0, 0) to the periphery, It is divided into nine types of partial areas (1) to (9) in a mosaic shape. Then, an intermediate band-like portion as shown by a chain line is set in the adjacent partial region.

上記の（１）〜（９）までの各部分領域における遮光層の開口部は、その開口面積を、例えば、最外周に位置する部分領域（９）では１．７９μｍ×１．７９μｍとし、開口部の一辺の寸法差を０．０３５μｍ（３５ｎｍ）として、下記の表１のように各部分領域に所望の開口面積の開口部を配置する。 The opening area of the light shielding layer in each of the partial areas (1) to (9) has an opening area of, for example, 1.79 μm × 1.79 μm in the partial area (9) located at the outermost periphery. An opening having a desired opening area is arranged in each partial region as shown in Table 1 below with a dimensional difference of one side of 0.035 μm (35 nm).

これにより、開口面積を約８５％から１００％までほぼ連続的に変化させて開口部を遮光層に配置することができる。
図６は図５において円で囲んだ部分領域（１）、（２）、（４）、（５）の拡大図であり、隣接する部分領域に設定される中間帯状部は鎖線で囲まれた領域であり、斜線を付して示している。この図６のＹ軸方向では、部分領域（１）と部分領域（４）の境界の中間帯状部に、１．６５μｍ×１．６５μｍと１．６８５μｍ×１．６８５μｍの２種の開口部が混在して配置される。このような２種の開口部の混在比率は、例えば、１．６５μｍ×１．６５μｍと１．６８５μｍ×１．６８５μｍとが交互となるような１：１とすることができる。また、２種の開口部の混在比率を１：０〜０：１の範囲内で連続的に変化させてもよい。例えば、部分領域（１）側では１．６５μｍ×１．６５μｍの開口部が２／３、１．６８５μｍ×１．６８５μｍの開口部が１／３の比率で混在し、部分領域（４）側では１．６５μｍ×１．６５μｍの開口部が１／３、１．６８５μｍ×１．６８５μｍの開口部が２／３の比率で混在するように連続的に変化させることにより、部分領域（１）と部分領域（４）の境界部付近でのスムースな開口面積の変化が可能となる。さらに、部分領域（１）側では１．６５μｍ×１．６５μｍの開口部の比率をほぼ１００％とし、部分領域（４）に向うにつれて１．６８５μｍ×１．６８５μｍの開口部の比率を高め、部分領域（４）側では１．６８５μｍ×１．６８５μｍの開口部がほぼ１００％となるように混在させることにより、部分領域（１）と部分領域（４）の境界部付近での開口部の開口面積の変化が更にスムースなものとなる。
また、同様に、Ｙ軸方向の部分領域（２）と部分領域（５）の境界の中間帯状部には、１．６８５μｍ×１．６８５μｍと１．７２μｍ×１．７２μｍの２種の開口部が混在して配置される。 Thereby, it is possible to arrange the opening in the light shielding layer while changing the opening area almost continuously from about 85% to 100%.
FIG. 6 is an enlarged view of the partial areas (1), (2), (4), and (5) surrounded by a circle in FIG. 5, and the intermediate band portion set in the adjacent partial area is surrounded by a chain line. This is an area and is shown with hatching. In the Y-axis direction of FIG. 6, two kinds of openings of 1.65 μm × 1.65 μm and 1.665 μm × 1.685 μm are formed in the middle strip portion at the boundary between the partial region (1) and the partial region (4). Arranged together. The mixing ratio of such two kinds of openings can be 1: 1 such that 1.65 μm × 1.65 μm and 1.485 μm × 1.685 μm alternate. Further, the mixing ratio of the two openings may be continuously changed within a range of 1: 0 to 0: 1. For example, on the partial region (1) side, openings of 1.65 μm × 1.65 μm are mixed at a ratio of 2/3, and openings of 1.665 μm × 1.685 μm are mixed at a ratio of 1/3, and the partial region (4) side Then, by continuously changing the apertures of 1.65 μm × 1.65 μm so that the apertures of 1/3 and 1.685 μm × 1.685 μm are mixed at a ratio of 2/3, the partial region (1) Thus, the opening area can be smoothly changed in the vicinity of the boundary between the partial areas (4). Furthermore, on the partial region (1) side, the ratio of the 1.65 μm × 1.65 μm opening is almost 100%, and the ratio of the 1.865 μm × 1.685 μm opening is increased toward the partial region (4). On the partial region (4) side, the openings of 1.485 μm × 1.685 μm are mixed so as to be almost 100%, so that the openings near the boundary between the partial region (1) and the partial region (4) The change in the opening area becomes smoother.
Similarly, two kinds of openings of 1.485 μm × 1.685 μm and 1.72 μm × 1.72 μm are formed in the middle band-like portion at the boundary between the partial region (2) and the partial region (5) in the Y-axis direction. Are mixed and arranged.

一方、図６のＸ軸方向についても同様に、部分領域（１）と部分領域（２）の境界の中間帯状部には、１．６５μｍ×１．６５μｍと１．６８５μｍ×１．６８５μｍの２種の開口部が混在して配置され、また、部分領域（４）と部分領域（５）の境界の中間帯状部には、１．６８５μｍ×１．６８５μｍと１．７２μｍ×１．７２μｍの２種の開口部が混在して配置される。このような２種の開口部の混在比率は、上述のＹ軸方向の中間帯状部と同様とすることができる。
また、中間帯状部が交差する部分については、例えば、図７（Ａ）に示すように、隣接する中間帯状部の境界を交差中心の向けて斜め方向に設けることもでき、また、図７（Ｂ）に示すように、交差する部分（斜線を付した部分）に隣接する４つの部分領域（１）、（２）、（４）、（５）に配置される開口部の全て種類を混在して配置してもよい。この場合、混在比率は、交差する部分の左下側から右上側に向って（図７（Ｂ）に矢印で示す方向）開口面積が連続的に大きくなるように配置してもよく、また、４種の開口面積の開口部をランダムに配置して、交差する部分での混在比率を均等にしてもよい。 On the other hand, in the X-axis direction of FIG. 6 as well, the intermediate band-like portion at the boundary between the partial region (1) and the partial region (2) has 2.65 μm × 1.65 μm and 1.665 μm × 1.685 μm. The openings of the seeds are mixedly arranged, and the intermediate band-like portion at the boundary between the partial region (4) and the partial region (5) has 2 layers of 1.485 μm × 1.685 μm and 1.72 μm × 1.72 μm. The seed openings are mixed and arranged. Such a mixture ratio of the two types of openings can be the same as that of the intermediate band-like portion in the Y-axis direction described above.
In addition, as for the portion where the intermediate band portions intersect, for example, as shown in FIG. 7A, the boundary of the adjacent intermediate band portions can be provided in an oblique direction toward the intersection center. As shown in B), all kinds of openings arranged in the four partial areas (1), (2), (4), and (5) adjacent to the intersecting portion (hatched portion) are mixed. May be arranged. In this case, the mixture ratio may be arranged such that the opening area continuously increases from the lower left side to the upper right side of the intersecting portion (the direction indicated by the arrow in FIG. 7B). You may arrange | position the opening part of a seed | species opening area at random, and may make the mixing ratio in the cross | intersection part uniform.

