JP2009063777A - 着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法、カラー固体撮像素子およびその製造方法、カラー表示装置およびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するマイクロレンズ間の間隔がゼロで、各色毎に均一で最適レンズ形状を得る。
【解決手段】基板１１上に設けられた透明膜の第２の平坦化膜２１上に、必要に応じて顔料または染料で着色された感光性材料を均一に形成し、その感光性材料に対して、所定の箇所に選択的に紫外線光を適量照射するかまたは、必要に応じて遮光膜で光の透過率を段階的または連続的にレンズパターン形状が調整されたマスク手段としてのレクチル板などを用いて所定の箇所に選択的に紫外線光を適量照射した後に、この紫外線光が照射された感光性材料の現像処理を行い、表面をレンズ形状に形成し、各々のマイクロレンズの周縁部が互いに重なり合い、デバイスの要求性能に応じかつ各色に応じたマイクロレンズ形状の着色マイクロレンズアレイ２４として、ブルー着色マイクロレンズ２４Ｂ、グリーン着色マイクロレンズ２４Ｇおよびレッド着色マイクロレンズ２４Ｒを順次形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばベイヤー配列などの所定の色配列で複数の位置に入射光を集光させるための着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法、特に、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成されたカラー固体撮像装置や、カラー液晶表示装置などに用いる着色されたマイクロレンズや層内レンズなどの着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法、この着色マイクロレンズアレイを用いたカラー固体撮像素子およびその製造方法、この着色マイクロレンズアレイを用いたカラー液晶表示装置などのカラー表示装置およびその製造方法、このカラー固体撮像素子を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。

近年、ＣＣＤ（ChargeCoupled Device，電荷結合素子）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの半導体素子を用いたカラー固体撮像素子は、その完成品の電子情報機器として、デジタルカメラをはじめ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話装置、スキャナ、デジタル複写機、ファクシミリなど様々な用途に利用されている。その普及につれて、画素数の増大、受光感度の向上などの高機能化、高性能化はもとより、小型化、低価格化などの要請がますます強まってきている。

このように、カラー固体撮像素子の小型化、高画素化が進み、同時に低価格化が要求されると、カラー固体撮像素子に組み込まれる画素の大きさは、ますます縮小化される。この画素の縮小化に伴い、カラー固体撮像素子の基本性能の一つである受光感度は低下し、照度が低い所での鮮明な像の撮影は困難なものとなる。したがって、単位画素当りの受光感度をいかに向上させるかが重要となっている。

そこで、カラー固体撮像素子の感度を上げる方法として、カラーフィルタの上部に有機高分子材料からなるマイクロレンズを形成したり（例えば特許文献１）、さらに、カラーフィルタの下部で受光部とカラーフィルタとの間の積層構造の内部にもレンズを形成する（例えば特許文献２）、いわゆる層内レンズを配置する技術が知られている。

しかしながら、これらのマイクロレンズや層内レンズは受光部上に垂直に入射する光に対しては集光率が上がり、固体撮像素子（受光部）の感度も向上するが、垂直ではない入射角度を持った斜め光に対しては焦点が受光部中心から外れ、特に、受光部の周辺部で光量が落ち画質の悪化を招いている。この現象は、画素の縮小化に伴い相対的にマイクロレンズと受光部との距離が遠くなるにつれて顕著になっている。

したがって、小型化、高画素化が進むカラー固体撮像素子の機能として、マイクロレンズや層内レンズによって受光感度を向上させるのと同時に、上記マイクロレンズと受光部間の距離を短く抑える技術が求められている。
このような技術として、特許文献３に、ＣＣＤ上への着色マイクロレンズアレイの形成方法が提案されている。この着色マイクロレンズアレイの形成方法について、図８を用いて詳細に説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、半導体基板１０１の表面に、被写体からの画像光を光電変換して撮像する光電変換部としての受光部１０２と、この受光部１０２からの信号電荷を読み出し部１０３を通して読み出して、所定方向に順次電荷転送させるためのＣＣＤ電荷転送チャネル１０４と、これらの受光部１０２およびＣＣＤ電荷転送チャネル１０４の周囲を素子分離するためのチャネルストッパ１０５とを順次形成する。さらに、ＣＣＤ転送チャネル１０２上に絶縁膜１０６を介して電荷転送電極１０７を形成する。さらに、その電荷転送電極１０７上に層間絶縁膜１０８を形成し、その上に、受光部１０２の上方を開口するように遮光膜１０９を形成する。

次に、図８（ｂ）に示すように、この絶縁膜１０６および遮光膜１０９上には、ＢＰＳＧ（Boro-Phospho-Silicate Grass）などによる第１の平坦化膜１１０を積層した後に、図８（ｃ）に示すように第２の平坦化膜１１１によって表面を平滑化する。
その後、図９（ｄ）に示すように、その第２の平坦化膜１１１上に、ブルーカラーフィルタ１１２Ｂ、グリーンカラーフィルタ１１２Ｇ、レッドカラーフィルタ１１２Ｒが、例えばベイヤー配列などで、３原色がモザイク状に組み合わされて配列されたカラーフィルタアレイ１１２を、顔料分散レジストまたは染色法によって形成する。
続いて、図９（ｅ）に示すように、光電変換部としての受光部１０２の上方に対応させて位置するように、転写用のレジストパターンであるマイクロレンズ形状パターン１１３として、有機高分子材料を利用して上に凸形状のマイクロレンズ形状と同様のレンズ形状に成型する。

このマイクロレンズ形状パターン１１３をマスクとして用いて、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などの異方性エッチングにより、各色のカラーフィルタ１１２Ｂ、１１２Ｇおよび１１２Ｒを同時にエッチングして、図９（ｆ）に示すように、各カラーフィルタ１１２Ｂ、１１２Ｇおよび１１２Ｒを凸レンズ状にそれぞれ転写するように成型する。その結果、光電変換部としての各受光部１０２の上方にそれぞれ対応させて位置するように各色に着色された着色マイクロレンズ１１４Ｂ、１１４Ｇおよび１１４Ｒからなる着色マイクロレンズアレイ１１４を形成する。
特公第２９４５４４０号公報 特開平１１−４０７８７号公報 特開平５−２０６４２９号公報

