(57)【要約】【課題】周辺領域の金属配線によるストレスに起因して、暗電流が発生することを抑制し、撮像画像の画像品質を向上させる。【解決手段】絶縁膜において、オプティカルブラック画素領域ＢＡと、周辺領域ＳＡとの間に位置する境界領域ＫＡにストレス緩和層６００（空気層）を形成して、複数の金属配線ＨＷによるストレスを緩和する。【選択図】図５
2010232284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置する周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、
前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層と
を具備し、
前記絶縁膜は、前記画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている
固体撮像装置。
【請求項２】
前記ストレス緩和層は、空気層を含む、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の画素は、
前記入射光が透過するように前記受光面の上方が形成されている有効画素と、
前記入射光が遮光されるように前記受光面の上方が形成されている遮光画素と
を含み、
前記画素領域は、
当該画素領域の中央部分に位置しており、前記有効画素が設けられている有効画素領域と、
当該画素領域において前記有効画素領域の周辺部分に位置しており、前記遮光画素が設けられているオプティカルブラック画素領域と
を含み、
前記絶縁膜は、前記オプティカルブラック画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記ストレス緩和層が設けられている、
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記金属配線は、前記画素領域よりも前記周辺領域において高い密度になるように複数が設けられており、
前記ストレス緩和層は、前記複数の金属配線において前記周辺領域に設けられた金属配線によって、前記画素領域へ伝播するストレスを緩和する、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数の金属配線は、
前記周辺領域において前記画素領域に近接する画素近傍領域の上方にて、第１の高さに配置された第１の金属配線と、
前記画素近接領域の上方において、前記第１の高さと異なる第２の高さに配置された第２の金属配線と
を少なくとも有し、
前記ストレス緩和層は、
前記第１の高さに配置された第１のストレス緩和層と、
前記第２の高さに配置された第２のストレス緩和層と
を少なくとも有し、
前記第１の金属配線の幅が、前記第２の金属配線の幅よりも広く形成されており、
前記第１のストレス緩和層の幅が、前記第２のストレス緩和層の幅よりも広く形成されている、
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１のストレス緩和層は、前記第２のストレス緩和層よりも、数が多くなるように設けられている、
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記複数の金属配線は、
前記周辺領域にて前記画素領域に近接する画素近傍領域の上方において、第１の高さに配置された第１の金属配線と、
前記画素近接領域の上方において、前記第１の高さよりも高い第２の高さに配置された第２の金属配線と
を少なくとも有し、
前記ストレス緩和層は、
前記第１の高さに配置された第１のストレス緩和層と、
前記第２の高さに配置された第２のストレス緩和層と
を少なくとも有し、
前記第１のストレス緩和層の幅が、前記第２のストレス緩和層の幅よりも広く形成されている、
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１のストレス緩和層は、前記第２のストレス緩和層よりも、数が多くなるように設けられている、
請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記周辺回路素子は、カラム回路を含み、
前記ストレス緩和層は、少なくとも、前記周辺領域において前記カラム回路が形成された部分と、前記画素領域との間に介在するように形成されている、
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、
前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層と
を具備し、
前記複数の画素は、
前記入射光が透過するように前記受光面の上方が形成されている有効画素と、
前記入射光が遮光されるように前記受光面の上方が形成されている遮光画素と
を含み、
前記画素領域は、
前記画素領域の中央部分に位置しており、前記有効画素が設けられている有効画素領域と、
前記画素領域において前記有効画素領域の周辺部分に位置しており、前記遮光画素が設けられているオプティカルブラック画素領域と
を含み、
前記絶縁膜は、前記有効画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記複数の金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている
固体撮像装置。
【請求項１１】
前記ストレス緩和層は、前記有効画素領域と前記オプティカルブラック画素領域との間に位置する部分に設けられている、
請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記ストレス緩和層は、空気層を含む、
請求項１１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、
前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層と
を具備し、
前記絶縁膜は、前記画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている
電子機器。
【請求項１４】
受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、
前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層と
を具備し、
前記複数の画素は、
前記入射光が透過するように前記受光面の上方が形成されている有効画素と、
前記入射光が遮光されるように前記受光面の上方が形成されている遮光画素と
を含み、
前記画素領域は、
前記画素領域の中央部分に位置しており、前記有効画素が設けられている有効画素領域と、
前記画素領域において前記有効画素領域の周辺部分に位置しており、前記遮光画素が設けられているオプティカルブラック画素領域と
を含み、
前記絶縁膜は、前記有効画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記複数の金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている
電子機器。
【請求項１５】
受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素を半導体基板の画素領域に複数設けられると共に、前記半導体基板において前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子を設ける素子形成工程と、
積層された複数の絶縁膜の間に金属配線が介在する配線層を、前記画素領域および前記周辺領域の上方に形成する配線層形成工程と
を具備し、
前記配線層形成工程では、前記絶縁膜において、前記画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記複数の金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層を形成する、
固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記配線層が形成された半導体基板について水素化処理を実施する水素化処理工程
をさらに具備しており、
前記配線層形成工程においては、空気層を含むように、前記ストレス緩和層を形成し、
前記水素化処理工程においては、前記空気層を含むストレス緩和層を介して、半導体基板について前記水素化処理が実施される、
請求項１５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素を半導体基板の画素領域に複数設けられると共に、前記半導体基板において前記画素領域の周辺に位置する周辺領域に周辺回路素子を設ける素子形成工程と、
積層された複数の絶縁膜の間に金属配線が介在する配線層を、前記画素領域および前記周辺領域の上方に形成する配線層形成工程と
を具備し、
前記素子形成工程は、
前記入射光が前記受光面へ透過する有効画素と、前記入射光が前記受光面の上方で遮光される遮光画素とを、前記複数の画素として形成する画素形成ステップ
を含み、当該画素形成ステップにおいては、前記画素領域の中央部分に位置する有効画素領域に前記有効画素を形成すると共に、前記画素領域において前記有効画素領域の周辺部分に位置するオプティカルブラック画素領域に前記遮光画素を形成し、
前記配線層形成工程では、前記絶縁膜において、前記有効画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層を設ける、
固体撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
前記配線層が形成された半導体基板について水素化処理を実施する水素化処理工程
をさらに具備しており、
前記配線層形成工程では、空気層を含むように、前記ストレス緩和層を形成し、
前記水素化処理工程においては、前記空気層を含むストレス緩和層を介して、半導体基板について前記水素化処理が実施される、
請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器に関する。特に、本発明は、複数の画素が配置されている画素領域の周辺に位置する周辺領域に周辺回路素子が設けられており、その画素領域および周辺領域の上方に多層配線層が設けられている固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの電子機器は、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｃｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサを含む。また、固体撮像装置として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサを有する。
【０００３】
固体撮像装置においては、撮像面の画素領域に複数の画素が設けられている。複数の画素のそれぞれにおいては、入射する光を受光して光電変換することによって信号電荷を生成するように、光電変換部が設けられている。たとえば、フォトダイオードが、この光電変換部として形成されている。
【０００４】