（第２の実施形態）
本実施形態の固体撮像素子は、遮光層を構成する開口部の開口面積を２種以上で設定し、矩形の開口部の一辺の寸法差を０．２ｎｍ以上とし、さらに、有効撮像領域を中心から周辺に向って複数の部分領域に分割し、これらの複数の部分領域には、開口面積の異なる開口部を混在させて有する遮光層を備えた部分領域が存在するものである。
図８は本実施形態の固体撮像素子における遮光層の開口部配置を示す図である。図８において、（０，０）点は有効撮像領域の中心点を示し、図面が煩雑になるのを避けるために、中心点から右上の１／４の領域の３０個×３０個の画素のみを示している。図８に示される固体撮像素子では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向とも５画素毎に部分領域に分割され、Ｘ軸方向では（Ｘ１）〜（Ｘ６）の６分割、Ｙ軸方向では（Ｙ１）〜（Ｙ６）の６分割とされ、中心点から右上の１／４の領域はモザイク状に３６個の部分領域に分割されている。また、遮光層を構成する開口部は、正方形の一辺がＥのものと、一辺がＥよりＤだけ小さいＦのもの、２種類で構成されている。そして、これらが図８に示すように、１個の部分領域当たり２５個の割合で、３６個の部分領域に配置されている。尚、図８では、一辺がＥである開口寸法の開口部を斜線で表示し、一辺がＦである開口寸法の開口部を白で表示している。また、図９は、図８において円で囲んだ箇所の２個の開口部を示す図である。 (Second Embodiment)
In the solid-state imaging device of the present embodiment, the opening area of the opening constituting the light shielding layer is set to two or more types, the dimensional difference of one side of the rectangular opening is set to 0.2 nm or more, and the effective imaging area is centered. The plurality of partial regions are divided into a plurality of partial regions, and a partial region having a light shielding layer having a mixture of openings having different opening areas exists in the plurality of partial regions.
FIG. 8 is a view showing the arrangement of the openings of the light shielding layer in the solid-state imaging device of the present embodiment. In FIG. 8, the (0, 0) point indicates the center point of the effective image pickup area, and in order to avoid making the drawing complicated, only 30 × 30 pixels in the 1/4 upper right area from the center point. Is shown. In the solid-state imaging device shown in FIG. 8, both the X-axis direction and the Y-axis direction are divided into partial regions every 5 pixels, the X-axis direction is divided into six (X1) to (X6), and the Y-axis direction is (Y1). ˜ (Y6) is divided into six, and the upper right quarter region from the center point is divided into 36 partial regions in a mosaic pattern. Moreover, the opening part which comprises a light shielding layer is comprised by two types of the thing of F whose one side is E smaller than E by one side of a square. Then, as shown in FIG. 8, these are arranged in 36 partial areas at a rate of 25 per partial area. In FIG. 8, an opening having an opening size with one side being E is indicated by hatching, and an opening having an opening size having one side being F is indicated by white. Moreover, FIG. 9 is a figure which shows two opening parts of the location enclosed by the circle in FIG.

まず、Ｘ軸方向について説明する。部分領域（Ｘ１）内では、５個の開口部がすべて一辺Ｆである開口寸法の開口部とされ、部分領域（Ｘ２）内では、一辺がＥである開口寸法の開口部１個と、一辺がＦである開口寸法の開口部４個が配置され、部分領域（Ｘ３）内では、一辺がＥである開口寸法の開口部２個と、一辺がＦである開口寸法の開口部３個が配置され、部分領域（Ｘ４）内では、一辺がＥである開口寸法の開口部３個と、一辺がＦである開口寸法の開口部２個が配置され、部分領域（Ｘ５）内では、一辺がＥである開口寸法の開口部４個と、一辺がＦである開口寸法の開口部１個が配置され、部分領域（Ｘ６）内では、５個の開口部がすべて一辺Ｅである開口寸法の開口部とされている。また、Ｙ軸方向においても、部分領域（Ｙ１）から部分領域（Ｙ６）方向に、上述の部分領域（Ｘ１）から部分領域（Ｘ６）方向への２種の開口部の配置と同様の配置がなされる。 First, the X-axis direction will be described. In the partial area (X1), all the five openings are openings having an opening dimension of one side F, and in the partial area (X2), one opening having an opening dimension of which one side is E and one side Four openings with an opening size of F are arranged, and in the partial region (X3), two openings with an opening size of E on one side and three openings with an opening size of F on one side are arranged. In the partial area (X4), three openings with an opening dimension with one side being E and two openings with an opening dimension with one side being F are arranged, and within the partial area (X5), one side 4 openings with an opening dimension of E and one opening with an opening dimension of F on one side are arranged, and in the partial region (X6), all five openings have an opening E with one side E. It is considered as an opening. Also in the Y-axis direction, an arrangement similar to the arrangement of the two types of openings from the partial area (X1) to the partial area (X6) is performed in the direction from the partial area (Y1) to the partial area (Y6). Made.