しかしながら、上記従来の着色マイクロレンズアレイ１１４の形成方法では、つぎのような問題がある。

まず、着色マイクロレンズを成型する際に用いるマイクロレンズ形状パターン１１３は、加熱によるリフローにて形成するため、隣接パターン間の間隙は製造上の制約から約０．１μｍ以下に均一に抑えることは非常に困難である。さらに、このマイクロレンズ形状パターン１１３をマスクにしてカラーフィルタアレイ１１２に異方性エッチングを行って、カラーフィルタアレイ１１２を凸レンズ状に転写成型するため、出来上がった隣接する各着色マイクロレンズ１１４Ｂ、１１４Ｇおよび１１４Ｒの間の間隔はさらに広がり、最小でも０．１μｍが限界である。したがって、この各着色マイクロレンズ１１４Ｂ、１１４Ｇおよび１１４Ｒの間隔が広い（理想的には間隔がゼロ）ことによって、その分、レンズ面積も小さくなって入射光の利用効率が悪く、従来のカラー固体撮像素子の受光感度の向上に支障を来たしてしまうという問題がある。

また、一般に、カラーフィルタアレイ１１２のプラズマエッチングレートは、そのカラーフィルタアレイ１１２に含まれる顔料や染料などの色素の化学構造に左右される。特に、ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）のうちの青色系（Ｂ系）のカラーフィルタ１１２Ｂに含まれる金属フタロシアニン系色素は耐プラズマ性が高いために、カラーフィルタ１１２Ｂのエッチングレートが他のカラーフィルタ１１２Ｇおよび１１２Ｒのエッチングレートに比較して低い。このため、各マイクロレンズ形状パターン１１３を全て同一形状のパターンを用いて、同一条件下で同時にカラーフィルタアレイ１１２を異方性エッチングする場合に、各色毎に各着色マイクロレンズ１１４Ｂ、１１４Ｇおよび１１４Ｒの各形状に差が生じて、各色によってレンズ形状が均一化しない。この場合、マイクロレンズ１１４Ｂが最も厚いレンズとなる。したがって、この各着色マイクロレンズ１１４Ｂ、１１４Ｇおよび１１４Ｒの形状差によって、従来の固体撮像装置の画質低下を引き起こしてしまうという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、隣接するマイクロレンズ間の間隔がゼロで、かつ各色毎に均一で最適レンズ形状を得ることができる着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法、これを用いたカラー固体撮像素子およびその製造方法、また同様にこれを用いたカラー表示装置およびその製造方法、カラー固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器を提供することを目的とする。

本発明の着色マイクロレンズアレイは、基板上、または該基板上に設けられた透明膜上に、複数の位置にそれぞれ入射光を集光させるための複数のマイクロレンズを有し、該複数のマイクロレンズが、互いに隣接位置でその周端縁部を重さね合せかつ複数種類の各色でそれぞれ着色されて所定の色配列で配列されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイにおける所定の色配列は、シアン、イエローおよびマゼンダの補色系による色配列かまたは原色系の色配列である。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイにおける補色系による色配列において、前記複数種類の色のうち１種類の色として前記マゼンダを、着色されていない無色とする。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイにおける複数のマイクロレンズが、各々の表面が透明膜の間に設けられた層内マイクロレンズである。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイにおいて、前記複数のマイクロレンズに顔料または染料が分散されている。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイにおいて、前記複数のマイクロレンズに色素が含有されている。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイにおいて、前記複数のマイクロレンズを形成する材料が感光性材料を有している。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイにおける複数のマイクロレンズが、前記所定の色配列の複数種類の色に応じてレンズ形状が設定されている。

本発明の着色マイクロレンズアレイの製造方法は、基板上、または該基板上に形成された透明膜上に、顔料または染料で着色された感光性材料を均一に形成する感光性材料形成工程と、該感光性材料の所定箇所に選択的に光を照射した後に、現像処理を行って表面をレンズ形状に形成するレンズ形状形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイの製造方法におけるレンズ形状形成工程は、前記感光性材料の所定箇所に選択的に光を照射することにより該感光性材料の表面をレンズ形状に形成する際に、遮光膜で光の透過率を段階的または連続的に調整したマスク手段を用いて、複数のマイクロレンズそれぞれのレンズ形状に形成する。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイの製造方法における複数のマイクロレンズを、隣接するマイクロレンズの周端縁部が重なり合いかつ複数種類の各色でそれぞれ着色された所定の色配列により形成する。

さらに、好ましくは、本発明の着色マイクロレンズアレイの製造方法における複数のマイクロレンズにおいて、前記色配列の複数種類の色それぞれに応じてレンズ形状を形成する。

本発明の着色マイクロレンズアレイは、本発明の上記着色マイクロレンズアレイの製造方法により製造されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明のカラー固体撮像素子は、被写体からの画像光を光電変換する複数の各受光素子が２次元状に設けられたカラー固体撮像素子において、該各受光素子上に透明膜を介して、該各受光素子にそれぞれ入射光を集光するための本発明の上記着色マイクロレンズアレイが設けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のカラー固体撮像素子において、前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷転送部に読み出されて所定方向に順次電荷転送されるＣＣＤ型カラー固体撮像素子である。

さらに、好ましくは、本発明のカラー固体撮像素子において、前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷検出部に電荷転送され、該電荷検出部で該信号電荷が電圧に変換され、該変換された電圧に応じて増幅されて撮像信号として信号出力されるＣＭＯＳ型カラー固体撮像素子である。

本発明のカラー固体撮像素子の製造方法は、被写体からの画像光を光電変換する複数の各受光素子が２次元状に設けられたカラー固体撮像素子の製造方法において、該各受光素子上に透明膜を介して、請求項９〜１２のいずれかに記載の着色マイクロレンズアレイの製造方法により着色マイクロレンズアレイを形成する工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のカラー固体撮像素子の製造方法において、前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷転送部に読み出されて所定方向に順次電荷転送されるＣＣＤ型カラー固体撮像素子の製造方法である。