ＣＭＯＳ型イメージセンサなどの固体撮像装置では、撮像面において画素領域の周辺に位置している周辺領域に、周辺回路素子が設けられている。そして、画素領域および周辺領域の上方においては、多層配線層が設けられている。多層配線層においては、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が、その複数の絶縁膜の間に設けられている。この多層配線層においては、金属配線を構成する金属材料の拡散を防止する拡散防止層が形成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、上記の画素領域においては、複数の画素のうち、入射光が受光面へ透過する有効画素が、中央部分に位置する有効画素領域に設けられている。これと共に、画素領域においては、入射光が受光面の上方で遮光される遮光画素が、有効画素領域の周辺部分に位置するオプティカルブラック（ＯＰＢ）画素領域に設けられている。この遮光画素から得られる画素信号は、黒レベルの基準信号として用いられる。たとえば、有効画素から得られる画素信号は、遮光画素から得られる画素信号との間で差分処理がされて、暗電流によるノイズ成分が除去される（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
この他に、固体撮像装置では、暗電流によるノイズ成分の発生を抑制するために、水素化処理が実施されている（たとえば、特許文献３，特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０３５７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２２９７９９号公報
【特許文献３】特開２００４−１６５２３６号公報
【特許文献４】特開２００３−２２９５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多層配線層に含まれる金属配線は、画素領域と周辺領域との間において異なる密度で形成される場合がある。一般的には、金属配線は、画素領域よりも周辺領域の方が、高い密度で形成される。特に、デジタル一眼レフカメラに使用されるＣＭＯＳ型イメージセンサにおいては、画素領域の信号線量が多く、周辺領域にて信号線を束ねる部分の金属配線は、その幅が太い。このため、金属配線は、画素領域と周辺領域との間における密度の差が、大きくなる。
【０００９】
多層配線層において、金属配線を構成するメタル材料は、絶縁膜を構成する絶縁材料と比較して、ストレス（応力）が大きい。このため、画素領域に配置された複数の画素のうち、周辺領域に近い部分の画素においては、周辺領域の金属配線によるストレスに起因して、暗電流の発生が顕著になる場合がある。
【００１０】
また、この他に、上述した水素化処理において、金属配線が水素の透過を阻害するために、暗電流によるノイズ成分の発生を、効果的に防止することが困難な場合がある。
【００１１】
よって、固体撮像装置においては、暗電流によるノイズ成分の発生によって、撮像画像の画像品質が低下する場合がある。
【００１２】
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の固体撮像装置は、受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置する周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層とを具備し、前記絶縁膜は、前記画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている。
【００１４】
本発明の固体撮像装置は、受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層とを具備し、前記複数の画素は、前記入射光が透過するように前記受光面の上方が形成されている有効画素と、前記入射光が遮光されるように前記受光面の上方が形成されている遮光画素とを含み、前記画素領域は、前記画素領域の中央部分に位置しており、前記有効画素が設けられている有効画素領域と、前記画素領域において前記有効画素領域の周辺部分に位置しており、前記遮光画素が設けられているオプティカルブラック画素領域とを含み、前記絶縁膜は、前記有効画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記複数の金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている。
【００１５】
本発明の電子機器は、受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層とを具備し、前記絶縁膜は、前記画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている。
【００１６】
本発明の電子機器は、受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素が画素領域に複数設けられていると共に、前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子が設けられている半導体基板と、前記画素領域および前記周辺領域の上方において、複数の絶縁膜が積層されており、金属配線が当該複数の絶縁膜の間に設けられている配線層とを具備し、前記複数の画素は、前記入射光が透過するように前記受光面の上方が形成されている有効画素と、前記入射光が遮光されるように前記受光面の上方が形成されている遮光画素とを含み、前記画素領域は、前記画素領域の中央部分に位置しており、前記有効画素が設けられている有効画素領域と、前記画素領域において前記有効画素領域の周辺部分に位置しており、前記遮光画素が設けられているオプティカルブラック画素領域とを含み、前記絶縁膜は、前記有効画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記複数の金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層が設けられている。
【００１７】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素を半導体基板の画素領域に複数設けられると共に、前記半導体基板において前記画素領域の周辺に位置している周辺領域に周辺回路素子を設ける素子形成工程と、積層された複数の絶縁膜の間に金属配線が介在する配線層を、前記画素領域および前記周辺領域の上方に形成する配線層形成工程とを具備し、前記配線層形成工程では、前記絶縁膜において、前記画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記複数の金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層を形成する。
【００１８】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光面で入射光を受光し信号電荷を生成する画素を半導体基板の画素領域に複数設けられると共に、前記半導体基板において前記画素領域の周辺に位置する周辺領域に周辺回路素子を設ける素子形成工程と、積層された複数の絶縁膜の間に金属配線が介在する配線層を、前記画素領域および前記周辺領域の上方に形成する配線層形成工程とを具備し、前記素子形成工程は、前記入射光が前記受光面へ透過する有効画素と、前記入射光が前記受光面の上方で遮光される遮光画素とを、前記複数の画素として形成する画素形成ステップを含み、当該画素形成ステップにおいては、前記画素領域の中央部分に位置する有効画素領域に前記有効画素を形成すると共に、前記画素領域において前記有効画素領域の周辺部分に位置するオプティカルブラック画素領域に前記遮光画素を形成し、前記配線層形成工程では、前記絶縁膜において、前記有効画素領域と前記周辺領域との間に位置する部分に、前記金属配線によるストレスを緩和するストレス緩和層を設ける。
【００１９】
本発明においては、絶縁膜において、画素領域または有効画素領域と、周辺領域との間に位置する部分にストレス緩和層を形成して、複数の金属配線によるストレスを緩和する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の構成の概略を示す図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態において、画素領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐの要部を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の詳細構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の詳細構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図９】図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂを製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂを製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる実施形態３の変形例を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの要部を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの要部を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの要部を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの要部を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる実施形態において、画素Ｐの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（複数のストレス緩和層である場合）
２．実施形態２（ストレス緩和層がエアギャップ構造である場合）
３．実施形態３（ストレス緩和層が単一である場合）
４．実施形態４（有効画素領域とＯＰＢ画素領域との間にストレス緩和層がある場合）
５．実施形態５（複数のストレス緩和層の幅が互いに異なる場合）
６．実施形態６（複数のストレス緩和層の幅が互いに異なる場合）
７．その他
【００２４】
＜１．実施形態１＞
［Ａ］装置構成
（１）カメラの要部構成
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
【００２５】
図１に示すように、カメラ４０は、固体撮像装置１と、光学系４２と、制御部４３と、信号処理回路４４とを有する。各部について、順次、説明する。
【００２６】
固体撮像装置１は、光学系４２を介して入射する入射光（被写体像）Ｈを撮像面ＰＳで受光し光電変換することによって、信号電荷を生成後、ローデータを出力する。ここでは、固体撮像装置１は、制御部４３から出力される制御信号に基づいて駆動する。
【００２７】
光学系４２は、入射する被写体像による入射光Ｈを、固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ集光するように配置されている。
【００２８】
制御部４３は、各種の制御信号を固体撮像装置１と信号処理回路４４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路４４との動作を制御する。
【００２９】
信号処理回路４４は、固体撮像装置１から出力されたデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成するように構成されている。