これにより、Ｘ軸方向に（Ｘ１）〜（Ｘ６）の６分割、Ｙ軸方向に（Ｙ１）〜（Ｙ６）の６分割して画定された各部分領域での、一辺がＥである開口寸法の開口部の数は図１０に示すようになる。したがって、一辺がＥである開口寸法の開口部と、一辺がＦである開口寸法の開口部とで構成された５画素×５画素の各部分領域内の開口部の開口面積の平均的大きさは、３０画素×３０画素の領域内でほぼ連続的に変化しており、この３０画素×３０画素の領域を１つの部分領域と見なすこともできる。
上記の例で、Ｅ＝１．９μｍ、Ｆ＝１．８μｍであれば、Ｅを基準としたとき、遮光層の開口率を９０％から１００％まで２％以下の刻みでほぼ連続的に表現できる。そして、実際に使用される開口部は２種類であり、マスク作製時のマスクデータも比較的小さくすることができ、５倍体マスクとして作製するのであれば、電子線描画のグリッドも５ｎｍとすることができる。 As a result, each of the partial areas defined by dividing the X-axis direction into six divisions (X1) to (X6) and dividing the Y-axis direction into six divisions (Y1) to (Y6) has an opening dimension of E on one side. The number of openings is as shown in FIG. Therefore, the average size of the opening area of the opening in each partial region of 5 pixels × 5 pixels, which is composed of an opening having an opening dimension of E on one side and an opening having an opening dimension of F on one side. Changes substantially continuously within a region of 30 pixels × 30 pixels, and the region of 30 pixels × 30 pixels can be regarded as one partial region.
In the above example, if E = 1.9 μm and F = 1.8 μm, the aperture ratio of the light shielding layer is expressed almost continuously in steps of 2% or less from 90% to 100%, based on E. it can. There are two types of openings actually used, mask data at the time of mask fabrication can also be made relatively small, and if it is fabricated as a haploid mask, the electron beam drawing grid is also 5 nm. be able to.

ここで、本発明において、開口部を有する遮光層の形成方法としては特に制限はないが、例えば、遮光性の金属層（例えば、Ａｌ、Ａｌ／Ｓｉ／Ｃｕ合金等）を成膜し、この金属層上にポジ型の感光性レジストを塗布し、露光、現像のフォトリソグラフィー工程によってレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして金属層をエッチングして開口部を形成して遮光層を得ることができる。また、遮光層材料としてネガ型の感光性ブラックレジストを用い、塗布、露光、現像のフォトリソグラフィー工程の後、ポストベークを行って成形する方法を挙げることができる。前者の成形方法で使用する遮光層形成用フォトマスクの一画素分を例示すると、図１１のようになる。図１１において、一画素２１は、光透過部２２と、その周囲の遮光部２３からなっており、寸法Ａは開口部の配置ピッチを示している。図示例での寸法Ｂ、Ｃは同じ値としてもよいが、マスク描画時のグリッド等の制約を受ける場合は異なる値としてもよい。 Here, in the present invention, the method for forming the light shielding layer having an opening is not particularly limited. For example, a light shielding metal layer (for example, Al, Al / Si / Cu alloy, etc.) is formed, A positive photosensitive resist is applied on the metal layer, and a resist pattern is formed by a photolithographic process of exposure and development. Then, the metal layer is etched using the resist pattern as a mask to form an opening to form a light shielding layer. Obtainable. In addition, a negative photosensitive black resist is used as the light shielding layer material, and post baking is performed after the photolithography steps of coating, exposure, and development, and molding is performed. An example of one pixel of the light shielding layer forming photomask used in the former forming method is as shown in FIG. In FIG. 11, one pixel 21 includes a light transmitting portion 22 and a surrounding light shielding portion 23, and the dimension A indicates the arrangement pitch of the openings. The dimensions B and C in the illustrated example may be the same value, but may be different values when subject to constraints such as a grid at the time of mask drawing.

図８に示した例では、開口面積が異なる２種の開口部、すなわち、一辺がＥである開口寸法の開口部と一辺がＦである開口寸法の開口部とが、各部分領域にほぼ均一で規則的に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、一辺の長さがＥ＞Ｅ′＞Ｆ′＞Ｆの関係となるような、一辺がＥ′である開口寸法の開口部と一辺がＦ′である開口寸法の開口部とを加えて、開口面積が異なる４種の開口部を使用することにより、３０画素×３０画素の領域内での開口部の開口面積の平均的大きさの変化を更にスムースなものとすることができる。また、遮光層の各部分領域での開口部の配置は、ほぼ均一に規則的なものでなく、ランダムな配置としてもよい。 In the example shown in FIG. 8, two types of openings having different opening areas, that is, an opening having an opening dimension with one side being E and an opening having an opening dimension having one side being F are substantially uniform in each partial region. However, the present invention is not limited to this. For example, an opening having an opening size with one side being E ′ and an opening having an opening size having one side being F ′ so that the length of one side becomes E> E ′> F ′> F is added. By using four types of openings having different opening areas, it is possible to make the change in the average size of the openings in the area of 30 pixels × 30 pixels even smoother. Further, the arrangement of the openings in each partial region of the light shielding layer is not uniform and regular, and may be a random arrangement.