さらに、好ましくは、本発明のカラー固体撮像素子の製造方法において、前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷検出部に電荷転送され、該電荷検出部で信号電荷が電圧に変換され、該変換された電圧に応じて増幅されて撮像信号として信号出力するＣＭＯＳ型カラー固体撮像素子の製造方法である。

本発明のカラー固体撮像素子は、本発明の上記カラー固体撮像素子の製造方法により製造されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明のカラー固体撮像素子は、本発明のカラー固体撮像素子の製造方法により製造されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明のカラー表示装置は、本発明の上記着色マイクロレンズアレイの各着色マイクロレンズをそれぞれ、表示パネルに、該表示パネルの表示画素毎に設けたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明のカラー表示装置の製造方法は、本発明の上記着色マイクロレンズアレイの製造方法により着色マイクロレンズアレイを形成する工程を有し、前記着色マイクロレンズアレイの各着色マイクロレンズをそれぞれ表示画素毎に表示パネルに形成するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明のカラー表示装置は、本発明の上記カラー固体撮像素子の製造方法により製造されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の電子情報機器は、本発明の上記カラー固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明では、基板または基板上に設けられた透明膜上に、必要に応じて顔料または染料で着色された感光性材料を均一に形成し、その感光性材料に対して、所定の箇所に選択的に紫外線光を適量照射するかまたは、必要に応じて遮光膜で光の透過率を段階的または連続的にレンズパターン形状が調整されたマスク手段としてのレクチル板などを用いて所定の箇所に選択的に紫外線光を適量照射した後に、この紫外線光が照射された感光性材料の現像処理を行い、表面をレンズ形状に形成し、各々のマイクロレンズの周縁部が互いに重なり合い、デバイスの要求性能に応じかつ各色に応じたマイクロレンズ形状の着色マイクロレンズアレイとして、例えば３原色のブルー着色マイクロレンズ、グリーン着色マイクロレンズおよびレッド着色マイクロレンズなど、複数種類の各色でそれぞれ着色されて色配列されている着色マイクロレンズアレイを順次形成する。これによって、隣接するマイクロレンズ間の間隔がゼロで、かつ各色毎に均一で最適レンズ形状を得ることが可能となって、しかも、マイクロレンズと受光部間の距離が短縮され、各色毎に均一性の良い高品質でかつ高性能の着色マイクロレンズアレイを得ることが可能となる。

以上により、本発明のよれば、基板または基板上に設けられた透明膜上に、必要に応じて顔料または染料で着色された感光性材料を均一に形成し、所定の箇所に選択的に紫外線光を適量、または必要に応じて遮光膜で光の透過率を段階的または連続的に調整したマスク手段を使用することによって照射した後、現像処理を行い表面をレンズ形状に形成し、各々のマイクロレンズの周縁部が重なり合い、デバイスの要求性能に応じてマイクロレンズ形状、マイクロレンズと受光部間の距離を短く良好なものとし、各色毎に均一性の良い高品質でかつ高性能の最適レンズ形状の着色マイクロレンズアレイを得ることができる。

以下に、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法をＣＣＤ固体撮像素子（ＣＣＤ型イメージセンサ）およびその製造方法に適用した場合を実施形態１とし、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法を、層内着色レンズアレイとして、ＣＣＤ固体撮像素子（ＣＣＤ型イメージセンサ）およびその製造方法に適用した場合を実施形態２とし、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法をＣＭＯＳ固体撮像素子（ＣＭＯＳ型イメージセンサ）およびその製造方法に適用した場合を実施形態３とし、さらに、これらの実施形態１〜３のいずれかの固体撮像素子を撮像部に用いた電子情報機器を実施形態４として、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の着色マイクロレンズアレイを用いた実施形態１のＣＣＤ固体撮像素子の１画素構造例を模式的に示す縦断面図である。

図１において、本実施形態１のＣＣＤ固体撮像素子１は、半導体基板１１の表面に、被写体からの画像光を光電変換して撮像する複数の光電変換部としての複数の受光部１２がマトリクス状に設けられ、この各受光部１２からの信号電荷を読み出し部１３を通して読み出して、所定方向（垂直方向または水平方向）に順次電荷転送させるためのＣＣＤ電荷転送チャネル１４が受光部１２に読み出し部１３を介して隣接して設けられている。また、このＣＣＤ電荷転送チャネル１４の周囲には、素子分離用のチャネルストッパ１５が設けられている。ＣＣＤ電荷転送チャネル１４上には絶縁膜１６を介して電荷転送電極１７が設けられ、その上に、層間絶縁膜１８を介して、受光部１２の上方を開口した遮光膜１９が設けられている。その上に第１の平坦化膜２０、さらに、これよりも屈折率が高く、受光部１２に対してレンズ機能を持つ第２の平坦化膜２１が設けられている。

さらに、透明膜としての第２の平坦化膜２１上に、各受光部１２に対応するように２次元でマトリクス状に配置されたブルー着色マイクロレンズ２４Ｂおよびグリーン着色マイクロレンズ２４Ｇ、レッド着色マイクロレンズ２４Ｒが所定の配列、例えばベイヤ配列などに色配列されて設けられている。各々の着色マイクロレンズが互いに周縁部を重なり合わせ、かつ３原色のうちのいずれかの色でそれぞれ着色されている。