（２）固体撮像装置の要部構成
固体撮像装置１の全体構成について説明する。
【００３０】
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の構成の概略を示す図である。図２は、固体撮像装置１の概略平面図である。
【００３１】
本実施形態の固体撮像装置１は、ＣＭＯＳ型カラーイメージセンサであり、図２に示すように、基板１０１の撮像面ＰＳにおいては、画素領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとが設けられている。この基板１０１は、たとえば、シリコンからなる半導体基板である。
【００３２】
（２−１）画素領域
画素領域ＰＡについて説明する。
【００３３】
画素領域ＰＡは、図２に示すように、矩形形状であって、画素Ｐと、行制御線ＶＬと、列信号線ＨＬとが設けられている。
【００３４】
画素領域ＰＡにおいて、画素Ｐは、図２に示すように、複数が水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれに、配置されている。つまり、画素Ｐがマトリクス状に並んでいる。
【００３５】
図３は、本発明にかかる実施形態において、画素領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐの要部を示す回路図である。
【００３６】
画素領域ＰＡにおいて設けられた画素Ｐは、図３に示すように、フォトダイオード２１と、転送トランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、選択トランジスタ２４と、リセットトランジスタ２５とを含む。すなわち、画素Ｐは、受光面で入射光を受光し信号電荷を生成するフォトダイオード２１と、このフォトダイオード２１から信号電荷を読み出す動作を実施する画素トランジスタとによって構成されている。
【００３７】
画素Ｐにおいて、フォトダイオード２１は、入射光を受光面で受光し光電変換することによって信号電荷を生成し蓄積する。フォトダイオード２１は、図３に示すように、転送トランジスタ２２を介して、フローティングディフュージョンＦＤに接続されており、その蓄積した信号電荷が、転送トランジスタ２２によって出力信号として転送される。
【００３８】
画素Ｐにおいて、転送トランジスタ２２は、図３に示すように、フォトダイオード２１とフローティングディフュージョンＦＤとの間において介在するように設けられている。そして、転送トランジスタ２２は、転送パルスＴＲＧがゲートに与えられることによって、フォトダイオード２１において蓄積された信号電荷を、フローティングディフュージョンＦＤに出力信号として転送する。
【００３９】
画素Ｐにおいて、増幅トランジスタ２３は、図３に示すように、ゲートがフローティングディフュージョンＦＤに接続されており、フローティングディフュージョンＦＤを介して出力される出力信号を増幅するように構成されている。ここでは、増幅トランジスタ２３は、選択トランジスタ２４を介して列信号線ＨＬに接続されており、選択トランジスタ２４がオン状態になったときには、列信号線ＨＬに接続されている定電流源Ｉとの間でソースフォロアを構成する。
【００４０】
画素Ｐにおいて、選択トランジスタ２４は、図３に示すように、ゲートに選択パルスＳＥＬが供給されるように構成されている。選択トランジスタ２４は、信号を読み出す画素を行単位で選択するものであり、選択パルスＳＥＬが供給された際にはオン状態になる。そして、オン状態のときには、上述したように、増幅トランジスタ２３と定電流源Ｉとがソースフォロアを構成し、フローティングディフュージョンＦＤの電圧に連動する電圧が列信号線ＨＬに出力される。
【００４１】
画素Ｐにおいて、リセットトランジスタ２５は、図３に示すように、ゲートにリセットパルスＲＳＴが供給されるように構成されている。また、電源ＶｄｄとフローティングディフュージョンＦＤとの間において介在するように接続されている。そして、リセットトランジスタ２５は、リセットパルスＲＳＴがゲートに供給された際に、フローティングディフュージョンＦＤの電位を、電源Ｖｄｄの電位にリセットする。
【００４２】
画素Ｐは、周辺領域ＳＡに設けられた周辺回路から行制御線ＶＬを介して各種パルス信号が供給されることによって、水平ライン（画素行）単位で、順次、選択されて駆動される。
【００４３】
画素領域ＰＡにおいて、行制御線ＶＬは、図２に示すように、画素領域ＰＡにて水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐのそれぞれに電気的に接続されている。行制御線ＶＬは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように、複数が垂直方向ｙに並んで設けられている。すなわち、行制御線ＶＬは、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐの行ごとに配置されている。
【００４４】
画素領域ＰＡにおいて、列信号線ＨＬは、図２に示すように、画素領域ＰＡにて垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐのそれぞれに電気的に接続されている。列信号線ＨＬは、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように、複数が水平方向ｘに並んで設けられている。すなわち、列信号線ＨＬは、画素領域ＰＡに設けられた画素Ｐの列ごとに配置されている。
【００４５】
本実施形態の画素領域ＰＡは、図２に示すように、有効画素領域ＹＡと、オプティカルブラック画素領域ＢＡとを含む。
【００４６】
有効画素領域ＹＡは、図２に示すように、画素領域ＰＡの中央部分に位置している。有効画素領域ＹＡでは、有効画素ＹＰが、画素Ｐとして設けられている。詳細については後述するが、複数の画素Ｐのうち、有効画素ＹＰは、基板１０１の撮像面ＰＳに入射する入射光が受光面へ透過するように、受光面の上方が形成されている。
【００４７】
オプティカルブラック画素領域ＢＡは、図２に示すように、画素領域ＰＡにおいて有効画素領域ＹＡの周辺部分に位置している。オプティカルブラック画素領域ＢＡでは、画素Ｐとして、遮光画素ＢＰが設けられている。詳細については後述するが、遮光画素ＢＰは、基板１０１の撮像面ＰＳに入射する入射光が、受光面の上方にて遮光されるように形成されている。
【００４８】
また、図２に示すように、オプティカルブラック画素領域ＢＡは、その周囲の周辺領域ＳＡとの間に位置する境界部分に、ストレス緩和層６００が設けられている。ストレス緩和層６００は、図２に示すように、画素領域ＰＡの周囲において矩形を描くように形成されている。詳細については後述するが、画素領域ＰＡおよび周辺領域ＳＡの上方には、絶縁膜の間に金属配線が介在する多層配線層（図示なし）が設けられており、ストレス緩和層６００は、この金属配線によるストレスを緩和するために設けられている。
【００４９】
（２−２）周辺領域
周辺領域ＳＡについて説明する。
【００５０】
周辺領域ＳＡは、図２に示すように、画素領域ＰＡの周辺に位置している。
【００５１】
この周辺領域ＳＡにおいては、画素Ｐにおいて生成された信号電荷を処理する周辺回路が設けられている。ここでは、たとえば、周辺回路として、行走査回路１３と、カラム回路１４と、列走査回路１５と、出力回路１７と、タイミング制御回路１８とが設けられている。
【００５２】
行走査回路１３は、シフトレジスタ（図示なし）を含み、画素Ｐを行単位で選択駆動するように構成されている。ここでは、行走査回路１３は、図２に示すように、複数の行制御線ＶＬのそれぞれの一端が、電気的に接続されており、行制御線ＶＬのそれぞれを介して、画素領域ＰＡに配置された複数の画素Ｐについて行単位で走査を行う。具体的には、行走査回路１３は、リセットパルス信号，転送パルス信号などの各種パルス信号を、行制御線ＶＬを介して、各画素Ｐに行単位で出力し、画素Ｐを駆動する。
【００５３】
カラム回路１４は、複数の列信号線ＨＬのそれぞれの一端が電気的に接続されており、列単位で画素Ｐから読み出した信号について信号処理を実施するように構成されている。ここでは、カラム回路１４は、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換回路）４００を有しており、画素Ｐから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換動作を実施する。具体的には、ＡＤＣ４００は、画素領域ＰＡにて水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐの列に対応するように、複数が水平方向ｘに並んで設けられている。そして、複数のＡＤＣ４００は、画素Ｐの列ごとに設けられた複数の列信号線ＨＬに電気的に接続されており、画素Ｐの列ごとに出力される信号について、Ａ／Ｄ変換動作を実施する。
【００５４】
列走査回路１５は、シフトレジスタ（図示なし）を含み、画素Ｐの列を選択し、カラム回路１４から水平出力線１６へデジタル信号を出力するように構成されている。列走査回路１５は、図２に示すように、カラム回路１４を構成する複数のＡＤＣ４００に電気的に接続されており、カラム回路１４を介して各画素Ｐから読み出した信号が、水平方向ｘにおいて、順次、水平出力線１６へ出力される。
【００５５】
出力回路１７は、たとえば、アンプ（図示なし）を含み、列走査回路１５によって出力されたデジタル信号について、増幅処理などの信号処理を実施後、ローデータとして外部へ出力する。
【００５６】
タイミング制御回路１８は、各種のタイミング信号を生成し、行走査回路１３、カラム回路１４、列走査回路１５に出力することで、各部について駆動制御を行う。
【００５７】
なお、上記のようにして得たローデータは、図１に示した信号処理回路４４によって処理され、デジタル画像が生成される。本実施形態においては、有効画素ＹＰから得られたデータと、遮光画素ＢＰから得られたデータの間で差分処理を実施して、暗電流によるノイズ成分が除去されたデータを生成する。そして、その後、その暗電流によるノイズ成分が除去されたデータ用いて、デジタル画像が生成される。
【００５８】
（３）固体撮像装置の詳細構成
本実施形態にかかる固体撮像装置１の詳細内容について説明する。
【００５９】
図４と図５は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の詳細構成を示す図である。ここで、図４は、固体撮像装置１において、画素領域ＰＡの有効画素領域ＹＡにおける主要部分の断面を示している。また、図５は、固体撮像装置１において、画素領域ＰＡのオプティカルブラック画素領域ＢＡと、周辺領域ＳＡとの主要部分の断面を示している。図４と図５においては、画素領域ＰＡの画素Ｐを構成する素子と、周辺領域ＳＡの周辺回路を構成する素子との一部を示している。つまり、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとにおいては、図２，図３に示した複数の部材が設けられているが、図４および図５では、その一部を図示しており、他の部分の図示を省略している。
【００６０】
図４に示すように、有効画素領域ＹＡにおいては、有効画素ＹＰが画素Ｐ（図２参照）として設けられている。
【００６１】
図５に示すように、オプティカルブラック画素領域ＢＡにおいては、遮光画素ＢＰが画素Ｐ（図２参照）として設けられている。また、周辺領域ＳＡにおいては、図５に示すように、周辺回路素子ＳＫが設けられている。
【００６２】