（第３の実施形態）
本実施形態の固体撮像素子は、遮光層を構成する開口部の開口面積を２種以上で設定し、矩形の開口部の一辺の寸法差を０．２ｎｍ以上とし、さらに、有効撮像領域を中心から周辺に向って複数の部分領域に分割し、これらの複数の部分領域には、開口面積の異なる開口部を混在させて有する遮光層を備えた部分領域が存在するものである。
図１２は本実施形態の固体撮像素子における遮光層の開口部配置を示す図である。図１２において、（０，０）点は有効撮像領域の中心点を示し、有効撮像領域はこの中心点を中心とする同心の環状領域に分割されて４つの部分領域（１）〜（４）が画定されている。また、遮光層を構成する開口部は、開口面積の小さい開口部Ｏ１と開口面積の大きい開口部Ｏ２の２種類で構成されている。そして、部分領域（１）には、小さい開口部Ｏ１のみが配置され、部分領域（２）には、小さい開口部Ｏ１が２／３、大きい開口部Ｏ２が１／３の混在比率となるようにランダムに配置され、部分領域（３）には、小さい開口部Ｏ１が１／３、大きい開口部Ｏ２が２／３の混在比率となるようにランダムに配置され、部分領域（４）には、大きい開口部Ｏ２のみが配置されている。 (Third embodiment)
In the solid-state imaging device of the present embodiment, the opening area of the opening constituting the light shielding layer is set to two or more types, the dimensional difference of one side of the rectangular opening is set to 0.2 nm or more, and the effective imaging area is centered. The plurality of partial regions are divided into a plurality of partial regions, and a partial region having a light shielding layer having a mixture of openings having different opening areas exists in the plurality of partial regions.
FIG. 12 is a diagram showing the arrangement of the openings of the light shielding layer in the solid-state imaging device of the present embodiment. In FIG. 12, the (0, 0) point indicates the center point of the effective imaging region, and the effective imaging region is divided into concentric annular regions centered on this center point, and is divided into four partial regions (1) to (4). Is defined. Moreover, the opening part which comprises a light shielding layer is comprised by two types, the opening part O1 with a small opening area, and the opening part O2 with a large opening area. In the partial area (1), only the small opening O1 is arranged, and in the partial area (2), the small opening O1 has a mixing ratio of 2/3 and the large opening O2 has a mixing ratio of 1/3. In the partial area (3), the small opening O1 is randomly arranged to have a mixing ratio of 1/3 and the large opening O2 is 2/3. In the partial area (4), Only the large opening O2 is arranged.

この実施形態においても、開口面積の小さい開口部Ｏ１と開口面積の大きい開口部Ｏ２は、上述（図１１参照）の一辺がＦである開口寸法の開口部と一辺がＥである開口寸法の開口部と同様に適宜設定することができる。この場合も、図１１における寸法Ａは開口部の配置ピッチを示し、図示例での寸法Ｂ、Ｃは同じ値としてもよいが、マスク描画時のグリッド等の制約を受ける場合は異なる値としてもよい。
上述の実施形態では、開口面積の小さい開口部Ｏ１と開口面積の大きい開口部Ｏ２の２種類を用いているが、この中間となるような大きさの開口部を用いて種類を増やし、また、部分領域を細分化することにより、更に滑らかな補正を行うことができる。図１３は、このような実施形態を示す図である。 Also in this embodiment, the opening portion O1 having a small opening area and the opening portion O2 having a large opening area are an opening portion having an opening size whose one side is F and an opening size having one side being E. It can be set as appropriate similarly to the section. Also in this case, the dimension A in FIG. 11 indicates the arrangement pitch of the openings, and the dimensions B and C in the illustrated example may be the same value, but may be different values when subject to constraints such as a grid at the time of mask drawing. Good.
In the above-described embodiment, the two types of the opening O1 having a small opening area and the opening O2 having a large opening area are used. By subdividing the partial area, further smooth correction can be performed. FIG. 13 is a diagram showing such an embodiment.

図１３において、（０，０）点は有効撮像領域の中心点を示し、有効撮像領域はこの中心点を中心とする同心の環状領域に分割されて７つの部分領域（１）〜（７）が画定されている。また、遮光層を構成する開口部は、開口面積の小さい開口部Ｏ１と、開口面積の大きい開口部Ｏ３と、その中間の開口面積を有する開口部Ｏ２（斜線を付して示す）の３種類で構成されている。そして、部分領域（１）には、開口部Ｏ１のみが配置され、部分領域（２）には、開口部Ｏ１が２／３、開口部Ｏ２が１／３の混在比率となるようにランダムに配置され、部分領域（３）には、開口部Ｏ１が１／３、開口部Ｏ２が２／３の混在比率となるようにランダムに配置され、部分領域（４）には、開口部Ｏ２のみが配置されている。さらに、部分領域（５）には、開口部Ｏ２が２／３、開口部Ｏ３が１／３の混在比率となるようにランダムに配置され、部分領域（６）には、開口部Ｏ２が１／３、開口部Ｏ３が２／３の混在比率となるようにランダムに配置され、部分領域（７）には、開口部Ｏ３のみが配置されている。 In FIG. 13, the (0, 0) point indicates the center point of the effective imaging region, and the effective imaging region is divided into concentric annular regions centered on the center point, and is divided into seven partial regions (1) to (7). Is defined. Moreover, the opening part which comprises a light shielding layer has three types, the opening part O1 with a small opening area, the opening part O3 with a large opening area, and the opening part O2 (it shows with a diagonal line) which has the opening area of the middle. It consists of In the partial area (1), only the opening O1 is arranged, and in the partial area (2), the opening O1 has a mixed ratio of 2/3 and the opening O2 has 1/3 at random. Arranged randomly in the partial area (3) so that the opening O1 is 1/3 and the opening O2 is 2/3, and only the opening O2 is present in the partial area (4). Is arranged. Furthermore, in the partial area (5), the openings O2 are randomly arranged so as to have a mixing ratio of 2/3 and the opening O3 is 1/3. In the partial area (6), the opening O2 is 1 / 3 and the opening O3 are randomly arranged so as to have a mixture ratio of 2/3, and only the opening O3 is arranged in the partial region (7).

また、図１３に示される例では、２種の開口部が混在する部分領域（２）、（３）、（５）、（６）において、周辺方向に向けて開口面積の大きな開口部の混在比率が高くなるように連続的に混在比率を変化させ、かつ、１種の開口部のみが配置されている部分領域（１）、（４）、（７）の幅を、２種の開口部が混在する部分領域（２）、（３）、（５）、（６）の幅よりも狭めることにより、更に滑らかな補正を行うことができる。 In the example shown in FIG. 13, in the partial regions (2), (3), (5), and (6) where two types of openings are mixed, a mixture of openings having a large opening area toward the peripheral direction. The mixture ratio is continuously changed so as to increase the ratio, and the widths of the partial areas (1), (4), and (7) where only one kind of opening is arranged are set to two kinds of opening. By making the width smaller than the widths of the partial areas (2), (3), (5), and (6) in which are mixed, smoother correction can be performed.