上記構成のＣＣＤ固体撮像素子１の製造方法について説明する。

図２（ａ）〜図２（ｃ）および図３（ｄ）〜図３（ｆ）は、図１のＣＣＤ固体撮像素子の製造方法を順次説明するための各工程までの単位画素構造例を模式的に示す縦断面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板１１の表面に、被写体からの画像光を光電変換して撮像する光電変換部としての受光部１２と、この受光部１２からの信号電荷を読み出し部１３を通して読み出して、所定方向（垂直方向または水平方向）に順次電荷転送させるためのＣＣＤ電荷転送チャネル１４と、これらの受光部１２およびＣＣＤ電荷転送チャネル１４の周囲を素子分離するためのチャネルストッパ１５とを順次形成する。さらに、ＣＣＤ転送チャネル１２上に絶縁膜１６を介して電荷転送電極１７を形成する。その電荷転送電極１７上に層間絶縁膜１８を形成し、その上に、電荷転送部への光漏れを防止するために、受光部１２の上方を開口した状たでタングステンなどの金属材料からなる遮光膜１９を形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、この絶縁膜１６および遮光膜１９上には、ＢＰＳＧからなる第１の平坦化膜２０を積層した後に、さらに、受光部１２上が凹状で電荷転送電極１７上が凸状の表面を、図２（ｃ）に示すように第２の平坦化膜２１によって平滑化する。この第２の平坦化膜２１は第１の平坦化膜２０よりも屈折率を高くしてレンズ効果を持たせるようにしてもよい。さらに、この第２の平坦化膜２１上に、第１の着色レジストとして、例えば紫外線に感光性を有するネガ型ブルーレジスト２２Ｂを形成する。続いて、Ｂ用の光電変換部としての受光部１２の上方に選択的に紫外線光を適量に照射できるマスク手段としてのレチクル板２３を用いて露光し、所定の条件で現像することによって、図３（ｄ）に示すようにレンズ形状を有したブルー着色マイクロレンズ２４Ｂを形成する。なお、この場合、マスク手段としてレチクル板２３を用いて、遮光膜で光の透過率を連続的に調整したが、これに限らず、光の透過率を段階的に調整したマスク手段を使用することもできる。

続いて、第２の平坦化膜２１上に、第２の着色レジストとして、例えば紫外線に感光性を有するネガ型グリーンレジスト膜（図示せず）を形成する。続いて、Ｇ用の光電変換部としての受光部１２の上方に選択的に紫外線光を適量に照射できるマスク手段としてのレチクル板２３を用いて露光し、所定の条件で現像することによって、図３（ｅ）に示すようにレンズ形状を有したグリーン着色マイクロレンズ２４Ｇを形成する。この場合、レチクル板２３は、遮光膜で光の透過率を段階的または連続的にレンズパターン形状が調整されたレンズパターン形成用のガラス原版である。凸レンズは真ん中が膨れているので、レンズパターン形状の真ん中が一番光を通しやすくなっている。また、レンズパターンのメッシュ密度を順次変えていくことでレンズパターン形成用のマスク手段を作ることができる。グリーン着色マイクロレンズ２４Ｇを上記ブルー着色マイクロレンズ２４Ｂ上に互いに周縁部が重なり合うように形成してギャップ０にする。これは、グリーンレジスト膜（図示せず）上に照射する紫外線光を適量に調整することによって容易に実現できる。また、この際の重なり量や着色マイクロレンズ形状も紫外線光量を各マスク手段で調整することによって所望のものを得ることができる。

さらに、第２の平坦化膜２１上に、第３の着色レジストとして、例えば紫外線に感光性を有するネガ型レッドレジスト膜（図示せず）を形成する。続いて、Ｒ用の光電変換部としての受光部１２の上方に選択的に紫外線光を適量に照射できるマスク手段としてのレチクル板２３を用いて露光し、所定の条件で現像することによって、図３（ｆ）に示すようにレンズ形状を有したレッド着色マイクロレンズ２４Ｒを形成する。この場合も、レッド着色マイクロレンズ２４Ｒを上記ブルー着色マイクロレンズ２４Ｂおよびグリーン着色マイクロレンズ２４Ｇ上に互いに周縁部が重なり合うように形成してギャップ０にする。これは、レッドレジスト膜（図示せず）上に照射する紫外線光を適量に調整することによって容易に実現できる。また、この際のレンズ周縁部の重なり量や着色マイクロレンズ形状も紫外線光量を各マスク手段で調整することによって所望のものを得ることができる。
以上により、光電変換部としての全ての受光部１２上方に各色に着色された着色マイクロレンズアレイ２４を形成することができる。この場合、着色マイクロレンズアレイ２４が角型の場合には図４（ａ）のように各レンズ周縁部が重なり部Ａ１によって重なっており、着色マイクロレンズアレイ２４が丸型の場合には図４（ｂ）のように各レンズ周縁部が重なり部Ａ２によって重なっている。これによって、レンズ間に隙間がなくギャップ０で、より広いレンズ面積とすることができて光をより集めることができる。したがって、入射光を有効に用いることができて、各受光部１２の受光感度を向上させることができる。なお、図４（ｂ）のように着色マイクロレンズアレイ２４が丸型の場合には、４つの着色マイクロレンズ間の真ん中はひし形状に空くが、従来の場合に比べると縮小されている。
しかも、各色毎に均一で最適レンズ形状を得ることができる可能となって、各色毎に均一性の良い高品質でかつ高性能の着色マイクロレンズアレイを得ることができる。例えば、緑色（Ｇ）の受光感度をよりよくするために、グリーン着色マイクロレンズ２４Ｇをブルー着色マイクロレンズ２４Ｂおよびレッド着色マイクロレンズ２４Ｒに比べて半径を大きくしかつ曲率を高く構成する。このように、複数のマイクロレンズが、所定の色配列の複数種類の色に応じてレンズ形状を設定することができる。各色に応じてレンズ形状を最適に変えることができる。

（実施形態２）
上記実施形態１では、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法について説明したが、本実施形態２では、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法を層内レンズに適用した場合について説明する。即ち、本実施形態２では、複数のマイクロレンズが、各々の表面が透明膜の間に設けられた層内マイクロレンズである場合について説明する。

図５（ａ）は、従来の方法で形成した層内マイクロレンズを備えたＣＣＤ固体撮像素子の単位画素構造例を模式的に示す縦断面図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施形態２で形成した層内着色マイクロレンズを備えたＣＣＤ固体撮像素子の単位画素構造例を模式的に示す縦断面図である。図５（ａ）の半導体基板２０１、受光部２０１、読み出し部２０３、ＣＣＤ電荷転送チャネル２０４、チャネルストッパ２０５、絶縁膜２０６、電荷転送電極２０７、層間絶縁膜２０８、遮光膜２０９、第１の平坦化膜２１０、第２の平坦化膜２１４、マイクロレンズ２１５はそれぞれ、図５（ｂ）に示す本実施形態２の半導体基板３１、受光部３２、読み出し部３３、ＣＣＤ電荷転送チャネル３４、チャネルストッパ３５、絶縁膜３６、電荷転送電極３７、層間絶縁膜３８、遮光膜３９、第１の平坦化膜４０、第２の平坦化膜４３、マイクロレンズ４４にそれぞれ順次対応しており、同様の作用効果を奏する。これらの部材は上記実施形態１の場合と略同様である。