そして、図４および図５に示すように、有効画素領域ＹＡ、オプティカルブラック画素領域ＢＡ、および、周辺領域ＳＡの各領域には、多層配線層５００が基板１０１の上面に設けられている。多層配線層５００は、図４と図５とに示すように、絶縁膜５１１〜５１９と、コンタクトプラグＣＰと、金属配線ＨＷと、ストレス緩和層６００とを含む。多層配線層５００では、複数の絶縁膜５１１〜５１９が積層されており、金属配線ＨＷが、この複数の絶縁膜５１１〜５１９の間に設けられている。
【００６３】
各部について順次説明する。
【００６４】
（３−１）有効画素について
有効画素ＹＰにおいては、図４に示すように、フォトダイオード２１と転送トランジスタ２２とが、有効画素ＹＰを構成する素子の一部として、基板１０１に設けられている。
【００６５】
有効画素ＹＰにおいて、フォトダイオード２１は、入射光が透過するように受光面ＪＳの上方が形成されている。具体的には、図４に示すように、フォトダイオード２１において受光面ＪＳの上方には、多層配線層５００を構成する絶縁膜５１１〜５１９が積層されており、この絶縁膜５１１〜５１９が、光を透過する絶縁材料によって形成されている。
【００６６】
そして、有効画素ＹＰにおいて、転送トランジスタ２２は、図４に示すように、フォトダイオード２１に隣接して、基板１０１に設けられている。
【００６７】
（３−２）遮光画素について
遮光画素ＢＰにおいては、図５に示すように、有効画素ＹＰと同様に、フォトダイオード２１と転送トランジスタ２２とが、遮光画素ＢＰを構成する素子の一部として、基板１０１に設けられている。
【００６８】
遮光画素ＢＰにおいて、フォトダイオード２１は、受光面ＪＳの上方において、入射光が遮光されるように形成されている。具体的には、図５に示すように、フォトダイオード２１において受光面ＪＳの上方には、多層配線層５００を構成する絶縁膜５１１〜５１９の他に、金属配線ＨＷが積層されており、この金属配線ＨＷが、光を遮光する金属材料によって形成されている。
【００６９】
そして、遮光画素ＢＰにおいて、転送トランジスタ２２は、図５に示すように、フォトダイオード２１に隣接して、基板１０１に設けられている。
【００７０】
（３−３）周辺回路素子について
周辺回路素子ＳＫにおいては、図５に示すように、トランジスタ３１１とキャパシタ３１２とが、周辺回路素子ＳＫの一部として、基板１０１に設けられている。たとえば、トランジスタ３１１とキャパシタ３１２は、カラム回路１４構成する半導体素子として、基板１０１に設けられている。
【００７１】
（３−４）多層配線層について
多層配線層５００において、絶縁膜５１１〜５１９は、図４と図５に示すように、有効画素ＹＰと遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとを被覆するように、形成されている。
【００７２】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第１の絶縁膜５１１は、図４と図５に示すように、基板１０１において、有効画素ＹＰと遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとの各素子が設けられた上面を被覆している。
【００７３】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第２の絶縁膜５１２は、図４と図５に示すように、第１の絶縁膜５１１の上面に積層されている。
【００７４】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第３の絶縁膜５１３は、図４と図５に示すように、第２の絶縁膜５１２の上面に積層されている。第３の絶縁膜５１３は、第２の絶縁膜５１２が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように形成されている。そして、第３の絶縁膜５１３においては、複数のコンタクトプラグＣＰが、第３の絶縁膜５１３と共に、第１および第２の絶縁膜５１１，５１２を貫通するように設けられている。また、第３の絶縁膜５１３の上面においては、金属配線ＨＷが設けられている。
【００７５】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第４の絶縁膜５１４は、図４と図５に示すように、第３の絶縁膜５１３の上面に積層されている。第４の絶縁膜５１４は、第３の絶縁膜５１３の上面に設けられた金属配線ＨＷを被覆するように設けられている。
【００７６】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第５の絶縁膜５１５は、図４と図５に示すように、第４の絶縁膜５１４の上面に積層されている。第５の絶縁膜５１５は、第４の絶縁膜５１４が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように形成されている。そして、第５の絶縁膜５１５においては、複数のコンタクトプラグＣＰが、第５の絶縁膜５１５と共に、第４の絶縁膜５１４を貫通するように設けられている。また、第５の絶縁膜５１５の上面においては、金属配線ＨＷが設けられている。
【００７７】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第６の絶縁膜５１６は、図４と図５に示すように、第５の絶縁膜５１５の上面に積層されている。第６の絶縁膜５１６は、第５の絶縁膜５１５の上面に設けられた金属配線ＨＷを被覆するように設けられている。
【００７８】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第７の絶縁膜５１７は、図４と図５に示すように、第６の絶縁膜５１６の上面に積層されている。第７の絶縁膜５１７は、第６の絶縁膜５１６が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように形成されている。そして、第７の絶縁膜５１７においては、複数のコンタクトプラグＣＰが、第７の絶縁膜５１７と共に、第６の絶縁膜５１６を貫通するように設けられている。また、第７の絶縁膜５１７の上面においては、金属配線ＨＷが設けられている。
【００７９】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第８の絶縁膜５１８は、図４と図５に示すように、第７の絶縁膜５１７の上面に積層されている。第８の絶縁膜５１８は、第７の絶縁膜５１７の上面に設けられた金属配線ＨＷを被覆するように設けられている。
【００８０】
複数の絶縁膜５１１〜５１９において、第９の絶縁膜５１９は、図４と図５に示すように、第８の絶縁膜５１８の上面に積層されている。第９の絶縁膜５１９は、第８の絶縁膜５１８が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように形成されている。
【００８１】
多層配線層５００において、コンタクトプラグＣＰは、図４と図５に示すように、有効画素ＹＰ、遮光画素ＢＰ、または、周辺回路素子ＳＫの上方に設けられており、各素子に電気的に接続するように形成されている。ここでは、コンタクトプラグＣＰは、多層配線層５００を構成する絶縁膜５１１〜５１９のいずれかを貫通するように形成されたコンタクトホールＣＨに、埋め込まれて形成されている。
【００８２】
具体的には、コンタクトプラグＣＰは、図４と図５に示すように、第１〜第３の絶縁膜５１１〜５１３を貫通して形成されており、有効画素ＹＰ、遮光画素ＢＰ、または、周辺回路素子ＳＫに接続する部分を含む。
【００８３】
また、コンタクトプラグＣＰは、図４と図５に示すように、第４と第５の絶縁膜５１４，５１５を貫通して形成されており、第１〜第３の絶縁膜５１１〜５１３を貫通する下層のコンタクトプラグＣＰに、金属配線ＨＷを介して、電気的に接続する部分を含む。
【００８４】
また、コンタクトプラグＣＰは、図４と図５に示すように、第６と第７の絶縁膜５１６，５１７を貫通して形成されており、第４と第５の絶縁膜５１４，５１５を貫通する下層のコンタクトプラグＣＰに、金属配線ＨＷを介して、電気的に接続する部分を含む。
【００８５】
上記のコンタクトプラグＣＰは、図４と図５に示すように、底面と側面とにバリアメタルＢＭが設けられている。
【００８６】
多層配線層５００において、金属配線ＨＷは、図４と図５に示すように、複数の絶縁膜５１１〜５１９のいずれかの間に介在するように形成されており、コンタクトプラグＣＰに電気的に接続されている。
【００８７】
具体的には、金属配線ＨＷは、図４と図５に示すように、第３の絶縁膜５１３上に設けられており、第４の絶縁膜５１４によって被覆されている。この第３の絶縁膜５１３上の金属配線ＨＷは、第１〜第３の絶縁膜５１１〜５１３を貫通するコンタクトプラグＣＰと、第４と第５の絶縁膜５１４，５１５を貫通するコンタクトプラグＣＰとの間に介在しており、両者を電気的に接続する部分を含む。また、図示していないが、遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとを電気的に接続する部分においては、たとえば、この第３の絶縁膜５１３上に設けた金属配線ＨＷが両素子間で延在されており、両者を電気的に接続させている。
【００８８】
また、金属配線ＨＷは、図４と図５に示すように、第５の絶縁膜５１５上に設けられており、第６の絶縁膜５１６によって被覆されている。この第５の絶縁膜５１５上の金属配線ＨＷは、第４と第５の絶縁膜５１４，５１５を貫通するコンタクトプラグＣＰと、第６と第７の絶縁膜５１６，５１７を貫通するコンタクトプラグＣＰとの間に介在しており、両者を電気的に接続する部分を含む。
【００８９】
また、金属配線ＨＷは、図４と図５に示すように、第７の絶縁膜５１７上に設けられており、第８の絶縁膜５１８によって被覆されている。この第７の絶縁膜５１７上の金属配線ＨＷは、第６と第７の絶縁膜５１６，５１７を貫通するコンタクトプラグＣＰに電気的に接続する部分を含む。
【００９０】
上記の各金属配線ＨＷは、図４と図５に示すように、上面と下面とにバリアメタルＢＭが設けられている。
【００９１】
そして、本実施形態においては、金属配線ＨＷは、有効画素領域ＹＡおよびオプティカルブラック画素領域ＢＡを含む画素領域ＰＡよりも、周辺領域ＳＡにおいて、高い密度になる部分を含むように、複数が設けられている。たとえば、有効画素領域ＹＡおよびオプティカルブラック画素領域ＢＡを含む画素領域ＰＡにおける金属配線ＨＷの密度は、１０％〜４０％である。これに対して、周辺領域ＳＡにおける金属配線ＨＷの密度は、たとえば、１０％〜８０％である。
【００９２】
多層配線層５００において、ストレス緩和層６００は、図５に示すように、複数の絶縁膜５１１〜５１９において、オプティカルブラック画素領域ＢＡと周辺領域ＳＡとの間に位置する部分に設けられている。ストレス緩和層６００は、たとえば、空気層を含み、複数の金属配線ＨＷにおいて周辺領域ＳＡに設けられた金属配線ＨＷによって、オプティカルブラック画素領域ＢＡへ伝播するストレスを緩和する。
【００９３】
本実施形態において、ストレス緩和層６００は、図５に示すように、第１のストレス緩和層６０１と、第２のストレス緩和層６０２と、第３のストレス緩和層６０３とを含む。
【００９４】
第１のストレス緩和層６０１は、空気層であって、図５に示すように、第４の絶縁膜５１４を貫通するように設けられている。つまり、第１のストレス緩和層６０１は、複数の金属配線ＨＷにおいて、第３の絶縁膜５１３上に設けられた金属配線ＨＷと同じ高さになるように設けられている。第１のストレス緩和層６０１は、有効画素領域ＹＡおよびオプティカルブラック画素領域ＢＡを含む画素領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとの間であって、金属配線ＨＷおよびコンタクトプラグＣＰが設けられていない境界領域ＫＡに設けられている。この第１のストレス緩和層６０１は、図２にてストレス緩和層６００として示しているように、画素領域ＰＡの周囲において矩形を描くように形成されている。