（第４の実施形態）
本実施形態の固体撮像素子は、遮光層の開口部の開口面積の変化と、マイクロレンズの配置ピッチの変化を組み合わせたものである。図１４に示されるように、（０，０）点は有効撮像領域の中心点を示し、有効撮像領域はこの中心点を中心とする同心の環状領域に分割されて３つの部分領域（１）〜（３）が画定されている。そして、部分領域（１）〜（３）では、例えば、図１５に示すようなカメラレンズ特性の線形変化部位に対応するように、有効撮像領域の中心では、マイクロレンズの中心と受光部の中心が一致し、部分領域（１）の周辺に向うにつれて、マイクロレンズの中心を受光部の中心よりも有効撮像領域の中心側にずれるようにマイクロレンズの配置ピッチが調整されている。しかし、このようなマイクロレンズの配置ピッチの変化には、図１５に示すカメラレンズ特性の非線形性は加味されていないため、依然として部分領域（２）、（３）では感度低下（例えば、５〜１０％程度）が生じることになる。そこで、本発明では、例えば、部分領域（１）に、１．７μｍ×１．７μｍの開口面積の開口部のみを配置し、部分領域（２）には、１．７μｍ×１．７μｍと１．７４２μｍ×１．７４２μｍの２種の開口面積の開口部を混在させて配置し、部分領域（３）には、１．７４２μｍ×１．７４２μｍと１．７８３μｍ×１．７８３μｍの２種の開口面積の開口部を混在させて配置する。そして、部分領域（２）では、部分領域（１）との境界近傍で１．７μｍ×１．７μｍの開口部の混在比率を高くし、部分領域（３）方向に向って１．７４２μｍ×１．７４２μｍの開口部の混在比率を高くする。また、部分領域（３）では、部分領域（２）との境界近傍で１．７４２μｍ×１．７４２μｍの開口部の混在比率を高くし、最外周部方向に向って１．７８３μｍ×１．７８３μｍの開口部の混在比率を高くする。 (Fourth embodiment)
The solid-state imaging device of this embodiment is a combination of a change in the opening area of the opening of the light shielding layer and a change in the arrangement pitch of the microlenses. As shown in FIG. 14, the (0, 0) point indicates the center point of the effective imaging region, and the effective imaging region is divided into concentric annular regions centered on the center point, and is divided into three partial regions (1). To (3) are defined. In the partial areas (1) to (3), for example, in the center of the effective imaging area, the center of the microlens and the center of the light receiving unit so as to correspond to the linear change portion of the camera lens characteristic as shown in FIG. And the arrangement pitch of the microlenses is adjusted so that the center of the microlens is shifted from the center of the light receiving unit toward the center of the effective imaging region as it approaches the periphery of the partial region (1). However, since the non-linearity of the camera lens characteristics shown in FIG. 15 is not taken into account for such a change in the arrangement pitch of the microlenses, the sensitivity is still lowered (for example, 5 to 5) in the partial areas (2) and (3). About 10%). Therefore, in the present invention, for example, only an opening having an opening area of 1.7 μm × 1.7 μm is arranged in the partial region (1), and 1.7 μm × 1.7 μm and 1 are provided in the partial region (2). .742 μm × 1.742 μm are arranged in a mixture of two openings, and the partial region (3) has two openings of 1.742 μm × 1.742 μm and 1.783 μm × 1.783 μm. Arrange the openings of the area together. In the partial region (2), the mixture ratio of the opening of 1.7 μm × 1.7 μm is increased near the boundary with the partial region (1), and 1.742 μm × 1 toward the partial region (3) direction. Increase the mixing ratio of .742 μm openings. Further, in the partial region (3), the mixture ratio of the opening portion of 1.742 μm × 1.742 μm is increased in the vicinity of the boundary with the partial region (2), and 1.783 μm × 1.783 μm toward the outermost peripheral portion. Increase the mixing ratio of the openings.

これにより、部分領域（２）、（３）において、開口面積が最大１０％増大するようにほぼ連続的に変化させて開口部が配置され、図１５に示すカメラレンズ特性の非線形変化に対応することができる。
上述の実施形態は例示であり、本発明の固体撮像素子はこれらに限定されるものではない。 Thereby, in the partial regions (2) and (3), the openings are arranged so as to be changed almost continuously so that the opening area is increased by 10% at maximum, which corresponds to the non-linear change in the camera lens characteristics shown in FIG. be able to.
The above-described embodiments are examples, and the solid-state imaging device of the present invention is not limited to these.

［撮像装置］
図１６は、本発明の撮像装置の一実施形態を示す概略断面図である。図１６において、本発明の撮像装置３１は、本発明の固体撮像素子３２を備えた基板３３と、固体撮像素子３２の外側に配した封止用部材３４と、この封止用部材３４を介して固体撮像素子３２と所望の間隙を設けて対向するように配設された保護材３５とを備えている。また、固体撮像素子３２は配線３６、表裏導通ビア３７を介して外部端子３８に接続されている。このようなセラミックパッケージ型の撮像装置３１は、種々のデジタルカメラ、ビデオカメラ等に使用することができ、カメラの高感度化、小型化、薄型化が可能である。 [Imaging device]
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an imaging apparatus of the present invention. In FIG. 16, an image pickup apparatus 31 of the present invention includes a substrate 33 including the solid-state image sensor 32 of the present invention, a sealing member 34 disposed outside the solid-state image sensor 32, and the sealing member 34. And a protective material 35 disposed to face the solid-state imaging device 32 with a desired gap. The solid-state imaging device 32 is connected to an external terminal 38 via a wiring 36 and front and back conductive vias 37. Such a ceramic package type image pickup device 31 can be used for various digital cameras, video cameras, and the like, and the sensitivity, size and thickness of the camera can be reduced.