図５（ａ）および図５（ｂ）において違っているのは、図５（ａ）に示す層内レンズ２１１、その上の平坦化膜２１２、さらにブルーカラーフィルタ２１３Ｂ、グリーンカラーフィルタ２１３Ｇおよびレッドカラーフィルタ２１３Ｒに対して、図５（ｂ）に示す本実施形態２のブルー着色層内マイクロレンズ４１Ｂ、グリーン着色層内マイクロレンズ４１Ｇおよびレッド着色層内マイクロレンズ４１Ｒと、その上の平坦化膜４２である。これによって、受光部３２からマイクロレンズ４４までの距離が大幅に短縮されて受光部３２の受光感度が大幅に改善される。

即ち、ＣＣＤ固体撮像素子２として、透明膜としての第１の平坦化膜４０上に、各受光部３２に対応するように２次元でマトリクス状に配置されたブルー着色層内マイクロレンズ４１Ｂ、グリーン着色層内マイクロレンズ４１Ｇおよびレッド着色層内マイクロレンズ４１Ｒが設けられている。各々のブルー着色層内マイクロレンズ４１Ｂ、グリーン着色層内マイクロレンズ４１Ｇおよびレッド着色層内マイクロレンズ４１Ｒが互いの周縁部を重なり合ってギャップ０である。これによって、より広いレンズ面積とすることができて入射光をより集めることができる。したがって、入射光を有効に用いることができて、各受光部１２の受光感度を向上させることができる。

上記構成のＣＣＤ固体撮像素子２におけるブルー着色層内マイクロレンズ４１Ｂ、グリーン着色層内マイクロレンズ４１Ｇおよびレッド着色層内マイクロレンズ４１Ｒの製造方法について説明する。なお、ここでも、図２（ｃ）〜図３（ｆ）を用いて説明する。この場合の部材番号は（ ）内に示している。
まず、図２（ｃ）に示すように、第１の平坦化膜４０上に、第１の着色レジストとして、例えば紫外線に感光性を有するネガ型ブルーレジスト４１１Ｂを形成する。続いて、Ｂ用の光電変換部としての受光部３２の上方に選択的に紫外線光を適量に照射できるマスク手段としてのレチクル板４５を用いて露光し、所定の条件で現像することによって、図３（ｄ）に示すようにレンズ形状を有したブルー着色層内マイクロレンズ４１Ｂを形成する。なお、この場合、マスク手段としてレチクル板４５を用いて、遮光膜で光の透過率を連続的に調整したが、これに限らず、光の透過率を段階的に調整したマスク手段を使用することもできる。

次に、第１の平坦化膜４０上に、第２の着色レジストとして、例えば紫外線に感光性を有するネガ型グリーンレジスト膜（図示せず）を形成する。続いて、Ｇ用の光電変換部としての受光部３２の上方に選択的に紫外線光を適量に照射できるマスク手段としてのレチクル板４５を用いて露光し、所定の条件で現像することによって、図３（ｅ）に示すようにレンズ形状を有したグリーン着色層内マイクロレンズ４１Ｇを形成する。この場合、グリーン着色層内マイクロレンズ４１Ｇを上記ブルー着色層内マイクロレンズ４１Ｂ上に互いに周縁部が重なり合うように形成する。これは、グリーンレジスト膜（図示せず）上に照射する紫外線光を適量に調整することによって容易に実現できる。また、この際の重なり量や着色マイクロレンズ形状も紫外線光量を各マスク手段で調整することによって所望のものを得ることができる。

さらに、第１の平坦化膜４０上に、第３の着色レジストとして、例えば紫外線に感光性を有するネガ型レッドレジスト膜（図示せず）を形成する。続いて、Ｒ用の光電変換部としての受光部３２の上方に選択的に紫外線光を適量に照射できるマスク手段としてのレチクル板４５を用いて露光し、所定の条件で現像することによって、図３（ｆ）に示すようにレンズ形状を有したレッド着色層内マイクロレンズ４１Ｒを形成する。この場合も、レッド着色層内マイクロレンズ４１Ｒを上記ブルー着色層内マイクロレンズ４１Ｂおよびグリーン着色層内マイクロレンズ４１Ｇ上に互いに周縁部が重なり合うように形成する。これは、レッドレジスト膜（図示せず）上に照射する紫外線光を適量に調整することによって容易に実現できる。また、この際のレンズ周縁部の重なり量や着色マイクロレンズ形状も紫外線光量を各マスク手段で調整することによって所望のものを得ることができる。
以上により、光電変換部としての全ての受光部３２上方に各色に着色された着色層内レンズアレイ４１を形成することができる。この場合、着色層内マイクロレンズアレイ４１が角型の場合には図４（ａ）のように各レンズ周縁部が重なり部Ａ１によって重なっており、着色層内マイクロレンズアレイ４１が丸型の場合には図４（ｂ）のように各レンズ周縁部が重なり部Ａ２によって重なっている。これによって、レンズ間に隙間がなくギャップ０で、より広いレンズ面積とすることができて入射光をより集めることができる。したがって、入射光を有効に用いることができて、各受光部１２の受光感度を向上させることができる。この場合、着色層内マイクロレンズアレイ４１が隣接レンズ間で互いに周端縁部が重なっていても、マイクロレンズ４４に比べて受光部３２の近くにあるため、隣接レンズ間の周端縁部の重なり部分によるクロストーク（混色）が起こり難い。

また、チップ表面に形成されるマイクロレンズだけでなく、着色層内マイクロレンズアレイ４１として、層内レンズにも適用することができて、従来方法に比べてマイクロレンズ４４と受光部３２間の距離を大幅に短く抑えて、集光率をさらに高めることができる。また、着色層内レンズアレイ４１により、斜めからの光に対しても受光部３２のより真ん中に集光させることができて、集光率をさらに高めることができる。