【００９５】
第２のストレス緩和層６０２は、第１のストレス緩和層６０１と同様に、空気層であって、図５に示すように、第６の絶縁膜５１６を貫通するように設けられている。つまり、第２のストレス緩和層６０２は、複数の金属配線ＨＷにおいて、第５の絶縁膜５１５上に設けられた金属配線ＨＷと同じ高さになるように、設けられている。第２のストレス緩和層６０２は、第１のストレス緩和層６０１と同様に、境界領域ＫＡに設けられている。この第２のストレス緩和層６０２は、図２にてストレス緩和層６００として示しているように、画素領域ＰＡの周囲において矩形を描くように形成されている。
【００９６】
第３のストレス緩和層６０３は、第１および第２のストレス緩和層６０１，６０２と同様に、空気層であって、図５に示すように、第８の絶縁膜５１８を貫通するように設けられている。つまり、第３のストレス緩和層６０３は、複数の金属配線ＨＷにおいて、第７の絶縁膜５１７上に設けられた金属配線ＨＷと同じ高さになるように、設けられている。第３のストレス緩和層６０３は、第１および第２のストレス緩和層６０１，６０２と同様に、境界領域ＫＡに設けられている。この第３のストレス緩和層６０３は、図２にてストレス緩和層６００として示しているように、画素領域ＰＡの周囲において矩形を描くように形成されている。
【００９７】
［Ｂ］製造方法
上記の固体撮像装置１を製造する製造方法の要部について説明する。
【００９８】
図６から図１１は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１を製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。ここで、図６から図１１は、図５と同様に、オプティカルブラック画素領域ＢＡと周辺領域ＳＡとの主要部分の断面を示している。有効画素領域ＹＡについては、オプティカルブラック画素領域ＢＡと同様な工程を経て形成されるため、図示を省略している。
【００９９】
（１）素子，第１から第３の絶縁膜の形成
まず、図６に示すように、基板１０１の上面に、遮光画素ＢＰ，周辺回路素子ＳＫを含む素子と、第１から第３の絶縁膜５１１〜５１３とを、基板１０１に設ける。
【０１００】
ここでは、オプティカルブラック画素領域ＢＡにおいては、図６に示すように、フォトダイオード２１と転送トランジスタ２２とを、画素Ｐ（図２参照）を構成する半導体素子の一部として、基板１０１に設ける。
【０１０１】
この他に、画素領域ＰＡにおいては、図２，図３において示した部材を設けるが、ここでは、図示を省略している。そして、有効画素領域ＹＡ（図４参照）についても、オプティカルブラック画素領域ＢＡと同様にして、フォトダイオード２１と転送トランジスタ２２とを、画素Ｐを構成する半導体素子の一部として、基板１０１に設ける。
【０１０２】
また、周辺領域ＳＡにおいては、トランジスタ３１１とキャパシタ３１２とを、周辺回路素子ＳＫの一部として設ける。この他に、周辺領域ＳＡにおいては、図２，図３において示した部材を設けるが、ここでは図示を省略している。
【０１０３】
そして、図６に示すように、第１の絶縁膜５１１を設ける。
【０１０４】
ここでは、基板１０１において、上記のように各素子が形成された上面全体を被覆するように、第１の絶縁膜５１１を形成する。たとえば、ＳｉＯ２膜であって、膜厚が、数十ｎｍになるように、第１の絶縁膜５１１を形成する。
【０１０５】
そして、図６に示すように、第２の絶縁膜５１２を設ける。
【０１０６】
ここでは、第１の絶縁膜５１１の上面全体を被覆し、第１の絶縁膜５１１に積層するように、第２の絶縁膜５１２を設ける。
【０１０７】
本実施形態においては、後述する第３の絶縁膜５１３についてのエッチング処理にて第２の絶縁膜５１２がエッチングストッパー層として機能するように、この第２の絶縁膜５１２を形成する。つまり、第３の絶縁膜５１３との間においてエッチング選択比が大きくなるように、第２の絶縁膜５１２を形成する。
【０１０８】
たとえば、ＬＰ−ＳｉＮ膜であって、膜厚が、数十ｎｍになるように、第２の絶縁膜５１２を形成する。すなわち、減圧ＣＶＤ法によって、シリコン窒化物を成膜させることによって、第２の絶縁膜５１２を形成する。
【０１０９】
そして、図６に示すように、第３の絶縁膜５１３を形成する。
【０１１０】
ここでは、第２の絶縁膜５１２の上面を被覆するように、第３の絶縁膜５１３を形成する。
【０１１１】
たとえば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２等の絶縁材料を、膜厚が５００ｎｍになるように成膜する。そして、その表面について平坦化処理を実施することによって、第３の絶縁膜５１３を形成する。たとえば、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理の実施によって、その表面を平坦化する。
【０１１２】
（２）第３の絶縁膜５１３へのコンタクトホールＣＨの形成
つぎに、図７に示すように、第３の絶縁膜５１３にコンタクトホールＣＨを形成する。
【０１１３】
ここでは、第３の絶縁膜５１３においてコンタクトプラグＣＰ（図５参照）を形成する部分に、コンタクトホールＣＨを形成する。
【０１１４】
具体的には、フォトリソグラフィ技術によってフォトレジストマスク（図示なし）を形成後、そのフォトレジストマスクを用いて、第３の絶縁膜５１３について異方性のドライエッチング処理を実施することで、コンタクトホールＣＨを形成する。これにより、基板１０１の面に垂直な方向ｚに、コンタクトホールＣＨの側面が沿うように、コンタクトホールＣＨが形成される。
【０１１５】
本実施形態においては、第３の絶縁膜５１３の下層に位置する第２の絶縁膜５１２が、エッチングストッパー層として機能するように、上記のドライエッチング処理を実施する。つまり、第２の絶縁膜５１２であるＳｉＮ膜と、第３の絶縁膜５１３であるＳｉＯ２膜との間で、エッチング選択比が十分に確保できるように、上記のドライエッチング処理を実施する。
【０１１６】
（３）第１，２の絶縁膜５１１，５１２へのコンタクトホールＣＨの形成
つぎに、図８に示すように、第１の絶縁膜５１１と第２の絶縁膜５１２とのそれぞれにコンタクトホールＣＨを形成する。
【０１１７】
ここでは、第３の絶縁膜５１３に形成されたコンタクトホールＣＨが下方に延在するように、第１および第２の絶縁膜５１１，５１２にコンタクトホールＣＨを形成する。
【０１１８】
具体的には、上記と同様にして、第１および第２の絶縁膜５１１，５１２について異方性のドライエッチング処理を実施することで、コンタクトホールＣＨを形成する。これにより、下層の素子を構成する電極や拡散層の表面が露出されて、コンタクトホールＣＨが形成される。
【０１１９】
本実施形態においては、下層の素子を構成する電極（ポリシリコンなど）や拡散層（Ｓｉ）と、第１および第２の絶縁膜５１１，５１２との間で、エッチング選択比が十分に確保できるように、上記のドライエッチング処理を実施する。
【０１２０】
そして、この後、水素化処理を実施する。
【０１２１】
（４）コンタクトプラグＣＰの形成
つぎに、図９に示すように、コンタクトホールＣＨにコンタクトプラグＣＰを形成する。
【０１２２】
ここでは、コンタクトホールＣＨの底面と側面とを被覆するように、バリアメタルＢＭを形成後、金属材料をコンタクトホールＣＨの内部に埋め込むことによって、コンタクトプラグＣＰを形成する。たとえば、タングステンを用いて、コンタクトプラグＣＰを形成する。これにより、各素子に電気的に接続するように、コンタクトプラグＣＰが形成される。
【０１２３】
（５）金属配線ＨＷと第４の絶縁膜５１４との形成
つぎに、図１０に示すように、金属配線ＨＷと、第４の絶縁膜５１４とを形成する。
【０１２４】
ここでは、第３の絶縁膜５１３上において、第１〜第３の絶縁膜５１１〜５１３を貫通するコンタクトプラグＣＰに電気的に接続するように、金属配線ＨＷを形成する。本実施形態においては、金属配線ＨＷの上面と下面とにバリアメタルＢＭが介在するように、金属配線ＨＷを形成する。たとえば、アルミニウムを用いて金属配線ＨＷを形成する。
【０１２５】
そして、第３の絶縁膜５１３の上面に設けられた金属配線ＨＷを被覆するように、第４の絶縁膜５１４を形成する。
たとえば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２等の絶縁材料を、膜厚が５００ｎｍになるように成膜して、第４の絶縁膜５１４を形成する。
【０１２６】
（６）第１のストレス緩和層６０１の形成
つぎに、図１１に示すように、第１のストレス緩和層６０１を形成する。
【０１２７】
ここでは、図１１に示すように、オプティカルブラック画素領域ＢＡと、周辺領域ＳＡとの間であって、金属配線ＨＷおよびコンタクトプラグＣＰを形成しない境界領域ＫＡに、第１のストレス緩和層６０１を設ける。
【０１２８】
本実施形態においては、第４の絶縁膜５１４の一部を除去することによって、空気層として、第１のストレス緩和層６０１を設ける。
【０１２９】
具体的には、第４の絶縁膜５１４上に、フォトレジスト膜（図示なし）を成膜後、フォトリソグラフィ技術によって、このフォトレジスト膜をパターン加工し、レジストマスク（図示なし）を形成する。ここでは、第４の絶縁膜５１４において第１のストレス緩和層６０１を設ける表面が露出し、他の部分の表面が被覆されているように、レジストマスク（図示なし）を形成する。そして、このレジストマスクを用いて、第４の絶縁膜５１４について異方性のエッチング処理を実施して、第４の絶縁膜５１４の一部を除去することによって、第１のストレス緩和層６０１を形成する。
【０１３０】
たとえば、第１のストレス緩和層６０１の幅が、たとえば、１００ｎｍになるように、第１のストレス緩和層６０１を形成する。
【０１３１】
（７）その他の部材の形成
つぎに、図５に示したように、その他の部材について形成する。
【０１３２】
ここでは、図５に示したように、第４の絶縁膜５１４が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように、第５の絶縁膜５１５を形成する。たとえば、第３の絶縁膜５１３と同様にして、第５の絶縁膜５１５を形成する。
【０１３３】
そして、上記と同様にして、コンタクトプラグＣＰと金属配線ＨＷとを形成する。その後、第４の絶縁膜５１４と同様にして、第６の絶縁膜５１６を形成する。そして、第１のストレス緩和層６０１の場合と同様にして、第６の絶縁膜５１６の一部を除去することによって、空気層として、第２のストレス緩和層６０２を設ける。
【０１３４】
また、第６の絶縁膜５１６が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように、第７の絶縁膜５１７を形成する。たとえば、第３および第５の絶縁膜５１３，５１５と同様にして、第７の絶縁膜５１７を形成する。
【０１３５】
そして、上記と同様にして、コンタクトプラグＣＰと金属配線ＨＷとを形成する。ここでは、オプティカルブラック画素領域ＢＡに設けられたフォトダイオード２１の受光面ＪＳへ向かう入射光を遮光するように、金属配線ＨＷを平面方向へ延在させて形成する。その後、第４および第６の絶縁膜５１４，５１６と同様にして、第８の絶縁膜５１８を形成する。そして、第１および第２のストレス緩和層６０１，６０２の場合と同様にして、第８の絶縁膜５１８の一部を除去することによって、空気層として、第３のストレス緩和層６０２を設ける。