また、図１７は、本発明の撮像装置の他の実施形態を示す概略断面図である。図１７に示される本発明の撮像装置４１は、携帯電話用カメラモジュールの例であり、本発明の固体撮像素子４２を備えた基板４３と、固体撮像素子４２の外側に配した封止用部材４４と、固体撮像素子４２と所望の間隙を設けて対向するように配設された赤外カットフィルタ４５と、赤外カットフィルタ４５上に配設された鏡筒４６と、この鏡筒４６内に装着されたレンズユニット４７を備えている。このような撮像装置４１は、本発明の固体撮像素子４２がシェーディング補正されていて高感度のものであるため、小型化、薄型化が可能である。
本発明の撮像装置は上述の実施形態に限定されるものではなく、固体撮像素子として本発明の固体撮像素子を備えるものであればよく、従来の種々の撮像装置の構成をそのまま採用することができる。 FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the imaging apparatus of the present invention. An imaging device 41 of the present invention shown in FIG. 17 is an example of a camera module for a mobile phone, and includes a substrate 43 provided with the solid-state image sensor 42 of the present invention, and a sealing member disposed outside the solid-state image sensor 42. 44, an infrared cut filter 45 disposed so as to face the solid-state imaging device 42 with a desired gap, a lens barrel 46 disposed on the infrared cut filter 45, and the inside of the lens barrel 46 The lens unit 47 attached to the lens is provided. Such an image pickup apparatus 41 can be reduced in size and thickness because the solid-state image pickup element 42 of the present invention is subjected to shading correction and has high sensitivity.
The image pickup apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any structure that includes the solid-state image pickup element of the present invention as a solid-state image pickup element may be used, and the configurations of various conventional image pickup apparatuses may be employed as they are. it can.

次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例］
まず、画素受光部ピッチ２．０μｍ、画素数２５９２個×１９４４個のＣＭＯＳイメージセンサーを形成したウェハを用意した。
次に、上記のウェハ上に、以下のようにして、遮光層、パッシベーション層、下平坦化層、カラーフィルタ、上平坦化層、および、マイクロレンズを形成した。 Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[Example]
First, a wafer on which a CMOS image sensor having a pixel light receiving portion pitch of 2.0 μm and a pixel number of 2592 × 1944 was formed.
Next, a light shielding layer, a passivation layer, a lower planarizing layer, a color filter, an upper planarizing layer, and a microlens were formed on the wafer as described below.

（遮光層の形成）
ウェハ表面をスピンスクラパーで洗浄した後、スパッタリング法によってアルミニウム薄膜層（厚み０．６μｍ）を形成した。このアルミニウム薄膜層上にポジ型の感光性レジスト（住友化学（株）製ＰＦＩ５８）を塗布し、プリベーク、１／５縮小型のｉ線ステッパーによる露光、現像を行ってレジストパターンを形成した。その後、このレジストパターンをマスクとしてアルミニウム薄膜層をエッチング（エッチングガスとしてＢＣｌ₃、Ｃｌ₂を使用したドライエッチング法）して開口部を設けて遮光層を形成した。
上記の露光においては、図１１にてＡ＝２．０μｍ、Ｂ＝Ｃ＝０．１μｍ、Ｄ＝０．０８μｍとし、Ｅ＝１．８μｍ、Ｆ＝１．７２μｍの２種の光透過部を有する遮光層形成用フォトマスクを使用し、図１２に示されるように、部分領域（１）〜（４）に開口部を配置した。この場合、部分領域（１）はＸ軸上の４００画素までとし、部分領域（２）はＸ軸上の４０１画素から７５０画素まで、部分領域（３）はＸ軸上の７５１画素から１１００画素まで、部分領域（４）はＸ軸上の１１０１画素から最外周の１２９６画素までとした。 (Formation of light shielding layer)
After cleaning the wafer surface with a spin scraper, an aluminum thin film layer (thickness 0.6 μm) was formed by sputtering. A positive photosensitive resist (PFI58 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was applied onto the aluminum thin film layer, and a resist pattern was formed by pre-baking and exposure and development with a 1/5 reduction type i-line stepper. Thereafter, the aluminum thin film layer was etched using this resist pattern as a mask (a dry etching method using BCl ₃ and Cl ₂ as an etching gas) to provide an opening to form a light shielding layer.
In the above exposure, in FIG. 11, two types of light transmitting portions of A = 2.0 μm, B = C = 0.1 μm, D = 0.08 μm, E = 1.8 μm, and F = 1.72 μm are used. Using the photomask for forming a light shielding layer, openings were arranged in the partial regions (1) to (4) as shown in FIG. In this case, the partial area (1) is up to 400 pixels on the X axis, the partial area (2) is from 401 pixels to 750 pixels on the X axis, and the partial area (3) is from 751 pixels to 1100 pixels on the X axis. The partial region (4) is from 1101 pixels on the X axis to 1296 pixels on the outermost periphery.

（パッシベーション層の形成）
遮光層を被覆するように、プラズマＣＶＤ法により二酸化珪素層（厚み０．３μｍ）と窒化珪素層（厚み０．３μｍ）を順次形成して、２層構造のパッシベーション層とした。 (Formation of passivation layer)
A silicon dioxide layer (thickness 0.3 μm) and a silicon nitride layer (thickness 0.3 μm) were sequentially formed by plasma CVD so as to cover the light-shielding layer, thereby forming a two-layered passivation layer.

（下平坦化層の形成）
パッシベーション層上に、光硬化型アクリル系透明樹脂材料（富士マイクロエレクトロニクスマテリアルズ（株）製ＣＴ−２０２０Ｌ）をスピン塗布し、次いで、プリベーク、紫外線全面露光、ポストベークを行って下平坦化層（厚み０．３μｍ）を形成した。 (Formation of lower planarization layer)
A photo-curing acrylic transparent resin material (CT-2020L manufactured by Fuji Microelectronics Materials Co., Ltd.) is spin-coated on the passivation layer, followed by pre-baking, UV exposure, and post-baking to form a lower planarizing layer ( A thickness of 0.3 μm) was formed.