（実施形態３）
上記実施形態１，２では、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法をＣＣＤ固体撮像素子（ＣＣＤ型イメージセンサ）に適用した場合について説明したが、本実施形態３では、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法をＣＭＯＳ固体撮像素子（ＣＭＯＳ型イメージセンサ）に適用した場合について説明する。

図６は、本発明の実施形態３の着色マイクロレンズアレイを用いたＣＭＯＳ固体撮像素子の２画素構成例を模式的に示す縦断面図である。

図６において、本実施形態３のＣＭＯＳ固体撮像素子３は、Ｎ型基板５１にＰ型ウェル領域５２が形成され、このＰ型ウェル領域５２内にフォトダイオードを構成するためのＮ型領域からなる受光部５３と、Ｐ型ウェル領域５２よりも高濃度のＰ型分離領域５４が画素分離領域として受光部５３の周りに設けられている。また、画素部としての受光部５３から信号を読み出し動作をさせるための多層配線層として、１層目の金属配線層５５、２層目の金属配線層５６および３層目の金属配線層５７が層間絶縁膜５８内にこの順に埋め込まれて設けられている。さらに、層間絶縁膜５８の表面が平坦化されており、その上に、受光部１に集光させるための着色マイクロレンズアレイ５９が設けられている。

即ち、ＣＭＯＳ固体撮像素子３として、透明膜としての層間絶縁膜５８（第１の平坦化膜）上に、各受光部５３に対応するように２次元でマトリクス状に配置されたブルー着色マイクロレンズ５９Ｂ、グリーン着色マイクロレンズ５９Ｇおよびレッド着色マイクロレンズ５９Ｒからなる着色マイクロレンズアレイ５９が設けられている。各々のブルー着色マイクロレンズ５９Ｂ、グリーン着色マイクロレンズ５９Ｇおよびレッド着色マイクロレンズ５９Ｒは互いの周端縁部を重なり合って、レンズ間に隙間がなくギャップ０で、より広いレンズ面積とすることができて入射光をより集めることができる。したがって、入射光を有効に用いることができて、各受光部５３の受光感度を向上させることができる。

また、マイクロレンズと受光部間の距離を、着色マイクロレンズによりカラーフィルタとマイクロレンズの機能を合体しているため、従来方法に比べて大幅に短く抑えることができて、ＣＭＯＳ固体撮像素子ではＣＣＤ固体撮像素子に比べてマイクロレンズと受光部間の高さが多層配線層の分だけ高いため、集光率を高めて各受光部の受光感度を向上させることができる。

さらに、従来では、カラーフィルタは熱をかけても丸くレンズ形状にメルトし難く、エッチングによりレンズ形状に形成するのも難しかったが、上記実施形態１〜３のように、所定の箇所に選択的に紫外線光を適量、または必要に応じて遮光膜で光の透過率を段階的または連続的に調整したマスク手段を使用することによって照射した後、現像処理を行って、表面をレンズ形状に形成することにより、各色毎に均一性の良い最適レンズ形状で高品質かつ高性能の着色マイクロレンズアレイを容易かつ正確に得ることができる。

なお、上記構成のＣＭＯＳ固体撮像素子３におけるブルー着色マイクロレンズ５９Ｂ、グリーン着色マイクロレンズ５９Ｇおよびレッド着色マイクロレンズ５９Ｒの製造方法については、上記実施形態１の場合と同様である。

ここで、ＣＭＯＳイメージセンサとＣＣＤイメージセンサの特徴について簡単に説明する。

ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＣＤイメージセンサのように、垂直転送部により各受光部からの信号電荷をそれぞれ電荷転送し、垂直転送部からの信号電荷を水平転送部により水平方向に電荷転送するＣＣＤを使用せず、メモリデバイスのようにアルミニュウム配線などで構成される選択制御線によって、画素毎に受光部から信号電荷を読み出してそれを電圧変換し、その変換電圧に応じて信号増幅した撮像信号を、選択された画素から順次読み出すようになっている。一方、ＣＣＤイメージセンサは、ＣＣＤの駆動のために正負の複数の電源電圧を必要とするが、ＣＭＯＳイメージセンサは、単一電源で駆動が可能であり、ＣＣＤイメージセンサに比べ、低消費電力化や低電圧駆動が可能である。さらに、ＣＣＤイメージセンサの製造には、ＣＣＤ独自の製造プロセスを用いているために、ＣＭＯＳ回路で一般的に用いられる製造プロセスをそのまま適用することが難しい。これに対して、ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＭＯＳ回路で一般的に用いられる製造プロセスを使用しているために、カラー液晶表示装置やカラーＥＬ表示装置などのカラー表示装置の表示制御用のドライバー回路や撮像制御用のドライバー回路、ＤＲＡＭなどの半導体メモリ、論理回路などの製造で多用されているＣＭＯＳプロセスにより、論理回路やアナログ回路、アナログデジタル変換回路などを同時に形成してしまうことができる。つまり、ＣＭＯＳイメージセンサは、半導体メモリ、表示制御用のドライバー回路および撮像制御用のドライバー回路と同一の半導体チップ上に形成することが容易であり、また、その製造に対しても、半導体メモリや表示制御用のドライバー回路および撮像制御用のドライバー回路と生産ラインを共有することが容易にできる。

（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３のいずれかの固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。

図７において、本実施形態４の電子情報機器４は、上記実施形態１〜３の固体撮像素子１〜３のいずれかと、この固体撮像素子１〜３のいずれかからのカラー撮像信号を所定の信号処理をしてカラー画像信号を出力する固体撮像装置６１と、この固体撮像装置６１からのカラー画像信号を素子記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部６２と、この固体撮像装置６１からのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とするカラー液晶表示装置やカラーＥＬ表示装置などの表示手段６３と、この固体撮像装置６１からのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信手段６４とを有している。このように、本実施形態４の電子情報機器４は、これらのメモリ部６２、表示手段６３および通信手段６４は全て有していてもよいが、これに限らず、これらのいずれかを有していてもよい。