【０１３６】
これに次いで、第８の絶縁膜５１８が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように、第９の絶縁膜５１９を形成する。たとえば、第３および第５の絶縁膜５１３，５１５と同様にして、第９の絶縁膜５１９を形成する。
【０１３７】
その後、各部を形成した後に、水素化処理を実施する。
【０１３８】
このようにすることで、固体撮像装置１が完成される。
【０１３９】
［Ｃ］まとめ
以上のように、多層配線層５００においては、オプティカルブラック画素領域ＢＡと周辺領域ＳＡとの間に位置する部分に、第１から第３のストレス緩和層６０１〜６０３が、ストレス緩和層６００として設けられている。ストレス緩和層６００は、空気層を含み、金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。
【０１４０】
上述したように、多層配線層５００において、金属配線ＨＷを構成する金属材料は、各絶縁膜５１１〜５１９を構成する絶縁材料と比較して、ストレス（応力）が大きい。このため、金属配線ＨＷによるストレスに起因して、暗電流の発生が顕著になる場合がある。しかし、本実施形態では、ストレス緩和層６００が、その金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。このため、暗電流の発生を抑制することができる。
【０１４１】
また、上述したように、水素化処理の実施の際には、金属配線ＨＷが水素の透過を阻害する場合があるために、暗電流によるノイズ成分の発生を、効果的に防止することが困難な場合がある。しかし、本実施形態では、ストレス緩和層６００は、空気層を含むので、この空気層を介して、基板１０１に水素が容易に供給される。よって、本実施形態においては、基板１０１について水素化処理を効果的に実施することができる。
【０１４２】
＜２．実施形態２＞
［Ａ］装置構成
図１２は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂの要部を示す図である。図１２は、図５の場合と同様な部分の断面を示している。
【０１４３】
図１２に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｂは、ストレス緩和層６００ｂが、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１４４】
図１２に示すように、本実施形態のストレス緩和層６００ｂは、実施形態１と同様に、境界領域ＫＡに設けられている。また、ストレス緩和層６００ｂは、図１２に示すように、第１のストレス緩和層６０１ｂと、第２のストレス緩和層６０２ｂと、第３のストレス緩和層６０３ｂとを含む。
【０１４５】
しかし、本実施形態においては、第１から第３のストレス緩和層６０１ｂ，６０２ｂ，６０３ｂは、実施形態１と異なり、図１２に示すように、金属層６１１が空気層６１２を挟んだ「エアギャップ構造」で形成されている。
【０１４６】
［Ｂ］製造方法
上記の固体撮像装置１ｂを製造する製造方法の要部について説明する。
【０１４７】
図１３と図１４は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置１ｂを製造する方法の各工程にて設けられた要部を示す図である。ここで、図１３，図１４は、図１２と同様に、オプティカルブラック画素領域ＢＡと周辺領域ＳＡとの主要部分の断面を示している。
【０１４８】
（１）金属配線ＨＷと金属層６１１との形成
まず、図１３に示すように、金属配線ＨＷと金属層６１１とを形成する。
【０１４９】
ここでは、金属配線ＨＷと金属層６１１との形成に先立って、実施形態１の場合と同様に、図９にて示したように、コンタクトホールＣＨにコンタクトプラグＣＰを形成する。
【０１５０】
この後、図１３に示すように、第３の絶縁膜５１３上において、第１〜第３の絶縁膜５１１〜５１３を貫通するコンタクトプラグＣＰに電気的に接続するように、金属配線ＨＷを形成する。
【０１５１】
そして、これと共に、図１３に示すように、第３の絶縁膜５１３上に金属層６１１を形成する。ここでは、第３の絶縁膜５１３上において、複数の金属層６１１が空気層６１２を隔てて対面するように、金属層６１１を形成する。たとえば、複数の金属層６１１の間における空気層６１２の幅が、１００ｎｍになるように、金属層６１１を形成する。たとえば、金属配線ＨＷと同様に、アルミニウムを用いて金属層６１１を形成する。
【０１５２】
なお、第３の絶縁膜５１３上に設けた金属膜を金属配線ＨＷへパターン加工する際に、その金属膜を金属層６１１へパターン加工しても良い。つまり、同一の金属膜について同一のパターン加工処理（フォトリソグラフィなど）を実施することによって、金属配線ＨＷと金属層６１１との両者を同時に形成しても良い。
【０１５３】
（２）第４の絶縁膜５１４の形成
つぎに、図１４に示すように、第４の絶縁膜５１４を形成する。
【０１５４】
ここでは、第３の絶縁膜５１３の上面に設けられた金属配線ＨＷを被覆するように、第４の絶縁膜５１４を形成する。たとえば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２等の絶縁材料を、膜厚が５００ｎｍになるように成膜することによって、第４の絶縁膜５１４を形成する。
【０１５５】
このとき、複数の金属層６１１の間においては、第４の絶縁膜５１４を構成する絶縁材料が、埋め込まれない。このため、複数の金属層６１１の間に空気層６１２が挟まれた状態が保持されるので、「エアギャップ構造」で第１のストレス緩和層６０１ｂが形成される。
【０１５６】
（３）その他の部材の形成
つぎに、図１２に示したように、その他の部材について形成する。
【０１５７】
ここでは、図１２に示したように、第４の絶縁膜５１４が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように、第５の絶縁膜５１５を形成する。たとえば、第３の絶縁膜５１３と同様にして、第５の絶縁膜５１５を形成する。
【０１５８】
そして、コンタクトプラグＣＰを形成した後に、金属配線ＨＷと第２のストレス緩和層６０１ｂと第６の絶縁膜５１６とを形成する。第２のストレス緩和層６０１ｂについては、第１のストレス緩和層６０１ａの場合と同様な工程を経て形成する。
【０１５９】
そして、第６の絶縁膜５１６が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように、第７の絶縁膜５１７を形成する。たとえば、第３および第５の絶縁膜５１３，５１５と同様にして、第７の絶縁膜５１７を形成する。
【０１６０】
そして、上記と同様にして、コンタクトプラグＣＰを形成した後に、金属配線ＨＷと第３のストレス緩和層６０１ｃと第８の絶縁膜５１８とを形成する。第３のストレス緩和層６０１ｃについては、第１および第２のストレス緩和層６０１ａ，６０１ｂの場合と同様な工程を経て形成する。
【０１６１】
これに次いで、第８の絶縁膜５１８が設けられた基板１０１の表面を平坦化するように、第９の絶縁膜５１９を形成する。たとえば、第３および第５の絶縁膜５１３，５１５と同様にして、第９の絶縁膜５１９を形成する。
【０１６２】
その後、各部を形成した後に、水素化処理を実施する。
【０１６３】
このようにすることで、固体撮像装置１ｂが完成される。
【０１６４】
［Ｃ］まとめ
以上のように、多層配線層５００においては、オプティカルブラック画素領域ＢＡと周辺領域ＳＡとの間の境界領域ＫＡに、第１から第３のストレス緩和層６０１ｂ〜６０３ｂが、ストレス緩和層６００ｂとして設けられている。ストレス緩和層６００ｂは、空気層６１２を含み、金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。このため、本実施形態は、実施形態１の場合と同様に、暗電流の発生を抑制することができる。
【０１６５】
また、本実施形態では、ストレス緩和層６００ｂは、空気層６１２を含むので、この空気層６１２を介して、基板１０１に水素が容易に供給される。よって、本実施形態においては、実施形態１の場合と同様に、基板１０１について水素化処理を効果的に実施することができる。
【０１６６】
＜３．実施形態３＞
［Ａ］装置構成など
図１５は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。図１５は、図５の場合と同様な部分の断面を示している。
【０１６７】
図１５に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｃは、ストレス緩和層６００ｃが、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１６８】
図１５に示すように、本実施形態のストレス緩和層６００ｃは、実施形態１と同様に、空気層を含んで、境界領域ＫＡに設けられている。
【０１６９】
しかし、ストレス緩和層６００ｃは、第３の絶縁膜５１３から第６の絶縁膜５１６を貫通するように形成されている。
【０１７０】
ストレス緩和層６００ｃは、第３の絶縁膜５１３から第６の絶縁膜５１６について、異方性のエッチング処理を実施して、その一部を除去することによって、形成される。
【０１７１】
このストレス緩和層６００ｃの平面構造については、図示を省略しているが、実施形態１において図２にてストレス緩和層６００として示しているように、画素領域ＰＡの周囲において矩形を描くように形成されている。
【０１７２】
図１６は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置１ｃの要部を示す図である。図１６は、図１５と異なり、固体撮像装置１ｃにおいて、オプティカルブラック画素領域ＢＡに設けられた遮光画素ＢＰと、周辺領域ＳＡに設けられた周辺回路素子ＳＫとが、電気的に接続される部分を示している。
【０１７３】
実施形態１においては、図示しなかったが、遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとを電気的に接続する部分は、たとえば、第３の絶縁膜５１３上に設けた金属配線ＨＷが、両素子間で延在され、両者を電気的に接続させている。
【０１７４】
しかし、本実施形態では、ストレス緩和層６００ｃは、第３から第６の絶縁膜５１３〜５１６を貫通している（図１５参照）と共に、オプティカルブラック画素領域ＢＡの周辺を囲うように一体的に形成されている（図２参照）。このため、本実施形態では、第３の絶縁膜５１３上に金属配線ＨＷを設けることで、遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとを電気的に接続させていない。
【０１７５】
本実施形態では、図１６に示すように、ストレス緩和層６００ｃの上方である第７の絶縁膜５１７上に金属配線ＨＷを延在させて、遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとの両者を電気的に接続させている。
【０１７６】
たとえば、図２に示したように、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとの間において、列信号線ＨＬ（金属配線ＨＷ）を介して、画素領域ＰＡの画素Ｐと、カラム回路１４とを電気的に接続させる部分が、図１６に示すように構成されている。
【０１７７】
なお、実施形態１の場合と同様に、たとえば、第３の絶縁膜５１３上に設けた金属配線ＨＷによって、遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとを電気的に接続するように構成してもよい。