（カラーフィルタの形成）
ネガ型感光性の赤色材料（Ｒ用材料）、緑色材料（Ｇ用材料）、青色材料（Ｂ用材料）として以下の材料を用意した。
Ｒ用材料：富士マイクロエレクトロニクスマテリアルズ（株）製ＳＲ−４０００Ｌ
Ｇ用材料：富士マイクロエレクトロニクスマテリアルズ（株）製ＳＧ−４０００Ｌ
Ｂ用材料：富士マイクロエレクトロニクスマテリアルズ（株）製ＳＢ−４０００Ｌ
Ｇ、Ｒ、Ｂの形成順序で、上記材料をスピン塗布し、プリベーク、１／５縮小型のｉ線ステッパーによる露光、現像、ポストベークを行って、ＲＧＢカラーフィルタ（厚み０．８μｍ）を形成した。尚、現像液として、富士マイクロエレクトロニクスマテリアルズ（株）製ＣＤ−２０００の５０％希釈液を使用した。また、カラーフィルタの配置ピッチは２．０μｍとした。 (Formation of color filter)
The following materials were prepared as negative photosensitive red materials (R materials), green materials (G materials), and blue materials (B materials).
Material for R: SR-4000L manufactured by Fuji Microelectronic Materials Co., Ltd.
Material for G: SG-4000L manufactured by Fuji Microelectronic Materials Co., Ltd.
Material for B: SB-4000L manufactured by Fuji Microelectronic Materials Co., Ltd.
In the order of formation of G, R, and B, the above materials are spin-coated, and an RGB color filter (thickness 0.8 μm) is formed by performing pre-baking, exposure with a 1/5 reduction type i-line stepper, development, and post-baking. did. As a developing solution, a 50% diluted solution of CD-2000 manufactured by Fuji Microelectronic Materials Co., Ltd. was used. The arrangement pitch of the color filters was 2.0 μm.

（上平坦化層の形成）
ＲＧＢカラーフィルタ上に、光硬化型アクリル系透明樹脂材料（富士マイクロエレクトロニクスマテリアルズ（株）製ＣＴ−２０２０Ｌ）をスピン塗布し、次いで、プリベーク、紫外線全面露光、ポストベークを行って上平坦化層（厚み０．３μｍ）を形成した。 (Formation of upper planarization layer)
A light curable acrylic transparent resin material (CT-2020L manufactured by Fuji Microelectronics Materials Co., Ltd.) is spin-coated on the RGB color filter, followed by pre-baking, ultraviolet exposure and post-baking, and an upper flattening layer (Thickness 0.3 μm) was formed.

（マイクロレンズの形成）
上平坦化層上に、マイクロレンズ材料としてＪＳＲ（株）製ＭＦＲ４０１Ｌをスピン塗布し、プリベーク、１／５縮小型のｉ線ステッパーによる露光、現像、後露光、ポストベークによるメルトフローを行って、マイクロレンズを形成した。尚、現像液として、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）の１．１９％液を使用した。
上記の露光においては、配置ピッチを２．０μｍとしたマイクロレンズ用フォトマスクを使用した。 (Formation of microlenses)
On top flattening layer, spin coating MFR401L made by JSR Co., Ltd. as a microlens material, pre-baking, exposure with 1/5 reduction type i-line stepper, development, post-exposure, post-baking melt flow, A microlens was formed. A 1.19% solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) was used as the developer.
In the above-described exposure, a microlens photomask having an arrangement pitch of 2.0 μm was used.

次に、ボンディングパッド部の窓開けを行った。すなわち、ポジレジスト（住友化学（株）製ｉ線用ポジレジストＰＦＩ−２７）をスピン塗布し、次いで、プリベーク後、ボンディングパッド部およびスクライブ部に対応するパターンを有するフォトマスク用いて露光、現像を行い、ボンディングパッド部およびスクライブ部のレジストを除去し、その後、酸素アッシングを行って、当該箇所上の上平坦化層、下平坦化層をエッチング除去した。次いで、レジスト剥離液を用いてポジレジストを除去した。
次いで、ウェハのダイシングを行い、パッケージ組立を行って、本発明の固体撮像素子を作製した。 Next, the bonding pad portion was opened. That is, a positive resist (i-line positive resist PFI-27 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is spin-coated, and after pre-baking, exposure and development are performed using a photomask having a pattern corresponding to the bonding pad portion and the scribe portion. Then, the resist in the bonding pad portion and the scribe portion was removed, and then oxygen ashing was performed, and the upper planarization layer and the lower planarization layer on the portion were removed by etching. Next, the positive resist was removed using a resist stripping solution.
Next, the wafer was diced and package assembled to produce the solid-state imaging device of the present invention.

［比較例］
遮光層の形成において、Ｅ＝１．７２μｍの１種の光透過部を有する遮光層形成用フォトマスクを使用した他は、実施例と同様にして固体撮像素子を作製した。
［評価］
上述のように作製した固体撮像素子に関して、下記の条件で感度を測定し、結果を図１８に示した。図１８に示されるように、本発明の固体撮像素子は、シェーディング補正が有効になされ、その感度分布（図１８に実線で示す）は比較例の固体撮像素子の感度分布（図１８に鎖線で示す）に比べて約１０％改善されていることが確認された。
（感度の測定条件）
作製した固体撮像素子に、カメラレンズとして図１５に示す特性のものを用い、
白色光源に対するＸ軸方向の感度分布を測定した。 [Comparative example]
In the formation of the light shielding layer, a solid-state imaging device was produced in the same manner as in the example except that a photomask for forming a light shielding layer having one kind of light transmitting portion with E = 1.72 μm was used.
[Evaluation]
With respect to the solid-state imaging device manufactured as described above, the sensitivity was measured under the following conditions, and the results are shown in FIG. As shown in FIG. 18, the solid-state image sensor of the present invention is effectively subjected to shading correction, and the sensitivity distribution (shown by a solid line in FIG. 18) is the sensitivity distribution of the solid-state image sensor of the comparative example (shown by a chain line in FIG. 18). It was confirmed that the improvement was about 10% compared to (shown).
(Sensitivity measurement conditions)
For the manufactured solid-state imaging device, a camera lens having the characteristics shown in FIG. 15 is used.
The sensitivity distribution in the X-axis direction with respect to the white light source was measured.

小型で高信頼性の固体撮像素子、撮像装置が要求される種々の分野において適用できる。 The present invention can be applied to various fields in which a small and highly reliable solid-state imaging device and imaging device are required.