この電子情報機器４としては、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。

したがって、本実施形態４によれば、固体撮像装置６１からのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力装置により良好にプリントアウトしたり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部６２に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。

以上により、上記実施形態１〜３によれば、基板１１上に設けられた透明膜の第２の平坦化膜２１上に、必要に応じて顔料または染料で着色された感光性材料を均一に形成し、その感光性材料に対して、所定の箇所に選択的に紫外線光を適量照射するかまたは、必要に応じて遮光膜で光の透過率を段階的または連続的にレンズパターン形状が調整されたマスク手段としてのレクチル板などを用いて所定の箇所に選択的に紫外線光を適量照射した後に、この紫外線光が照射された感光性材料の現像処理を行い、表面をレンズ形状に形成し、各々のマイクロレンズの周縁部が互いに重なり合い、デバイスの要求性能に応じかつ各色に応じたマイクロレンズ形状の着色マイクロレンズアレイ２４として、ブルー着色マイクロレンズ２４Ｂ、グリーン着色マイクロレンズ２４Ｇおよびレッド着色マイクロレンズ２４Ｒを順次形成する。これによって、隣接する着色マイクロレンズ間の間隔がゼロで、かつ各色毎に均一で最適レンズ形状を得ることができる。

なお、上記実施形態１〜４においては、本発明の着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法をＣＣＤ型イメージセンサ（ＣＣＤ固体撮像素子）およびＣＭＯＳ型イメージセンサ（ＣＭＯＳ固体撮像素子）に適用した場合について説明したが、その他の素子、前述したが、例えばカラー液晶表示素子（カラー液晶表示装置）やカラーＥＬ表示装置などについても適用することができ、上述の実施形態１〜４と同様に、各着色マイクロレンズを形成する際の紫外線光を各マスク手段で調整することによって、所望の形状の着色マイクロレンズアレイを容易に得ることができる。

また、上記実施形態１〜４では、特に説明しなかったが、基板上、または基板上に設けられた透明膜上に、複数の位置にそれぞれ入射光を集光させるための複数のマイクロレンズを有し、この複数のマイクロレンズが、互いに隣接位置でその周端縁部を重さね合せかつ複数種類の各色でそれぞれ着色されて所定の色配列で配列されていることにより、隣接するマイクロレンズ間の間隔がゼロで、かつ各色毎に均一で最適レンズ形状を得る本発明の目的を達成することができる。この場合に、上記実施形態１〜４では、所定の色配列として原色系のベイヤー配列で説明したが、これに限らず、シアン、イエローおよびマゼンダの補色系による色配列でもよい。さらに、この補色系による色配列において、複数種類の色のうち１種類の色としてマゼンダを、着色されていない無色としてもよい。また、複数のマイクロレンズに顔料または染料が分散されていてもよく、色素が含有されていてもよい。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、例えばベイヤー配列などの所定の色配列で複数の位置に入射光を集光させるための着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法、特に、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成されたカラー固体撮像装置や、カラー液晶表示装置などに用いる着色されたマイクロレンズや層内レンズなどの着色マイクロレンズアレイおよびその製造方法、この着色マイクロレンズアレイを用いたカラー固体撮像素子およびその製造方法、この着色マイクロレンズアレイを用いたカラー液晶表示装置などのカラー表示装置およびその製造方法、このカラー固体撮像素子を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、基板または基板上に設けられた透明膜上に、必要に応じて顔料または染料で着色された感光性材料を均一に形成し、所定の箇所に選択的に紫外線光を適量、または必要に応じて遮光膜で光の透過率を段階的または連続的に調整したマスク手段を使用することによって照射した後、現像処理を行い表面をレンズ形状に形成し、各々のマイクロレンズの周縁部が重なり合い、デバイスの要求性能に応じてマイクロレンズ形状、マイクロレンズと受光部間の距離を短く良好なものとし、各色毎に均一性の良い高品質でかつ高性能の最適レンズ形状の着色マイクロレンズアレイを得ることができる。

本発明の着色マイクロレンズアレイを用いた実施形態１のＣＣＤ固体撮像素子の単位画素構造例を模式的に示す縦断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１のＣＣＤ固体撮像素子の製造方法を説明するための各工程（その１）までの単位画素例を模式的に示す縦断面図である。 （ｄ）〜（ｆ）は、図１のＣＣＤ固体撮像素子の製造方法を説明するための各工程（その２）までの単位画素例を模式的に示す縦断面図である。 （ａ）は、本発明の角型の着色マイクロレンズアレイの４つを模式的に示す上面図であり、（ｂ）は、本発明の丸型の着色マイクロレンズアレイの４つを模式的に示す上面図である。 （ａ）は、従来の方法で形成した層内マイクロレンズを備えたＣＣＤ固体撮像素子の単位画素例を模式的に示す縦断面図であり、（ｂ）は、本発明の層内着色マイクロレンズを備えた実施形態２のＣＣＤ固体撮像素子の単位画素構造例を模式的に示す縦断面図である。 本発明の着色マイクロレンズアレイを用いた実施形態３のＣＭＯＳ固体撮像素子の２画素構成例を模式的に示す縦断面図である。 本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３のいずれかの固体撮像素子を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来のＣＣＤ固体撮像素子の製造方法を説明するための各工程（その１）までの単位画素例を模式的に示す縦断面図である。 （ｄ）〜（ｆ）は、従来のＣＣＤ固体撮像素子の製造方法を説明するための各工程（その２）までの単位画素例を模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