【０１７８】
図１７は、本発明にかかる実施形態３の変形例を示す図である。図１７では、実施形態１の場合と同様に、たとえば、第３の絶縁膜５１３上に設けた金属配線ＨＷによって、遮光画素ＢＰと周辺回路素子ＳＫとを電気的に接続する場合の例を示している。
【０１７９】
図１７に示すように、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとの間において、列信号線ＨＬを介して、画素領域ＰＡの画素Ｐと、カラム回路１４とを電気的に接続させる部分については、ストレス緩和層６００ｄを設けなくてもよい。
【０１８０】
たとえば、図１７に示すように、画素領域ＰＡの下端部において、列信号線ＨＬ（金属配線ＨＷ）が垂直方向ｙに沿った部分については、破線を描くように、ストレス緩和層６００ｄを形成しても良い。
【０１８１】
［Ｂ］まとめ
以上のように、多層配線層５００においては、オプティカルブラック画素領域ＢＡと周辺領域ＳＡとの間の境界領域ＫＡに、ストレス緩和層６００ｄが設けられている。ストレス緩和層６００ｄは、空気層６１２を含み、金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。このため、本実施形態は、実施形態１の場合と同様に、暗電流の発生を抑制することができる。
【０１８２】
また、本実施形態では、ストレス緩和層６００ｄは、空気層を含むので、この空気層を介して、基板１０１に水素が容易に供給される。よって、本実施形態においては、実施形態１の場合と同様に、基板１０１について水素化処理を効果的に実施することができる。
【０１８３】
また、本実施形態では、単一のストレス緩和層６００ｄを形成するため、上記の実施形態に比べて、工程数を削減することが可能である。このため、本実施形態は、製造効率を、さらに向上させることができる。
【０１８４】
＜４．実施形態４＞
［Ａ］装置構成など
図１８と図１９は、本発明にかかる実施形態４において、固体撮像装置１ｄの要部を示す図である。ここで、図１８は、図２と同様に、固体撮像装置１ｄの概略平面図である。また、図１９は、固体撮像装置１ｄにおいて、有効画素領域ＹＡおよびオプティカルブラック画素領域ＢＡが設けられた部分の断面を示している。
【０１８５】
図１８および図１９に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｄは、ストレス緩和層６００ｄが設けられた位置が、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１８６】
ストレス緩和層６００ｄは、図１８に示すように、実施形態１の場合と異なり、画素領域ＰＡの内部において矩形を描くように形成されている。
【０１８７】
ここでは、ストレス緩和層６００ｄは、図１９に示すように、画素領域ＰＡにおいて、有効画素領域ＹＡとオプティカルブラック画素領域ＢＡとの間に位置する境界領域ＫＡｄに設けられている。そして、ストレス緩和層６００ｄは、たとえば、空気層を含み、多層配線層５００を構成する金属配線ＨＷによるストレスを緩和するように設けられている。
【０１８８】
本実施形態においては、ストレス緩和層６００ｄは、図１９に示すように、第１のストレス緩和層６０１ｄと、第２のストレス緩和層６０２ｄと、第３のストレス緩和層６０３ｄとを含む。
【０１８９】
第１のストレス緩和層６０１ｄは、図１９に示すように、空気層であって、実施形態１の場合と同様に、第４の絶縁膜５１４を貫通するように設けられている。
【０１９０】
第２のストレス緩和層６０２ｄは、図１９に示すように、空気層であって、実施形態１の場合と同様に、第６の絶縁膜５１６を貫通するように設けられている。
【０１９１】
第３のストレス緩和層６０３ｄは、図１９に示すように、空気層であって、実施形態１の場合と同様に、第８の絶縁膜５１８を貫通するように設けられている。
【０１９２】
［Ｂ］まとめ
以上のように、多層配線層５００においては、有効画素領域ＹＡとオプティカルブラック画素領域ＢＡとの間に位置する部分に、第１から第３のストレス緩和層６０１ｄ〜６０３ｄが、ストレス緩和層６００ｄとして設けられている。ストレス緩和層６００ｄは、空気層を含み、金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。このため、本実施形態は、実施形態１の場合と同様に、暗電流の発生を抑制することができる。
【０１９３】
また、本実施形態では、ストレス緩和層６００ｄは、空気層を含むので、この空気層を介して、基板１０１に水素が容易に供給される。よって、本実施形態においては、実施形態１の場合と同様に、基板１０１について水素化処理を効果的に実施することができる。
【０１９４】
＜５．実施形態５＞
［Ａ］装置構成など
図２０は、本発明にかかる実施形態５において、固体撮像装置１ｅの要部を示す図である。図２０は、図５の場合と同様な部分の断面を示している。
【０１９５】
図２０に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｅは、ストレス緩和層６００ｅが、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０１９６】
図２０に示すように、本実施形態のストレス緩和層６００ｅは、実施形態１と同様に、空気層を含んで、境界領域ＫＡに設けられている。また、ストレス緩和層６００ｅは、図２０に示すように、第１のストレス緩和層６０１ｅと、第２のストレス緩和層６０２ｅと、第３のストレス緩和層６０３ｅとを含む。
【０１９７】
しかし、本実施形態においては、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅは、図２０に示すように、実施形態１の場合と幅が異なる部分を含む。
【０１９８】
複数の金属配線ＨＷのうち、周辺領域ＳＡにおいて画素領域ＰＡ（図２０では、オプティカルブラック画素領域ＢＡ）に近接する画素近傍領域の上方には、第１の金属配線ＨＷ１ｅと、第２の金属配線ＨＷ２ｅと、第３の金属配線ＨＷ３ｅとが設けられている。
【０１９９】
ここでは、第１の金属配線ＨＷ１ｅは、図２０に示すように、第３の絶縁膜５１３上において、第２の金属配線ＨＷ２ｅよりも、幅が狭くなるように形成されている。
【０２００】
また、第２の金属配線ＨＷ２ｅは、図２０に示すように、第１の金属配線ＨＷ１ｅの上方であって、第５の絶縁膜５１５上に設けられている。そして、第２の金属配線ＨＷ２ｅは、第３の金属配線ＨＷ３ｅよりも、幅が狭くなるように形成されている。
【０２０１】
また、第３の金属配線ＨＷ３ｅは、図２０に示すように、第２の金属配線ＨＷ２ｅの上方であって、第７の絶縁膜５１７上に設けられている。そして、第３の金属配線ＨＷ３ｅは、第１および第２の金属配線ＨＷ１ｅ，ＨＷ２ｅよりも、幅が広くなるように形成されている。
【０２０２】
つまり、第１から第３の金属配線ＨＷ１ｅ，ＨＷ２ｅ，ＨＷ３ｅの順で、幅が広くなるように形成されている。
【０２０３】
そして、図２０に示すように、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅは、それぞれに幅が、第１から第３の金属配線ＨＷ１ｅ，ＨＷ２ｅ，ＨＷ３ｅの幅に対応するように、形成されている。
【０２０４】
具体的には、第１のストレス緩和層６０１ｅは、図２０に示すように、第３の絶縁膜５１３上において、第２のストレス緩和層６０２ｅよりも、幅が狭くなるように形成されている。
【０２０５】
また、第２のストレス緩和層６０２ｅは、図２０に示すように、第５の絶縁膜５１５上において、第３のストレス緩和層６０３ｅよりも、幅が狭くなるように形成されている。
【０２０６】
また、第３のストレス緩和層６０３ｅは、図２０に示すように、第１および第２のストレス緩和層６０２ｅ，６０３ｅよりも、幅が広くなるように形成されている。
【０２０７】
つまり、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅの順で、幅が広くなるように形成されている。
【０２０８】
［Ｂ］まとめ
以上のように、多層配線層５００においては、有効画素領域ＹＡとオプティカルブラック画素領域ＢＡとの間に位置する部分に、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ〜６０３ｅが、ストレス緩和層６００ｅとして設けられている。ストレス緩和層６００ｅは、空気層を含み、金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。このため、本実施形態は、実施形態１の場合と同様に、暗電流の発生を抑制することができる。
【０２０９】
本実施形態においては、周辺領域ＳＡにて画素領域ＰＡに近い部分に設けられた第１から第３の金属配線ＨＷ１ｅ，ＨＷ２ｅ，ＨＷ３ｅの幅に対応するように、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅの幅が形成されている。このため、上記の効果を、より効果的に奏することができる。
【０２１０】
なお、上記においては、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅを、１つずつ設けたが、複数を設けても良い。この場合には、第１から第３の金属配線ＨＷ１ｅ，ＨＷ２ｅ，ＨＷ３ｅの幅に対応するように、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅの数を多くすることが好適である。
【０２１１】
＜６．実施形態６＞
［Ａ］装置構成など
図２１は、本発明にかかる実施形態６において、固体撮像装置１ｆの要部を示す図である。図２１は、図５の場合と同様な部分の断面を示している。
【０２１２】
図２１に示すように、本実施形態において、固体撮像装置１ｆは、ストレス緩和層６００ｆが、実施形態１と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
【０２１３】
図２１に示すように、本実施形態のストレス緩和層６００ｆは、実施形態１と同様に、空気層を含んで、境界領域ＫＡに設けられている。また、ストレス緩和層６００ｆは、図２１に示すように、第１のストレス緩和層６０１ｆと、第２のストレス緩和層６０２ｆと、第３のストレス緩和層６０３ｆとを含む。
【０２１４】
しかし、本実施形態においては、第１から第３のストレス緩和層６０１ｆ，６０２ｆ，６０３ｆは、図２１に示すように、実施形態１の場合と幅が異なっている。
【０２１５】
複数の金属配線ＨＷのうち、周辺領域ＳＡにおいて画素領域ＰＡ（図２１では、オプティカルブラック画素領域ＢＡ）に近接する画素近傍領域の上方には、第１の金属配線ＨＷ１ｆと、第２の金属配線ＨＷ２ｆと、第３の金属配線ＨＷ３ｆとが設けられている。
【０２１６】
ここでは、第１の金属配線ＨＷ１ｆは、図２１に示すように、第３の絶縁膜５１３上に形成されている。また、第２の金属配線ＨＷ２ｆは、図２１に示すように、第１の金属配線ＨＷ１ｅの上方であって、第５の絶縁膜５１５上に設けられている。また、第３の金属配線ＨＷ３ｆは、図２１に示すように、第２の金属配線ＨＷ２ｆの上方であって、第７の絶縁膜５１７上に設けられている。
【０２１７】
そして、第１から第３の金属配線ＨＷ１ｆ，ＨＷ２ｆ，ＨＷ３ｆは、幅が同じになるように形成されている。
【０２１８】
そして、図２１に示すように、第１から第３のストレス緩和層６０１ｆ，６０２ｆ，６０３ｆは、それぞれに幅が、それぞれの高さに応じて広くなるように形成されている。
【０２１９】