本発明の固体撮像素子の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the solid-state image sensor of this invention. 本発明の固体撮像素子を説明するための部分領域毎の遮光層の開口率を示す図である。It is a figure which shows the aperture ratio of the light shielding layer for every partial area for demonstrating the solid-state image sensor of this invention. 本発明の固体撮像素子を説明するための遮光層の開口率の補正曲線を示す図である。It is a figure which shows the correction curve of the aperture ratio of the light shielding layer for demonstrating the solid-state image sensor of this invention. 本発明の固体撮像素子を説明するための部分領域毎の開口部の開口面積を示す図である。It is a figure which shows the opening area of the opening part for every partial area for demonstrating the solid-state image sensor of this invention. 本発明の固体撮像素子の一実施形態における遮光層の開口部の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the opening part of the light shielding layer in one Embodiment of the solid-state image sensor of this invention. 図５において円で囲んだ部分領域の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a partial region surrounded by a circle in FIG. 5. 図６に示される中間帯状部の交差部分における開口部の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the opening part in the cross | intersection part of the intermediate strip | belt-shaped part shown by FIG. 本発明の固体撮像素子の他の実施形態における遮光層の開口部の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the opening part of the light shielding layer in other embodiment of the solid-state image sensor of this invention. 開口面積の異なる開口部を示す図である。It is a figure which shows the opening part from which opening area differs. 図８に示される開口部配置における開口面積が大きい開口部の各部分領域での数を示す図である。It is a figure which shows the number in each partial area | region of the opening part with a large opening area in the opening part arrangement | positioning shown by FIG. 遮光層形成用フォトマスクの一画素分を示す図である。It is a figure which shows one pixel part for the photomask for light shielding layers formation. 本発明の固体撮像素子の他の実施形態における遮光層の開口部配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the opening part of the light shielding layer in other embodiment of the solid-state image sensor of this invention. 本発明の固体撮像素子の他の実施形態における遮光層の開口部配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the opening part of the light shielding layer in other embodiment of the solid-state image sensor of this invention. 本発明の固体撮像素子の他の実施形態における遮光層の開口部配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opening part arrangement | positioning of the light shielding layer in other embodiment of the solid-state image sensor of this invention. 撮像装置に用いられるレンズの主光線入射角度と像高の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the chief ray incident angle of a lens used for an imaging device, and image height. 本発明の撮像装置の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the imaging device of this invention. 本発明の撮像装置の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of the imaging device of this invention. 実施例における感度測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the sensitivity measurement in an Example. 固体撮像素子におけるシェーディング現象を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shading phenomenon in a solid-state image sensor. 固体撮像素子におけるシェーディングの補正を説明するための図である。It is a figure for demonstrating correction | amendment of the shading in a solid-state image sensor. 有効撮像領域内での感度差を示す図である。It is a figure which shows the sensitivity difference in an effective imaging area. シェーディング補正のための遮光層の開口率の補正曲線を示す図である。It is a figure which shows the correction curve of the aperture ratio of the light shielding layer for shading correction | amendment. 固体撮像素子におけるシェーディングの補正をする際の開口部の開口面積の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the opening area of the opening part at the time of correcting the shading in a solid-state image sensor.

Explanation of symbols

１…固体撮像素子
２…基板
３…受光部
４…金属電極
５…パッシベーション層
６…遮光層
６ａ…開口部
７…下平坦化層
８…カラーフィルタ
９…上平坦化層
１０…マイクロレンズアレイ
１１…マイクロレンズ
３１，４１…撮像装置
３２，４２…固体撮像素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state image sensor 2 ... Board | substrate 3 ... Light-receiving part 4 ... Metal electrode 5 ... Passivation layer 6 ... Light shielding layer 6a ... Opening part 7 ... Lower planarization layer 8 ... Color filter 9 ... Upper planarization layer 10 ... Micro lens array 11 ... Microlens 31, 41 ... Imaging device 32, 42 ... Solid-state imaging device

Claims

In a solid-state imaging device comprising at least a plurality of light receiving portions arranged two-dimensionally at a predetermined pitch and a light shielding layer having a plurality of openings arranged corresponding to each of the light receiving portions,
The opening constituting the light shielding layer is composed of two or more types of rectangular openings having different opening areas, the dimensional difference of one side between openings having different opening areas is 0.2 nm or more, and the effective imaging region is from the center. It is divided into a plurality of partial areas toward the periphery, and the light shielding layer in each partial area has an opening having the same opening area, and is adjacent to a boundary where adjacent partial areas having different opening areas are adjacent. A solid-state imaging device having an intermediate band-like portion including a light shielding layer having a mixture of openings of respective opening areas in a partial region.

2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a mixture ratio of openings having different opening areas in the intermediate band portion continuously changes within a range of 1: 0 to 0: 1.

In a solid-state imaging device comprising at least a plurality of light receiving portions arranged two-dimensionally at a predetermined pitch and a light shielding layer having a plurality of openings arranged corresponding to each of the light receiving portions,
The opening constituting the light shielding layer is composed of two or more types of rectangular openings having different opening areas, the dimensional difference of one side between openings having different opening areas is 0.2 nm or more, and the effective imaging region is from the center. A solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device is divided into a plurality of partial regions toward the periphery, and a partial region including a light shielding layer having a mixture of openings having different opening areas exists in the plurality of partial regions.

4. The solid according to claim 3, wherein the mixture ratio of the openings having different opening areas in the partial area changes along the direction from the center of the effective imaging area to the periphery in the partial area. Image sensor.

The solid-state image pickup device according to claim 3, wherein a mixture ratio of openings having different opening areas in the partial area is substantially uniform in the partial area.

The solid-state imaging device according to claim 3, wherein openings having different opening areas are randomly arranged in the partial region.

7. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein a difference in opening area between openings arranged adjacent to each other in the same partial region is 10% or less.

8. The solid according to claim 1, wherein the average size of the opening area of the opening for each partial region tends to increase from the center to the periphery of the effective imaging region. Image sensor.

The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the partial region has a mosaic shape.

The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the partial region is a concentric annular region centering on an effective imaging region center.

An imaging apparatus comprising the solid-state imaging element according to claim 1.