１、２ ＣＣＤ固体撮像素子
３ ＣＭＯＳ固体撮像素子
４ 電子情報機器
１１、３１ 半導体基板
１２、３２ 受光部（光電変換部）
１４、３４ ＣＣＤ転送チャネル
１３、３３ 読み出し部
１５、３５ チャネルストッパ
１６、３６ 絶縁膜
１７、３７ 電荷転送電極
１８、３８ 層間絶縁膜
１９、３９ 遮光膜
２０、４０ 第１の平坦化膜
２１、４２ 第２の平坦化膜
２４、４１ 着色マイクロレンズアレイ
２４Ｂ、４１Ｂ ブルー着色マイクロレンズ
２４Ｇ、４１Ｇ グリーン着色マイクロレンズ
２４Ｒ、４１Ｒ レッド着色マイクロレンズ
４１ 層内着色マイクロレンズアレイ
４１Ｂ ブルー着色層内マイクロレンズ
４１Ｇ グリーン着色層内マイクロレンズ
４１Ｒ レッド着色層内マイクロレンズ
５１ Ｎ型基板
５２ Ｐ型ウェル領域
５３ 受光部
５４ Ｐ型分離領域
５５ １層目の金属配線層
５６ ２層目の金属配線層
５７ ３層目の金属配線層
５８ 層間絶縁膜
５９ 着色マイクロレンズアレイ
５９Ｂ ブルー着色マイクロレンズ
５９Ｇ グリーン着色マイクロレンズ
５９Ｒ レッド着色マイクロレンズ
６１ 固体撮像装置
６２ メモリ部
６３ 表示手段
６４ 通信手段

Claims (23)

1. 基板上、または該基板上に設けられた透明膜上に、複数の位置にそれぞれ入射光を集光させるための複数のマイクロレンズを有し、該複数のマイクロレンズが、互いに隣接位置でその周端縁部を重さね合せかつ複数種類の各色でそれぞれ着色されて所定の色配列で配列されている着色マイクロレンズアレイ。
2. 前記所定の色配列は、シアン、イエローおよびマゼンダの補色系による色配列かまたは原色系の色配列である請求項１に記載の着色マイクロレンズアレイ。
3. 前記補色系による色配列において、前記複数種類の色のうち１種類の色として前記マゼンダを、着色されていない無色とする請求項２に記載の着色マイクロレンズアレイ。
4. 前記複数のマイクロレンズが、各々の表面が透明膜の間に設けられた層内マイクロレンズである請求項１に記載の着色マイクロレンズアレイ。
5. 前記複数のマイクロレンズに顔料または染料が分散されている請求項１または２に記載の着色マイクロレンズアレイ。
6. 前記複数のマイクロレンズに色素が含有されている請求項１または２に記載の着色マイクロレンズアレイ。
7. 前記複数のマイクロレンズを形成する材料が感光性材料を有している請求項１または２に記載の着色マイクロレンズアレイ。
8. 前記複数のマイクロレンズが、前記所定の色配列の複数種類の色に応じてレンズ形状が設定されている請求項１または２に記載の着色マイクロレンズアレイ。
9. 基板上、または該基板上に形成された透明膜上に、顔料または染料で着色された感光性材料を均一に形成する感光性材料形成工程と、
   該感光性材料の所定箇所に選択的に光を照射した後に、現像処理を行って表面をレンズ形状に形成するレンズ形状形成工程とを有する着色マイクロレンズアレイの製造方法。
10. 前記レンズ形状形成工程は、前記感光性材料の所定箇所に選択的に光を照射することにより該感光性材料の表面をレンズ形状に形成する際に、遮光膜で光の透過率を段階的または連続的に調整したマスク手段を用いて、複数のマイクロレンズそれぞれのレンズ形状に形成する請求項９に記載の着色マイクロレンズアレイの製造方法。
11. 前記複数のマイクロレンズを、隣接するマイクロレンズの周端縁部が重なり合いかつ複数種類の各色でそれぞれ着色された所定の色配列により形成する請求項１０に記載の着色マイクロレンズアレイの製造方法。
12. 前記複数のマイクロレンズにおいて、前記色配列の複数種類の色それぞれに応じてレンズ形状を形成する請求項１１に記載の着色マイクロレンズアレイの製造方法。
13. 請求項９〜１２のいずれかに記載の着色マイクロレンズアレイの製造方法により製造された着色マイクロレンズアレイ。
14. 被写体からの画像光を光電変換する複数の各受光素子が２次元状に設けられたカラー固体撮像素子において、該各受光素子上に透明膜を介して、該各受光素子にそれぞれ入射光を集光するための請求項１〜８および１３のいずれかに記載の着色マイクロレンズアレイが設けられているカラー固体撮像素子。
15. 前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷転送部に読み出されて所定方向に順次電荷転送されるＣＣＤ型カラー固体撮像素子である請求項１４に記載のカラー固体撮像素子。
16. 前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷検出部に電荷転送され、該電荷検出部で該信号電荷が電圧に変換され、該変換された電圧に応じて増幅されて撮像信号として信号出力されるＣＭＯＳ型カラー固体撮像素子である請求項１４に記載のカラー固体撮像素子。
17. 被写体からの画像光を光電変換する複数の各受光素子が２次元状に設けられたカラー固体撮像素子の製造方法において、該各受光素子上に透明膜を介して、請求項９〜１２のいずれかに記載の着色マイクロレンズアレイの製造方法により着色マイクロレンズアレイを形成する工程を有するカラー固体撮像素子の製造方法。
18. 前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷転送部に読み出されて所定方向に順次電荷転送されるＣＣＤ型カラー固体撮像素子の製造方法である請求項１７に記載のカラー固体撮像素子の製造方法。
19. 前記各受光素子で光電変換された信号電荷が電荷検出部に電荷転送され、該電荷検出部で信号電荷が電圧に変換され、該変換された電圧に応じて増幅されて撮像信号として信号出力するＣＭＯＳ型カラー固体撮像素子の製造方法である請求項１７に記載のカラー固体撮像素子の製造方法。
20. 請求項１７〜１９のいずれかに記載のカラー固体撮像素子の製造方法により製造されたカラー固体撮像素子。
21. 請求項１〜８および１３のいずれかに記載の着色マイクロレンズアレイの各着色マイクロレンズをそれぞれ、表示パネルに、該表示パネルの表示画素毎に設けたカラー表示装置。
22. 請求項９〜１２のいずれかに記載の着色マイクロレンズアレイの製造方法により着色マイクロレンズアレイを形成する工程を有し、前記着色マイクロレンズアレイの各着色マイクロレンズをそれぞれ表示画素毎に表示パネルに形成するカラー表示装置の製造方法。
23. 請求項１４〜１６および２０のいずれかに記載のカラー固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器。