具体的には、第１のストレス緩和層６０１ｆは、図２１に示すように、第３の絶縁膜５１３上において、第２のストレス緩和層６０２ｆよりも、幅が広くなるように形成されている。
【０２２０】
また、第２のストレス緩和層６０２ｆは、図２１に示すように、第５の絶縁膜５１５上において、第３のストレス緩和層６０３ｆよりも、幅が広くなるように形成されている。
【０２２１】
また、第３のストレス緩和層６０３ｆは、図２１に示すように、第１および第２のストレス緩和層６０２ｆ，６０３ｆよりも、幅が狭くなるように形成されている。
【０２２２】
つまり、第１から第３のストレス緩和層６０１ｆ，６０２ｆ，６０３ｆの順で、幅が狭くなるように形成されている。
【０２２３】
［Ｂ］まとめ
以上のように、多層配線層５００においては、有効画素領域ＹＡとオプティカルブラック画素領域ＢＡとの間に位置する部分に、第１から第３のストレス緩和層６０１ｆ〜６０３ｆが、ストレス緩和層６００ｆとして設けられている。ストレス緩和層６００ｆは、空気層を含み、金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。このため、本実施形態は、実施形態１の場合と同様に、暗電流の発生を抑制することができる。
【０２２４】
一般に、基板１０１の面に近い部分（高さが低い部分）の方が遠い部分（高さが高い部分）よりも金属配線ＨＷのストレスが大きくなる。しかし、本実施形態においては、第１から第３のストレス緩和層６０１ｆ，６０２ｆ，６０３ｆは、それぞれに幅が、それぞれの高さに応じて広くなるように形成されている。このため、上記の効果を、より効果的に奏することができる。
【０２２５】
なお、上記においては、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅを、１つずつ設けたが、複数を設けても良い。この場合には、第１から第３の金属配線ＨＷ１ｅ，ＨＷ２ｅ，ＨＷ３ｅの高さ位置に対応するように、第１から第３のストレス緩和層６０１ｅ，６０２ｅ，６０３ｅの数を調整することが好適である。
【０２２６】
＜７．その他＞
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【０２２７】
上記の実施形態においては、ストレス緩和層が空気層を含む場合について説明したが、これに限定されない。本発明の実施に際しては、ストレス緩和層は、空気層以外の層であってもよい。この場合には、ストレス緩和層は、多層配線層を構成する絶縁膜および金属配線よりも、低い応力を備えていればよい。たとえば、ストレス緩和層としては、リフローガラス素材を用いた層や、ポーラスなＬｏｗ−Ｋ膜として、形成してもよい。
【０２２８】
上記の実施形態においては、画素領域（または、有効画素領域）の周囲を、全体的に、囲うように、ストレス緩和層を設ける場合について説明したが、これに限定されない。本発明の実施に際しては、画素領域（または、有効画素領域）の周囲の一部分に、ストレス緩和層を設けても良い。この場合には、たとえば、周辺領域においてカラム回路が設けられた部分に、ストレス緩和層を設けることが好適である。この部分は、レイアウト的に大きな制約を受けるが、細かな金属配線が多く配置されているので、その金属配線のストレスが大きいので、ストレス緩和層を設置した効果が大きいからである。この他に、金属配線が高密度に設置された部分（画素電源，ＤＡＣ回路，負荷ＭＯＳなど）に、ストレス緩和層を設けることが好適である。
【０２２９】
また、本発明の実施に際しては、たとえば、４つの画素Ｐを、共通画素として構成しても良い。
【０２３０】
図２２は、本発明にかかる実施形態において、画素Ｐの構成を示す図である。
【０２３１】
図２２に示すように、たとえば、４つの画素Ｐを一組として共通画素を構成してもよい。この場合には、フォトダイオード２１の受光面ＪＳを、水平方向ｘと垂直方向ｙとに２個ずつ並べられる。そして、この４つの画素Ｐの全体の中心に、フローティングディフュージョンＦＤを設ける。そして、４つの画素Ｐの受光面ＪＳにおいて、フローティングディフュージョンＦＤとの間に、転送トランジスタ２２を設ける。そして、この転送トランジスタ２２以外の画素トランジスタについては、４つの画素Ｐにおいて共通して利用可能なように設ける。
【０２３２】
具体的には、各転送トランジスタ２２は、ソースが各フォトダイオード２１に電気的に接続されており、ドレインが、一つのリセットトランジスタ２５のソースに電気的に接続されている。そして、フローティングディフュージョンＦＤは、１つの増幅トランジスタ２３に電気的に接続されている。そして、増幅トランジスタ２３のソースは、１つのアドレストランジスタ２４のドレインに電気的に接続されている。そして、リセットトランジスタ２５および増幅トランジスタ２３のそれぞれは、ドレインにおいて電源電圧が印加されるように構成されている。そして、選択トランジスタ２４においては、ソースが、垂直信号線に電気的に接続されている。
【０２３３】
各転送トランジスタ２２においては、行転送信号がゲートに印加される。そして、リセットトランジスタ２５においては、行リセット信号がゲートに印加される。また、アドレストランジスタ２４においては、行選択信号がゲートに印加される。このように、各信号が印加されることで、信号電荷の読み出し動作が、各画素Ｐごとに、順次、実行される。
【０２３４】
そして、図２２に示すように、画素領域ＰＡと周辺領域ＳＡとの間に位置する境界領域ＫＡに、ストレス緩和層６００ｇを設ける。ストレス緩和層６００ｇは、空気層を含み、金属配線ＨＷによるストレスを吸収して緩和している。このため、実施形態１の場合と同様に、暗電流の発生を抑制することができる。また、本実施形態では、ストレス緩和層６００ｇは、空気層を含むので、この空気層を介して、基板１０１に水素が容易に供給される。よって、実施形態１の場合と同様に、基板について水素化処理を効果的に実施することができる。特に、増幅トランジスタ２３の近傍に、ストレス緩和層６００ｇを設けることで、この効果を顕在化させることができる。
【０２３５】
上記の実施形態においては、ＣＭＯＳイメージセンサに適用する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、ＣＣＤイメージセンサについて、適用可能である。
【０２３６】
また、本発明の実施の際には、金属配線を銅などの金属材料を用いて形成しても良く、そして、銅などの金属材料の拡散を防止する拡散防止層を、絶縁膜の間に形成してもよい。
【０２３７】
また、上記の実施形態においては、画素領域にオプティカルブラック領域を設ける場合について説明したが、これに限定されない。画素領域にオプティカルブラック領域を設けない場合においても、適用可能である。
【０２３８】
また、上記の実施形態においては、カメラ４０に本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されない。スキャナーや、コピー機などのように、固体撮像装置を備える、他の電子機器に、本発明を適用しても良い。
【０２３９】
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆは、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、受光面ＪＳは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、画素Ｐは、本発明の画素に相当する。また、上記の実施形態において、画素領域ＰＡは、本発明の画素領域に相当する。また、上記の実施形態において、周辺領域ＳＡは、本発明の周辺領域に相当する。また、上記の実施形態において、周辺回路素子ＳＫは、本発明の周辺回路素子に相当する。また、上記の実施形態において、基板１０１は、本発明の半導体基板に相当する。また、上記の実施形態において、絶縁膜５１１〜５１９は、本発明の絶縁膜に相当する。また、上記の実施形態において、金属配線ＨＷは、本発明の金属配線に相当する。また、上記の実施形態において、多層配線層５００は、本発明の配線層に相当する。また、上記の実施形態において、ストレス緩和層６００，６００ｂ，６００ｃ，６００ｄ，６００ｅ，６００ｆ，６００ｇは、本発明のストレス緩和層に相当する。また、上記の実施形態において、有効画素ＹＰは、本発明の有効画素に相当する。また、上記の実施形態において、遮光画素ＢＰは、本発明の遮光画素に相当する。また、上記の実施形態において、有効画素領域ＹＡは、本発明の有効画素領域に相当する。また、上記の実施形態において、オプティカルブラック画素領域ＢＡは、本発明のオプティカルブラック画素領域に相当する。また、上記の実施形態において、第１の金属配線ＨＷ１ｅ，ＨＷ１ｆは、本発明の第１の金属配線に相当する。また、上記の実施形態において、第２の金属配線ＨＷ２ｅ，ＨＷ２ｆは、本発明の第２の金属配線に相当する。また、上記の実施形態において、第１のストレス緩和層６０１，６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｄ，６０１ｅ，６０１ｆは、本発明の第１のストレス緩和層に相当する。また、上記の実施形態において、第２のストレス緩和層６０２，６０２ａ，６０２ｂ，６０２ｄ，６０２ｅ，６０２ｆは、本発明の第２のストレス緩和層に相当する。また、上記の実施形態において、カラム回路１４は、本発明のカラム回路に相当する。また、上記の実施形態において、カメラ４０は、本発明の電子機器に相当する。
【符号の説明】
【０２４０】
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ：固体撮像装置、１３：行走査回路、１４：カラム回路、１５：列走査回路、１６：水平出力線、１７：出力回路、１８：タイミング制御回路、２１：フォトダイオード、２２：転送トランジスタ、２３：増幅トランジスタ、２４：選択トランジスタ、２５：リセットトランジスタ、４０：カメラ、４２：光学系、４３：制御部、４４：信号処理回路、１０１：基板、３１１：トランジスタ、３１２：キャパシタ、４００：ＡＤＣ、５００：多層配線層、５１１：第１の絶縁膜、５１２：第２の絶縁膜、５１３：第３の絶縁膜、５１４：第４の絶縁膜、５１５：第５の絶縁膜、５１６：第６の絶縁膜、５１７：第７の絶縁膜、５１８：第８の絶縁膜、５１９：第９の絶縁膜、６００，６００ｂ，６００ｃ，６００ｄ，６００ｅ，６００ｆ，６００ｇ：ストレス緩和層、６０１，６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｄ，６０１ｅ，６０１ｆ：第１のストレス緩和層、６０２，６０２ａ，６０２ｂ，６０２ｄ，６０２ｅ，６０２ｆ：第２のストレス緩和層、６０３，６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｄ，６０３ｅ，６０３ｆ：第３のストレス緩和層、６１１：金属層、６１２：空気層、ＢＡ：オプティカルブラック画素領域、ＢＭ：バリアメタル、ＢＰ：遮光画素、ＣＨ：コンタクトホール、ＣＰ：コンタクトプラグ、ＦＤ：フローティングディフュージョン、ＨＬ：列信号線、ＨＷ：金属配線、ＨＷ１ｅ，ＨＷ１ｆ：第１の金属配線、ＨＷ２ｅ，ＨＷ２ｆ：第２の金属配線、ＨＷ３ｅ，ＨＷ３ｆ：第３の金属配線、ＪＳ：受光面、ＫＡ，ＫＡｄ：境界領域ｖ、Ｐ：画素、ＰＡ：画素領域、ＰＳ：撮像面、ＳＡ：周辺領域、ＳＫ：周辺回路素子、ＶＬ：行制御線、ＹＡ：有効画素領域、ＹＰ：有効画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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